СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МНОГОСЛОЙНОГО ТЕЛА, А ТАКЖЕ МНОГОСЛОЙНОЕ ТЕЛО
METHOD OF MAKING MULTILAYER BODY AND MULTILAYER BODY

Изобретение относится к способу изготовления многослойного тела, содержащего несущий слой и образованный на несущем слое и/или в несущем слое однослойный или многослойный декоративный слой, а также к многослойному телу, получаемому с помощью способа.
Оптические защитные элементы часто применяют для затруднения копирования документов или изделий, с целью предотвращения их неправомерного использования. Так, оптические защитные элементы применяются для защиты документов, банкнот, кредитных и платежных карточек, удостоверений, упаковок ценных изделий и подобного. При этом известно применение оптически изменяющихся элементов в качестве оптических защитных элементов, которые невозможно копировать с помощью традиционных способов копирования. Известно также снабжение защитных элементов структурированным металлическим слоем, который выполнен в виде текста, логотипа или другого узора.
Создание структурированного металлического слоя из плоско нанесенного, например, посредством распыления или напыления металлического слоя осаждением пара требует множества процессов, в частности, когда необходимо создать тонкие структуры, которые имеют высокую степень защиты от подделок. Так, например, известна частичная деметаллизация металлического слоя, нанесенного по всей поверхности, посредством позитивного или негативного травления или посредством лазерной абляции, с целью его структурирования. В качестве альтернативного решения, можно наносить металлические слои уже в структурированном виде на опору с помощью применения напылительных масок.
Чем больше предусмотрено производственных стадий для изготовления защитного элемента, тем большее значение приобретает точность приводки отдельных стадий способа, то есть точность позиционирования отдельных инструментов относительно друг друга при создании защитного элемента относительно уже имеющихся на защитном элементе признаков или слоев или структур.
Задачей данного изобретения является создание особенно трудно репродуцируемого многослойного тела и способа изготовления такого многослойного тела, в котором частично сформированный слой формируют с приводкой к другому частично сформированному слою.
Задача решена с помощью способа изготовления многослойного тела, который содержит следующие этапы:
a) образование на и/или в несущем слое, содержащем первую сторону и вторую сторону, однослойного или многослойного декоративного слоя с первой зоной и второй зоной, при этом декоративный слой, при рассматривании перпендикулярно плоскости несущего слоя, имеет в первой зоне первый коэффициент пропускания и во второй зоне второй коэффициент пропускания, больший по сравнению с первым коэффициентом пропускания, при этом упомянутые коэффициенты пропускания относятся к электромагнитному излучению с подходящей для фотоактивации длиной волны;
b) расположение подлежащего структурированию слоя на первой стороне несущего слоя,
c) расположение слоя резиста(обозначаемого сокращено как «резист»), фотоактивируемого с помощью упомянутого электромагнитного излучения, на первой стороне несущего слоя так, что слой резиста расположен на противоположной несущему слою стороне по меньшей мере одного подлежащего структурированию слоя, а декоративный слой расположен на другой стороне по меньшей мере одного подлежащего структурированию слоя,
d) экспонирование слоя резиста со второй стороны несущего слоя с помощью указанного электромагнитного излучения, при этом декоративный слой за счет образования первой зоны и второй зоны служит в качестве маски для экспонирования, и
e) структурирование по меньшей мере одного подлежащего структурированию слоя и слоя резиста с помощью синхронизированных друг с другом образующих структуру процессов с точной приводкой относительно друг друга.
Этапы а)-е) способа, согласно изобретению, предпочтительно выполняют в указанной последовательности. При экспонировании фотоактивируемого слоя с помощью указанного электромагнитного излучения с противоположной фотоактивируемому слою стороны несущего слоя через декоративный слой, задающий первую зону и вторую зону, декоративный слой действует в качестве маски для экспонирования, поскольку первая зона имеет коэффициент пропускания, который уменьшен по сравнению с коэффициентом пропускания второй зоны.
Такой способ обеспечивает возможность создания особенно защищенных от подделок многослойных тел. Как указывалось выше, в способе декоративный слой служит во время изготовления многослойного тела в качестве маски для экспонирования, то есть для фотоактивации фотоактивируемого слоя резиста, а в готовом многослойном теле - в качестве декорации. В частности, декоративный слой выполнен так, что наблюдатель при рассматривании декорированного с помощью многослойного тела предмета может видеть через декоративный слой по меньшей мере один структурированный слой. Типичное пропускание первой зоны декоративного слоя по меньшей мере на один порядок больше, чем типичное пропускание обычной маски для экспонирования, например, из металла.
За счет применения декоративного слоя в качестве маски для экспонирования слой резиста структурируют с точной приводкой относительно первой и второй зон декоративного слоя, то есть структуры структурированного слоя резиста расположены с приводкой относительно первой и второй зон декоративного слоя. Кроме того, в соответствии со способом, согласно изобретению, по меньшей мере один подлежащий структурированию слой структурируют с точной приводкой относительно слоя резиста. Способ обеспечивает также создание по меньшей мере трех образованных с точной приводкой относительно друг друга слоев: декоративного слоя, слоя резиста и по меньшей мере одного подлежащего структурированию слоя. С помощью этапа е) структурирования создают по меньшей мере один подлежащий структурированию слой в качестве структурированного слоя. В результате выполнения способа многослойное тело имеет структурированный слой с точной приводкой в первой зоне или во второй зоне декоративного слоя. Под приводкой или точностью приводки следует понимать точное расположение лежащих друг над другом слоев. Приводку, соответственно, точность приводки слоев предпочтительно контролируют с помощью приводочных меток, которые имеются равным образом на всех слоях и по которым, предпочтительно с помощью оптических способов распознавания или сенсорной техники можно легко распознавать, расположены ли слои с приводкой. Точность приводки задается в обоих измерениях, то есть по длине и ширине слоев.
Под приводкой понимается точное расположение друг на друге или друг над другом различных элементов многослойного тела. Один слой содержит по меньшей мере одну прослойку. Декоративный слой содержит одну или несколько декоративных и/или защитных прослоек, выполненных, в частности, в виде слоев лака. Декоративные прослойки могут быть расположены по всей поверхности или в виде структурированного узора на несущем слое. При этом одна или несколько декоративных прослоек образованы на одной или на обеих сторонах несущего слоя, который выполнен, например, в виде пленки основания или пленки-носителя. Декоративный слой содержит по меньшей мере один слой, ослабляющий электромагнитное излучение с пригодной для фотоактивации длиной волны. Декоративный слой имеет относительно электромагнитного излучения с пригодной для фотоактивации длиной волны оптическую плотность больше нуля.
За счет выполнения маски для экспонирования в виде декоративного слоя неизбежно обеспечивается абсолютно 100%-я точность приводки маски для экспонирования относительно декоративного слоя, то есть сам декоративный слой выполняет по меньшей мере в некоторых зонах функцию маски для экспонирования. Таким образом, декоративный слой и маска для экспонирования образуют общий функциональный блок. За счет как простого, так и эффективного способа, согласно данному изобретению, обеспечивается значительное преимущество по сравнению с обычными способами, в которых необходимо приводить отдельную маску для экспонирования относительно декоративного слоя, при этом на практике лишь в минимальном количестве случаев возможно полностью предотвратить отклонения в приводке.
Таким образом, с помощью данного изобретения можно структурировать подлежащий структурированию слой без дополнительных технологических затрат с точной приводкой относительно задаваемых с помощью декоративного слоя первой и второй зон. В обычных способах создания маски травления посредством экспонирования маски, при этом маска выполнена или в виде отдельного блока, например, в виде отдельной пленки, или в виде отдельной стеклянной пластины или стеклянного валка, или в виде дополнительно напечатанного слоя, может возникать тот недостаток, что линейные и/или нелинейные искажения в многослойном теле, вызываемые предшествующими, в частности, создающими термические и/или механические нагрузки этапами способа, невозможно полностью компенсировать по всей поверхности многослойного тела за счет ориентации маски на многослойном теле, хотя ориентация маски осуществляется по имеющимся приводочным меткам, предпочтительно расположенным на горизонтальных и/или вертикальных краях многослойного тела. При этом допуски отклоняются по всей поверхности многослойного тела в относительно большом диапазоне. С помощью способа согласно изобретению используются заданные с помощью декоративного слоя первая и вторая зоны в качестве маски, при этом части декоративного слоя, задающие первую и вторую зоны, наносятся в ранней стадии процесса во время изготовления многослойного тела. Таким образом, выполненная в виде декоративного слоя маска проходит через все последующие этапы обработки многослойного тела, и за счет этого автоматически подвергается всем возможно вызываемым этими этапами обработки искривлениям в многослойном теле. За счет этого не могут возникать дополнительные допуски, в частности, также дополнительные отклонения допусков по поверхности многослойного тела, поскольку за счет этого предотвращается необходимое по возможности более точное по приводке последующее позиционирование этой независимой от предыдущих этапов обработки маски. Допуски, соответственно, точность приводки в способе, согласно изобретению, обуславливаются лишь возможно не абсолютно точно выполненными краями первой и второй зон, качество которых определяется применяемыми способами изготовления. Допуски, соответственно, точность приводки в способе, согласно изобретению, лежат примерно в микронном диапазоне и тем самым намного ниже разрешающей способности глаза; то есть невооруженный глаз человека больше не может воспринимать имеющиеся допуски.
При экспонировании, согласно изобретению, слоя резиста со второй стороны несущего слоя, слой резиста повергается в некоторых зонах экспонированию разной интенсивности. Это различное экспонирование слоя резиста обуславливается различными коэффициентами пропускания во второй и первой зонах декоративного слоя, но не зависит от возможно имеющейся рельефной структуры, в частности, не зависит от рельефной структуры, сформированной в пленке-носителе или в слое, расположенном на этой пленке-носителе. Другими словами, различное экспонирование слоя резиста не обуславливается рельефной структурой.
Структурирование по меньшей мере одного подлежащего структурированию слоя и фотоактивируемого слоя резиста, который расположен на первой стороне несущего слоя, определяется за счет различно интенсивного экспонирования слоя резиста, которое, в свою очередь задается с помощью первой и второй зоны декоративного слоя; однако структурирование не зависит от возможно имеющейся рельефной структуры и не обуславливается рельефной структурой, в частности, не зависит от рельефной структуры, образованной в пленке-носителе или в слое, расположенном на пленке-носителе. Таким образом, границы первой и второй зоны декоративного слоя соответствуют, при рассматривании перпендикулярно плоскости несущего слоя, с точной приводкой границам структурирования по меньшей мере одного подлежащего структурированию слоя или фотоактивируемого слоя резиста, однако не зависят и не обуславливаются границами, в частности, контурами рельефной структуры.
В соответствии с этапом d) способа, согласно изобретению, декоративный слой служит за счет образования первой зоны и второй зоны в качестве маски для экспонирования, при этом образованная таким образом маска для экспонирования не зависит от возможно имеющейся рельефной структуры, в частности, не зависит от рельефной структуры, образованной в пленке-носителе или в слое, расположенном на пленке-носителе. В соответствии с этапом е) способа, согласно изобретению, по меньшей мере один подлежащий структурированию слой и слой резиста структурируют с точной приводкой относительно друг друга с помощью синхронизированных друг с другом образующих структуру процессов, при этом это структурирование зависит от первой и второй зоны декоративного слоя, но не зависит от возможно имеющейся рельефной структуры, в частности, не зависит от рельефной структуры, образованной в пленке-носителе или в слое, расположенном на пленке-носителе.
Функция декоративного слоя в качестве маски для экспонирования не зависит от подлежащего структурированию слоя. Физические свойства, в частности, эффективная толщина или оптическая плотность подлежащего структурированию слоя не оказывают влияния, соответственно, не зависят от физических свойств декоративного слоя, то есть маски для экспонирования, в частности, от коэффициентов пропускания первой и второй зоны декоративного слоя. Декоративный слой определяет маску для экспонирования, согласно изобретению, самостоятельно и независимо от возможно имеющихся рельефных структур, в частности, дифракционных рельефных структур и других, в частности, физических и/или химических свойств подлежащего структурированию слоя. Подлежащий структурированию слой не является частью маски для экспонирования, то есть в данном изобретении маска для экспонирования (декоративный слой) и подлежащий структурированию слой присутствуют по отдельности и не связаны функционально.
Возможно, чтобы по меньшей мере один подлежащий структурированию слой имел постоянную толщину слоя по всей поверхности, по которой он расположен на первой стороне несущего слоя.
Возможно, чтобы декоративный слой содержал первый лаковый слой, который расположен на несущем слое в первой зоне с первой толщиной слоя, а во второй зоне либо отсутствует, либо расположен со второй толщиной слоя, меньшей по сравнению с первой толщиной слоя, так что декоративный слой имеет в первой зоне указанный первый коэффициент пропускания и во второй зоне указанный второй коэффициент пропускания.
Возможно, что декоративный слой содержит первую окраску несущего слоя, которая образована в первой зоне с первой толщиной слоя и либо отсутствует во второй зоне, либо образована с помощью второй толщины слоя, меньшей по сравнению с первой толщиной слоя, так что декоративный слой в первой зоне имеет указанный первый коэффициент пропускания и во второй зоне указанный второй коэффициент пропускания. Окраска несущего слоя может быть выполнена в виде окрашенной или измененной по окраске зоны внутри несущего слоя. Предпочтительным способом создания окраски несущего слоя является лазерная маркировка в несущем слое с изменением цвета или способ, при котором осуществляется введение пигментов или красящих материалов в несущий слой методом диффузии.
Примером лазерной маркировки в виде чернения или затемнения несущего слоя является воздействие лазерным лучом на несущий слой, например, из поликарбоната (PC), которое является особенно эффективным, когда поликарбонат легирован. Описание таких несущих слоев приведено, например, в ЕР 0991523 В1 или ЕР 0797511 B1.
Примером способа прямой диффузии пигментов или красящих материалов является печатание на несущем слое с помощью цветного лака, содержащего растворитель, последующее временное воздействие цветного лака и последующее смывание цветного лака. За счет растворителя или растворителей в цветном лаке происходит частичное разъедание поверхности материала несущего слоя, за счет чего части цветного лака могут диффундировать по меньшей мере в слои несущего слоя, лежащие в зоне разъеденной поверхности верхние. Для этого материал несущего слоя необходимо выбирать так, что обеспечивается возможность его растворения с помощью используемого в цветном лаке растворителя. Такой комбинацией может быть, например, несущий слой из поликарбоната и цветной лак на основе ароматических растворителей. После удаления цветного лака в несущем слое остается диффундированная составляющая цветного лака. В зависимости от толщины слоя нанесенного цветного лака и в зависимости от выбора материала несущего слоя можно вводить с помощью диффузии различное количество пигментов или красящих веществ в несущий слой на различную глубину. Хотя за счет прямой диффузии на краях первой и/или второй зон возникает легкая нерезкость, однако она проходит по горизонтали лишь в зоне предпочтительно вертикальной толщины слоя напечатанного цветного лака. При этом «вертикально» относится к прохождению по существу перпендикулярно несущему слою, а «горизонтально» - к прохождению по существу в плоскости, образованной несущим слоем. Например, если способом печати наносят слой цветного лака толщиной в несколько микрометров, например, 1-10 мкм, то нерезкость лежит также лишь в диапазоне от 1 до 10 мкм и тем самым намного ниже разрешающей способности глаза.
Другим примером способа диффундирования пигментов или красящих веществ является, например, печать на несущем слое с помощью съемного лака для покрытия второй зоны. Затем несущий слой подвергают воздействию атмосферы с испаренным красителем, например, атмосферы из инертного газа, такого как аргон или азот, и испаренного йода. В непокрытой съемным лаком первой зоне испаренный краситель диффундирует в несущий слой. Затем можно удалять съемный лак. В качестве альтернативного решения или же в комбинации с ним, можно пропускать несущий слой, пропечатанный в некоторых зонах с помощью съемного лака, через раствор, содержащий, например, аполярный растворитель, такой как толуол или бензин, и растворенный в нем краситель и предпочтительно также растворенный в растворе УФ-блокатор (УФ-ультрафиолетовый). При этом съемный лак должен быть стойким к растворителям раствора, например, должен быть водорастворимым съемным лаком. Краситель и возможно УФ-блокатор диффундируют в непокрытые съемным лаком первые зоны несущего слоя в растворе и тем самым окрашивают несущий слой. Затем съемный лак с несущего слоя удаляют.
Другим примером способа диффузии пигментов или красителей является печать на несущем слое с помощью способа тепловой сублимации, при котором краситель отдельного цветного несущего слоя подвергают сублимации с помощью локального воздействия теплом с помощью термопечатающей головки, то есть испаряют. Затем этот пар может диффундировать в несущий слой, при этом достигается высокое разрешение порядка 300 dpi (точек на дюйм). Для дальнейшего повышения резкости по краям при диффузии, можно применять дополнительные маски, которые расположены между термопечатающей головкой и несущим слоем и закрывают не подлежащие окрашиванию зоны несущего слоя.
Возможно, что один слой декоративного слоя выполнен в некоторых зонах с различной толщиной слоя на и/или внутри несущего слоя. Возможно, что один слой декоративного слоя выполнен в виде слоя по существу с равномерной толщиной слоя, и слой образован лишь в некоторых зонах, то есть в структурированной в виде узора форме, на и/или внутри несущего слоя. При этом возможно, что декоративный слой содержит слои, нанесенные лишь на одной стороне несущего слоя, или слои, нанесенные на обе стороны декоративного слоя.
Кроме того, задача решена с помощью многослойного тела, содержащего несущий слой, который имеет первую сторону и вторую сторону, и однослойный или многослойный декоративный слой, образованный на и/или внутри несущего слоя, который имеет первую зону и вторую зону, при этом декоративный слой, при рассматривании перпендикулярно плоскости несущего слоя, имеет в первой зоне первый коэффициент пропускания и во второй зоне второй коэффициент пропускания, больший по сравнению с первым коэффициентом пропускания, причем указанные коэффициенты пропускания относятся к электромагнитному излучению с подходящей для фотоактивации длиной волны, при этом многослойное тело имеет по меньшей мере один слой, структурированный с приводкой относительно первой зоны и второй зоны.
Многослойное тело, согласно изобретению, можно применять, например, в качестве этикетки, ламинированной пленки, пленки горячего тиснения или трансферной пленки, для создания оптического защитного элемента, который используется для защиты документов, банкнот, кредитных и платежных карточек, удостоверений, упаковок ценных изделий и подобного. При этом декоративный слой и по меньшей мере один расположенный с точной приводкой к нему структурированный слой служат в качестве защитного элемента.
Когда в последующем приводится описание расположения предмета в первой зоне и/или во второй зоне, то под этим следует понимать, что предмет расположен так, что предмет и первая и/или вторая зона декоративного слоя соединены внахлестку при рассматривании перпендикулярно поверхности несущего слоя. В последующем также понятия «первая зона» и «вторая зона» распространяются, исходя из декоративного слоя, также на другие предметы, например, слои многослойного тела. Первая/вторая зона предмета означает, что первая/вторая зона декоративного слоя и первая/вторая зона предмета являются конгруэнтными при рассматривании перпендикулярно плоскости несущего слоя.
Образованная с помощью декоративного слоя маска для экспонирования содержит первую зону и вторую зону, которые имеют различный коэффициент пропускания относительно применяемого при экспонировании излучения. Поэтому маска для экспонирования не содержит абсолютно непроницаемой зоны для применяемого при экспонирования излучения, а лишь одну зону с более высоким коэффициентом пропускания и одну зону с более низким коэффициентом пропускания, и поэтому ее можно называть полутоновой маской. Зона фотоактивируемого слоя, экспонированная через первую зону, активируется в меньшей степени, чем зона фотоактивируемого слоя, экспонированная через вторую зону, поскольку первая зона имеет меньший коэффициент пропускания, чем вторая зона.
Целесообразно, когда для образования фотоактивируемого слоя применяется позитивный фоторезист, растворимость которого увеличивается при активировании посредством экспонирования, или негативный фоторезист, растворимость которого уменьшается при активировании посредством экспонирования. Экспонированием называется избирательное облучение фотоактивируемого слоя через маску для экспонирования с целью локального изменения растворимости фотоактивируемого слоя с помощью фотохимической реакции. По виду достигаемого с помощью фотохимической реакции изменения растворимости различают следующие фотоактивируемые слои, которые могут быть выполнены в качестве фоторезистов: в первом типе фотоактивируемых слоев (например, негативный лак; по-английски negative resist-негативный резист) их растворимость за счет экспонирования уменьшается по сравнению с неэкспонированными зонами слоя, например, потому что освещение приводит к затвердеванию слоя; во втором типе фотоактивируемых слоев (например, позитивный лак; по-английски positive resist-позитивный резист) их растворимость за счет экспонирования увеличивается по сравнению с неэкспонированными зонами слоя, например, потому что освещение приводит к разложению слоя.
Кроме того, целесообразно, когда слой резиста удаляется при применении позитивного фоторезиста во второй зоне или при применении негативного фоторезиста в первой зоне. Это можно осуществлять с помощью растворителя, такого как щелочь или кислота. При применении позитивного фоторезиста более интенсивно экспонированная вторая зона слоя резиста имеет более высокую растворимость, чем меньше экспонированная первая зона о слоя резиста. Поэтому растворитель растворяет материал о слоя резиста, то есть позитивный фоторезист, который расположен во второй зоне, быстрее и лучше, чем материал слоя резиста, который расположен в первой зоне. За счет применения растворителя можно также структурировать слой резиста, то есть слой резиста удаляется во второй зоне, но остается сохраненным в первой зоне.
Целесообразно, когда подлежащий структурированию слой удаляют в первой или второй зоне, в которой был удален слой резиста. Это можно осуществлять с помощью средства травления, такого как кислота или щелочь. Предпочтительно, когда частичное удаление слоя резиста в первой или второй зоне и тем самым в освобожденной первой или второй зоне подлежащего структурированию слоя осуществляется на одном и том же этапе способа. Этого можно достигать простым образом с помощью растворителя или травильного средства, такого как щелочь или кислота, которое способно удалять как слой резиста - при позитивном фоторезисте в экспонированной зоне, при негативном фоторезисте в не экспонированной зоне, так и подлежащий структурированию слой, то есть разлагает оба материала. При этом слой резиста должен быть выполнен так, что он является по меньшей мере в течение достаточного времени, то есть в течение времени воздействия растворителя или средства травления стойким относительно используемого для удаления подлежащего структурированию слоя растворителя, соответственно, травильного средства при применении позитивного фоторезиста в не экспонированной зоне, при применении негативного фоторезиста в экспонированной зоне.
В одном предпочтительном варианте выполнения предусмотрено также максимально полное удаление (=«снятие») резиста во время рабочего этапа удаления подлежащего структурированию слоя в первой или второй зоне или на отдельном, последующем рабочем этапе. При этом за счет уменьшения количества лежащих друг над другом слоев в многослойном теле можно повышать его устойчивость и прочность, поскольку минимизируются проблемы адгезии между примыкающими друг к другу слоями. Кроме того, может быть улучшен внешний вид многослойного тела, поскольку после удаления резиста, который, в частности, может быть окрашенным и/или не полностью прозрачным, а лишь просвечивающим или непрозрачным, снова освобождаются лежащие под ним зоны. Однако для специальных применений, без особенно высоких требований к стойкости или внешнему виду, можно также оставлять резист на структурированном слое. Оставление фоторезиста на структурированном слое может быть, в частности, предпочтительным, когда он выполнен в виде относительно стабильного негативного резиста и окрашен. Для этого можно также печатать резист двумя или несколькими красками. Таким образом, можно реализовывать различные цветовые восприятия при рассматривании многослойного тела с различных сторон.
Предпочтительно, когда слой резиста экспонируется с противоположной слою резиста стороны несущего слоя с помощью указанного электромагнитного излучения, при этом декоративный слой за счет образования по меньшей мере одной первой зоны и по меньшей мере одной второй зоны служит в качестве маски для экспонирования. По меньшей мере один подлежащий структурированию слой структурируется с помощью удаляемого после экспонирования по меньшей мере в одной первой зоне или по меньшей мере в одной второй зоне фотоактивируемого слоя с приводкой относительно по меньшей мере одной первой зоны и по меньшей мере одной второй зоны.
Предпочтительно, когда слой резиста включает активируемый ультрафиолетом материал. В этом случае для этапа d) экспонирования можно применять ультрафиолетовое излучение. За счет этого можно отделять визуальные свойства многослойного тела от желаемых свойств процесса структурирования по меньшей мере одного подлежащего структурированию слоя. Этап d) экспонирования выполняют так, что излучение полностью пронизывает слой резиста, то есть проходит вплоть до его наружной поверхности, противоположной несущему слою. Лишь в этом случае можно беспрепятственно удалять резист с помощью растворителя со стороны наружной поверхности слоя резиста. Если резист пронизывается излучением не полностью, то он имеет, как правило, еще «пленку» на своей противоположной несущему слою наружной стороне, которая предотвращает по меньшей мере частично воздействие растворителя.
Несущий слой должен быть прозрачным для излучения, применяемого на этапе d) экспонирования. Целесообразно применять для экспонирования электромагнитное излучение с максимумом излучения в диапазоне 365 нм, поскольку в этом диапазоне PET (полиэтилентерефталат), который может образовывать существенную составляющую часть несущего слоя, является прозрачным. В диапазоне этой длины волны лежит максимум излучения ртутного излучателя высокого давления. Для следующих материалов носителя можно также применять электромагнитное излучение с длиной волны в диапазоне от 254 до 314 нм: олефиновый материал носителя, такой как РР (полипропилен) или РЕ (полиэтилен), материал носителя на основе PVC или сополимеров PVC, материал носителя на основе поливинилового спирта или поливинилацетата, полиэфирные материалы носителя на основе алифатического сырья.
Предпочтительно выбирать толщину и материал декоративного слоя так, чтобы первый коэффициент пропускания был больше нуля. Толщину и материал декоративного слоя выбирают так, что электромагнитное излучение с подходящей для фотоактивации длиной волны частично пронизывает декоративный слой в первой зоне. Образованная с помощью декоративного слоя маска для экспонирования также выполнена проницаемой для излучения в первой зоне.
-OD
Целесообразно, когда толщина и материал декоративного слоя выбраны так, что соотношение между вторым и первым коэффициентом пропускания равно или больше двух. Соотношение между первым и вторым коэффициентом пропускания предпочтительно составляет 1:2, называемое также контрастом 1:2. Контраст 1:2 по меньшей мере на один порядок меньше, чем в обычных масках. Раньше не было принято применять для экспонирования слоя резиста маску, которая имеет такой небольшой контраст, как указанный декоративный слой согласно изобретению. При экспонировании резиста с помощью обычной маски (например, хромовой маски) получаются непрозрачные, т.е. с OD>2 или полностью прозрачные зоны; таким образом, маска имеет большой контраст. Обычная алюминиевая маска имеет контраст 1:100, поскольку коэффициент пропускания алюминиевого слоя имеет значения приблизительно 1%, в соответствии с оптической плотностью (OD), равной 2. Коэффициент пропускания (Т) и OD связаны друг с другом следующим соотношением: Т=10 (то есть OD=0 соответствует Т=100%; OD=2 соответствует T=1%; OD=3 соответствует Т=0,1%). В противоположность обычным способам экспонирования в данном изобретении слой резиста экспонируют не только через маску с небольшим контрастом (декоративный слой), но также через подлежащий структурированию слой.
Кроме того, возможно, что между несущим слоем и по меньшей мере одним подлежащим структурированию слоем, предпочтительно непосредственно на первой стороне несущего слоя, расположен по меньшей мере один функциональный слой, в частности, отделяемый слой и/или слой защитного лака. Это предпочтительно, в частности, при применении многослойной пленки в виде трансферной пленки, в которой функциональный слой обеспечивает беспроблемное отделение несущего слоя от трансферного слоя, который содержит по меньшей мере один слой декоративного слоя и структурированный слой.
Целесообразно, когда толщина и материал декоративного слоя выбраны так, что электромагнитное излучение, измеренное после прохождения через пакет слоев, состоящий из несущего слоя, по меньшей мере одного функционального слоя и декоративного слоя, имеет в первой зоне коэффициент пропускания, равный примерно 0,3, и во второй зоне коэффициент пропускания, равный примерно 0,7. Такой контраст между обеими выполненными с различным коэффициентом пропускания зонами, то есть между первой и второй зоной, является достаточным, в частности, при позитивном слое резиста.
Возможно, что на первой стороне несущего слоя образована по меньшей мере одна рельефная структура, и что по меньшей мере один подлежащий структурированию слой расположен на поверхности по меньшей мере одной рельефной структуры. Для этого может быть предусмотрено расположение репликационного слоя на первой стороне несущего слоя и тиснение по меньшей мере одной рельефной структуры в противоположной несущему слою поверхности репликационного слоя. Однако может быть также предусмотрено тиснение по меньшей мере одной рельефной структуры непосредственно в несущем слое. При этом несущий слой должен иметь на первой стороне несущего слоя подходящий для репликационного способа репликационный материал носителя, например, PVC (поливинилхлорид), PC, PS (полистирол) или PVA (поливинилацетат). Под репликационным слоем обычно понимается слой, изготавливаемый с рельефной структурой поверхности. Сюда входят, например, органические слои, такие как пластмассовые или лаковые слои, или неорганические слои, такие как неорганические пластмассы (например, силиконы), стеклянные слои, полупроводниковые слои, металлические слои и т.д., а также их комбинации. Предпочтительно, репликационный слой выполнен в виде репликационного лакового слоя. Для образования рельефной структуры можно наносить на несущий слой затвердеваемый под воздействием излучения репликационный слой, формировать рельеф в репликационном слое и подвергать затвердеванию репликационный слой вместе со сформированном в нем рельефом. Предпочтительно, когда рельеф выполнен в виде микроскопической или макроскопической структуры, отклоняющей свет или преломляющей свет или рассеивающей свет, такой как дифракционная структура или дифракционная решетка или матовая структура, или комбинации из микроскопических или макроскопических структур, отклоняющих свет или преломляющих свет или рассеивающих свет, таких как дифракционные структуры, матовые структуры или дифракционные решетки.
Возможно, что по меньшей мере одна рельефная структура по меньшей мере частично расположена в первой зоне и/или во второй зоне. При этом компоновка поверхности рельефной структуры может быть согласована с компоновкой поверхности первой и второй зоны, в частности, с приводкой к ней, или же компоновка поверхности рельефной структуры выполнена, например, в виде непрерывного бесконечного узора независимо от компоновки поверхности первой и второй зоны. За счет расположения, согласно изобретению, слоя резиста на первой стороне несущего слоя так, что слой резиста расположен на противоположной несущему слою стороне по меньшей мере одного подлежащего структурированию слоя, а декоративный слой расположен на другой стороне по меньшей мере одного подлежащего структурированию слоя, можно располагать подлежащий структурированию слой по меньшей мере частично на рельефной структуре, в отличии от способа структурирования с применением смываемого лака. В обычном способе структурирования с применением смываемого лака, который содержит диоксид кремния или диоксид титана (например, рутил), диоксид кремния и диоксид титана действуют за счет механического воздействия разрушающим образом на поверхность репликационного валика, в частности, с поверхностью из никеля. Кроме того, репликацию затрудняют также различия уровня между слоем смываемого лака и расположенным под ним слоем, в который подлежит тиснению рельефная структура.
Возможно, что после этапа е) на первую сторону несущего слоя наносят выравнивающий слой. С помощью этапа е) структурирования образуется подлежащий структурированию слой в виде структурированного слоя. Предпочтительно, когда после этапа е) структурированный слой и слой резиста удален в первой и второй зоне и имеется в другой зоне. За счет нанесения выравнивающего слоя можно по меньшей мере частично заполнять углубленные зоны/углубления структурированного слоя. Возможно, что за счет нанесения выравнивающего слоя по меньшей мере частично заполняются также углубленные зоны/углубления слоя резиста. Выравнивающий слой может иметь один или несколько слоев материала. Выравнивающий слой может быть выполнен в виде защитного и/или клеевого слоя и/или декоративного слоя. Возможно, что на противоположную несущему слою сторону выравнивающего слоя наносят обеспечивающий адгезию слой, например, клеевой слой. Таким образом, многослойное тело, выполненное в виде ламинированной или трансферной (переводной) пленки, можно соединить с подложкой, прилегающей к обеспечивающему адгезию слою, например, с помощью способа горячего тиснения или способа IMD (In-Mould-Decoration «литье с декорированием в литьевой форме»). Подложка может быть, например, бумагой, картоном, текстилем или другим волокнистым материалом, или же пластмассой и при этом быть гибкой или преимущественно жесткой.
Возможно, что по меньшей мере один слой декоративного слоя нанесен на вторую сторону несущего слоя. За счет этого представляется возможным вновь удалить один или несколько слоев по меньшей мере одного слоя после этапа экспонирования, при котором декоративный слой служит в качестве маски для экспонирования. Поэтому после этапа d) экспонирования возможно вновь удалять один или несколько слоев по меньшей мере одного декоративного слоя, нанесенного на вторую сторону несущего слоя с несущего слоя.
Предпочтительно, когда декоративный слой является по меньшей мере частично прозрачным для видимого света с длиной волны в диапазоне примерно 380-750 нм. Возможно, что когда декоративный слой окрашен с помощью по меньшей мере одного непрозрачного и/или по меньшей мере одного прозрачного красителя, то по меньшей мере в одном диапазоне длин волн электромагнитного спектра он является цветным или создающим цвет, в частности, пестро-цветным или создающим пестрый цвет, в частности, что в декоративном слое содержится краситель, который можно возбуждать вне видимого спектра и который создает визуально распознаваемое цветное восприятие. Возможно, что декоративный слой окрашен с помощью по меньшей мере одного пигмента или по меньшей мере одного красителя цвета циан, пурпур, желтый или черный (CMYK - Cyan Magenta Yellow Key; Key: черный в качестве глубины цвета) или цвета красный, зеленый или синий (RGB), в частности, для создания субтрактивного смешанного цвета, и/или снабжен по меньшей мере одним флуоресцирующим красным и/или зеленым и/или синим, возбуждаемым под действием излучения пигментом или красителем и может создавать за счет этого, в частности, аддитивный смешанный цвет при облучении. При этом окрашивание может быть по существу постоянным во всей окрашенной зоне поверхности или же выполнено в виде, в частности, непрерывного градиентной заливки, например, линейного или радиального градиентной заливки, то есть окраска имеет градиент, при этом окраска может изменяться, в частности, между двумя или несколькими тонами цвета, например, от красного к синему и дальше к зеленому, или между одним или несколькими тонами цвета и ахроматическим цветом, например, между красным и прозрачным, то есть не окрашенным декоративным слоем. Такие градиентные заливки известны и распространены в технике защиты с помощью печати, поскольку их подделка затруднена.
За счет этого декоративный слой выполняет двойную функцию. С одной стороны, декоративный слой служит в качестве маски для экспонирования для образования по меньшей мере одного структурированного слоя, который расположен с точной приводкой к первой и второй зоне декоративного слоя. В частности, декоративный слой служит в качестве маски для экспонирования для удаления в некоторых зонах металлического слоя. С другой стороны, декоративный слой или по меньшей мере один или несколько пластов декоративного слоя служат на многослойном теле в качестве оптического элемента, в частности, в качестве одноцветного или многоцветного окрашенного слоя для окраски по меньшей мере одного структурированного слоя, при этом окрашенный слой расположен с точной приводкой над и/или рядом/с примыканием по меньшей мере к одному структурированному слою.
Возможно, что многослойное тело имеет в первой зоне или второй зоне слой резиста, фотоактивируемый с помощью указанного электромагнитного излучения, при этом на первой стороне несущего слоя по меньшей мере один структурированный слой ислой резиста расположены с точной приводкой относительно друг друга так, что слой резиста расположен на противоположной несущему слою стороне по меньшей мере одного структурированного слоя, а декоративный слой расположен на другой стороне по меньшей мере одного структурированного слоя.
Возможно, что декоративный слой содержит первый лаковый слой, который расположен в первой зоне с первой толщиной слоя, а во второй зоне он либо отсутствует, либо расположен на несущем слое со второй толщиной слоя, меньшей по сравнению с первой толщиной слоя, так что декоративный слой имеет в первой зоне указанный первый коэффициент пропускания и во второй зоне указанный второй коэффициент пропускания.
Возможно, что декоративный слой содержит первую окраску несущего слоя, которая выполнена в первой зоне с первой толщиной слоя и во второй зоне либо отсутствует, либо выполнена со второй толщиной слоя, меньшей по сравнению с первой толщиной слоя, так что декоративный слой имеет в первой зоне указанный первый коэффициент пропускания и во второй зоне указанный второй коэффициент пропускания.
Предпочтительно, когда соотношение между вторым коэффициентом пропускания и первым коэффициентом пропускания больше 2.
Возможно, что на первой стороне несущего слоя расположена по меньшей мере одна рельефная структура, и по меньшей мере один подлежащий структурированию слой расположен на поверхности по меньшей мере одной рельефной структуры. При этом возможно, что на первой стороне несущего слоя расположен репликационный слой, и по меньшей мере одна рельефная структура выдавлена в противоположной несущему слою поверхности репликационного слоя. Однако возможно также, что по меньшей мере одна рельефная структура выдавлена в несущем слое. Возможно, что рельефная структура выполнена в виде дифракционной рельефной структуры. Предпочтительно, когда по меньшей мере одна рельефная структура по меньшей мере частично расположена в первой зоне и/или второй зоне.
Возможно, что на противоположной несущему слою стороне по меньшей мере одного структурированного слоя расположен выравнивающий слой. Предпочтительно, когда показатель n1 преломления выравнивающего слоя в видимом диапазоне длин волн лежит в диапазоне от 90% до 110% показателя n2 преломления репликационного слоя. Предпочтительно, когда в первой или второй зонах, в которых удален структурированный слой и на поверхности образована пространственная структура, то есть рельеф, углубления и возвышения рельефа выровнены с помощью выравнивающего слоя, который имеет показатель преломления, аналогичный показателю преломления репликационного слоя, то есть Δn=|n2-n1|<0,3. Таким образом, создаваемый с помощью рельефа оптический эффект в зонах, в которых выравнивающий слой нанесен непосредственно на репликационный слой, больше не виден.
Возможно, что выравнивающий слой образован в виде адгезионного слоя, например, клеевого слоя. Возможно, что по меньшей мере один слой декоративного слоя расположен на второй стороне несущего слоя. Возможно, что декоративный слой содержит по меньшей мере два вызывающих различное цветовое впечатление лаковых слоя. Возможно, что декоративный слой содержит первый лаковый слой, который нанесен на несущий слой лишь в некоторых зонах, и второй лаковый слой, который нанесен на всю поверхность несущего слоя.
2
Возможно, что по меньшей мере один структурированный слой содержит один или несколько следующих слоев: металлический слой, в частности, содержащий медь, алюминий, серебро и/или золото, слой HRI (High Refractive Index-высокий показатель преломления), в частности, содержащий ZnS или TiO, жидкокристаллический слой, полимерный слой, в частности, проводящий или полупроводящий полимерный слой, интерференционный пакет слоев тонких пленок, пигментный слой, полупроводниковый слой. По меньшей мере один структурированный слой не ограничен указанными примерами выполнения. Структурированный слой может быть любым материалом, на который воздействует растворитель или средство травления, то есть выполнен растворяемым или удаляемым. Возможно, что по меньшей мере один структурированный слой имеет толщину в диапазоне от 20 до 1000 нм, в частности, 20-100 нм. Предпочтительно, что структурированный слой многослойного тела выполнен в виде отражательного слоя для света, падающего со стороны репликационного слоя. За счет комбинации рельефной структуры репликационного слоя и расположенного под ним структурированного слоя, например, выполненного в виде металлического слоя, можно создавать различные и эффективные для целей защиты оптические эффекты. Структурированный слой может состоять из металла, например, алюминия или меди или серебра, который в последующей стадии способа усиливают гальваническим способом. Металл, который применяют для гальванического усиления, может быть тем же или отличным от металла структурированного слоя. Примером является, например, гальваническое усиление медью тонкого слоя серебра.
Возможно, что слой резиста имеет толщину в диапазоне от 0,3 до 3 мкм. Целесообразно, когда слой резиста выполнен в виде травильный резиста, при этом слой резиста, если он выполнен в виде позитивного фоторезиста, в не экспонированной зоне и, если он выполнен в виде негативного фоторезиста, в экспонированной зоне, имеет относительно воздействующего на подлежащий структурированию слой средства травления высокую стойкость, которая достаточна для по существу предотвращения прохождения средства травления к подлежащему структурированию слою в покрытой слоем зоне по меньшей мере так долго, пока средство травления не удалит подлежащий структурированию слой в желаемой зоне. Указанной желаемой зоной является, если слой резиста выполнен в виде позитивного фоторезиста, экспонированная зона и, если слой резиста выполнен в виде негативного фоторезиста, не экспонированная зона.
2
Возможно, чтобы декоративный слой имел толщину в диапазоне от 0,5 до 5 мкм. Возможно, чтобы декоративный слой содержал красители или высоко дисперсные пигменты, в частности, пигментную дисперсию Mikrolith-K. Это предпочтительно, прежде всего, при цветном декоративном слое, содержащим пигментную составляющую. Возможно, чтобы в материал для образования декоративного слоя был добавлен абсорбер ультрафиолетового света, в частности, если этот материал содержит относительно мало пигментов или других поглощающих ультрафиолетовый свет составляющих частей. Возможно, чтобы декоративный слой содержал неорганические абсорберы с высокой степенью рассеивания, в частности, УФ абсорберы наномасштаба на основе неорганических оксидов. Подходящими оксидами являются, прежде всего, TiO и ZnO в высокодисперсном виде, используемые также в солнцезащитных кремах с обеспечением высоким светозащитным фактором. Эти неорганические абсорберы приводят к сильному рассеянию и поэтому пригодны, в частности, для матового, в частности, шелковисто-матового окрашивания декоративного слоя. Возможно, чтобы декоративный слой имел органические абсорберы, в частности, дериваты бензотриазола, с долей по массе, находящейся в диапазоне примерно от 3% до 5%. Подходящие органические абсорберы предлагаются под торговой маркой Tinuvin фирмой Ciba, Базель, Швейцария. Возможно, что декоративный слой имеет флуоресцирующие красители или органические или неорганические флуоресцирующие пигменты в комбинации с высоко дисперсными пигментами, в частности Mikrolith-K. За счет возбуждения этих флуоресцирующих пигментов уже в декоративном слое отфильтровывается большая часть ультрафиолетового излучения, так что только лишь незначительная часть излучения достигает слоя резиста. Флуоресцирующие пигменты можно применять в многослойном теле в качестве дополнительного элемента защиты.
Использование активируемого ультрафиолетовым излучением слоя резиста обеспечивает следующие преимущества: за счет применения УФ-абсорбера, который в видимом диапазоне длин волн является прозрачным, в декоративном слое можно отделять свойство «цвет» декоративного слоя в видимом диапазоне длин волн от желаемых свойств декоративного слоя для структурирования слоя резиста, например, чувствительного в ближнем ультрафиолете, и за счет этого для структурирования по меньшей мере одного подлежащего структурированию слоя. Таким образом, можно обеспечивать высокий контраст между первой и второй зоной, независимо от визуально распознаваемой окраски декоративного слоя.
Возможно, что несущий слой выполнен в виде однослойной или многослойной пленки-носителя. Целесообразно, толщина пленки-носителя многослойного тела, согласно изобретению, находится в диапазоне от 12 до 100 мкм. В качестве материала для пленки-носителя можно использовать, например, PET, а также другие пластмассовые материалы, такие как PEN (полиэтиленнафталат) или РММА (полиметилметакрилат). Возможно, что непосредственно на первой стороне несущего слоя расположен один или несколько функциональных слоев, в частности, отделяемый слой и/или слой защитного лака.
Ниже приводится пояснение примеров выполнения изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых схематично изображено:
фиг.1a - схематично, сечение показанного на фиг.8а многослойного тела на первом этапе изготовления;
фиг.1b-c - два альтернативных варианта выполнения первого этапа изготовления, в сечении;
фиг.1d - показанный на фиг.1а этап изготовления, на виде сверху;
фиг.2 - разрез показанного на фиг.8а многослойного тела на втором этапе изготовления;
фиг.2а - альтернативный вариант выполнения второго этапа изготовления, в сечении;
фиг.3 - сечение показанного на фиг.8а многослойного тела на третьем этапе изготовления;
фиг.4 - сечение показанного на фиг.8а многослойного тела на четвертом этапе изготовления;
фиг.5 - сечение показанного на фиг.8а многослойного тела на пятом этапе изготовления;
фиг.6 - сечение показанного на фиг.8а многослойного тела на шестом этапе изготовления;
фиг.7 - сечение показанного на фиг.8а многослойного тела на седьмом этапе изготовления;
фиг.7а - сечение показанного на фиг.8а многослойного тела на восьмом этапе изготовления;
фиг.8а - схематично, сечение первого варианта выполнения многослойного тела, согласно изобретению, выполненного с применением позитивного резиста;
фиг.8b - схематично, сечение альтернативного варианта выполнения многослойного тела, согласно изобретению.
фиг.9 - схематично, сечение другого варианта выполнения многослойного тела, согласно изобретению, выполненного с применением негативного резиста;
фиг.10 - схематично, сечение другого варианта выполнения многослойного тела, согласно изобретению;
фиг.11a-g - возможные варианты выполнения декоративного слоя;
фиг.12 - сечение другого варианта выполнения многослойного тела, согласно изобретению;
фиг.13 - сечение этапа изготовления многослойного тела;
фиг.14 - сечение другого этапа изготовления многослойного тела; и
фиг.15 - спектры пропускания различных УФ-абсорберов.
Фиг.1а-14 выполнены схематично и без соблюдения масштаба для обеспечения наглядного изображения существенных признаков.
На фиг.8а показано многослойное тело 100, которое содержит несущий слой 1 с первой стороной 11 и второй стороной 12; функциональный слой 2, расположенный на первой стороне 11 несущего слоя 1; декоративный слой 3, расположенный на функциональном слое 2 с первым лаковым слоем 31, образованным в первой зоне 8; репликационный слой 4, граничащий с декоративным слоем 3; структурированный слой 5, расположенный на репликационном слое 4, с приводкой относительно первого лакового слоя 31; и выравнивающий слой 10, расположенный на репликационном слое 4 и структурированном слое 5.
Несущий слой 1 предпочтительно является прозрачной пленкой-носителем с толщиной между 8 мкм и 125 мкм, предпочтительно в диапазоне 12-50 мкм, более предпочтительно в диапазоне 16-23 мкм. Пленка-носитель 1 может быть выполнена в виде механически и термически стабильной пленки из пропускающего свет материала, например, из ABS (акрилнитрил-бутадиенстирол), ВОРР (двуосноориентированный полипропилен), PEN, PC, однако предпочтительно из PET. При этом пленка-носитель 1 может быть вытянута горизонтально или по двум осям. Кроме того, возможно, что пленка-носитель 1 состоит не только из одного слоя, но также из нескольких слоев. Так, например, возможно, что пленка-носитель 1 имеет наряду с пластмассовым основанием, например, одной из указанных выше пластмассовых пленок, отделяемый слой, который обеспечивает возможность отделения слоистого образования, состоящего из слоев 2-6 и 10, от пластмассовой пленки, например, при применении многослойного тела 100 в виде пленки горячего тиснения.
Функциональный слой 2 может содержать отделяемый слой, например, из плавящегося при нагревании материала, который облегчает отделение пленки-носителя 1 от слоев многослойного тела 100, которые расположены на противоположной пленке-носителю 1 стороне отделяемого слоя 2. Это особенно предпочтительно, когда многослойное тело 100 выполнено в виде трансферной пленки, которая используется, например, в способе горячего тиснения или в способе IMD. Кроме того, целесообразно, в частности, если многослойное тело 100 используется в качестве трансферной пленки, когда функциональный слой 2 помимо отделяемого слоя имеет защитный слой, например, слой защитного лака. После соединения многослойного тела 100 с подложкой и отделения пленки-носителя 1 от слоев многослойного тела 100, которые расположены на противоположной пленке-носителю 1 стороне отделяемого слоя 2, защитный слой образует один из верхних слоев расположенных на поверхности подложки слоев и может защищать расположенные под ним слои от истирания, повреждения, химических воздействий или подобного. Многослойное тело 100 может быть участком трансферной пленки, например, пленки горячего тиснения, которая с помощью клеевого слоя может быть расположена на подложке. Клеевой слой предпочтительно расположен на противоположной пленке-носителю 1 стороне выравнивающего слоя. Клеевой слой может являться плавящимся клеящим веществом, которое плавится при термическом воздействии и соединяет многослойное тело 100 с поверхностью подложки.
При выполнении многослойного тела 100 в виде трансферной пленки, то есть без отделяемого слоя для отделения пленки-носителя 1 от слоев многослойного тела 100, дополнительно или в качестве альтернативы клеевому слою может быть предусмотрена другая пленка-носитель на противоположной пленке-носителе 1 стороне выравнивающего слоя 10. Это ламинированное тело, которое состоит из двух пленок-носителей на наружных сторонах и из слоев, расположенных внутри многослойного тела 100, можно, например, для дальнейшего применения ламинировать в комплексе перфокарт, например, из PC. Для этого предпочтительно, когда пленки-носители состоят из того же материала, что и прилегающие к ламинированному телу слои комплекса перфокарт, например, также из PC.
На функциональном слое 2 в зоне 8 напечатан прозрачный цветной лаковый слой 31. Прозрачный означает, что лаковый слой 31 по меньшей мере частично пропускает излучение в видимом диапазоне длин волн. Цветной означает, что лаковый слой 31 при достаточном дневном свете проявляет видимое цветовое восприятие.
Как пропечатанные лаковым слоем 31 зоны 8, так и не пропечатанные зоны 9 функционального слоя 2 покрыты репликационным слоем 4, который выравнивает рельефную структуру декоративного слоя 3, то есть различные уровни в пропечатанных зонах 8 и не пропечатанных зонах 9. Репликационный слой 4 имеет во второй зоне 42 рельефную структуру, которая отсутствует в первой зоне 41. С приводкой и при рассматривании перпендикулярно плоскости несущего слоя 1 конгруэнтно лаковому слою 31, на репликационном слое 4 расположен тонкий металлический слой 5. Как покрытые металлическим слоем 5 зоны 8 репликационного слоя 4, так и непокрытые зоны 9 репликационного слоя 4 покрыты выравнивающим слоем 10, который выравнивает структуры, вызванные рельефной структурой 42 и расположенным в зонах 8 металлическим слоем 5, (например, рельефную структуру 42, различную толщину слоев, смещение по высоте) , то есть покрывает и заполняет их, так что многослойное тело на противоположной пленке-носителю 1 стороне выравнивающего слоя имеет плоскую, по существу бесструктурную поверхность. Если выравнивающий слой 10 имеет аналогичный репликационному слою 4 показатель преломления, то есть различие в показателях преломления составляет меньше, например, 0,3, то не покрытые металлическим слоем 5, прилегающие непосредственно к выравнивающему слою 10 зоны рельефной структуры 42 в репликационном слое 4 оптически сглаживаются, поскольку в данном случае из-за аналогичных показателей преломления обоих слоев больше нет оптически распознаваемых границ между репликационным слоем 4 и выравнивающим слоем 10.
На фиг.1а-7а показаны этапы изготовления показанного на фиг.8а многослойного тела 100. Одинаковые с фиг.8а элементы обозначены теми же ссылочными позициями.
На фиг.1а показан первый этап 100а изготовления многослойного тела 100, на котором на первой стороне 11 пленки-носителя 1 расположены функциональный слой 2 и декоративный слой 3. Одна сторона функционального слоя 2 граничит с пленкой-носителем 1, а его другая сторона - с декоративным слоем 3. Декоративный слой 3 имеет первую зону 8, в которой образован лаковый слой 31, и вторую зону 9, в которой нет лакового слоя 31. Лаковый слой 31 напечатан на функциональном слое 2, например, посредством трафаретной печати, глубокой печати или офсетной печати. За счет образования лакового слоя 31 в некоторых зонах, то есть лишь в первой зоне 8, получается узорчатое выполнение декоративного слоя 3.
На фиг.1d показана на виде сверху показанный на фиг.1а первый этап 100а изготовления многослойного тела 100 при рассматривании перпендикулярно плоскости пленки-носителя 1. На функциональном слое 2, расположенном на всей поверхности пленки-носителя, в первой зоне 8 напечатан лаковый слой 31, в то время как во второй зоне 9 функционального слоя 2 не напечатан лаковый слой 31, то есть она свободна от лакового слоя 31. В показанном на фиг.1b примере выполнения первая зона 8 состоит из двух прямоугольных поверхностей. Наряду с таким геометрическим узором, снабженная лаковым слоем первая зона 8 может иметь любую форму, например, буквенно-цифровые знаки, символы, логотипы, узоры из тонких линий, например, решетчатый растр, или орнаменты, например, гильоши, геометрические, картинные или фигурные узоры. На фиг.1b показана плоскость 1а разреза; при рассматривании плоскости 1а сечения в указанном стрелками направлении получается сечение, показанное на фиг.1а.
На фиг.1b показан альтернативный вариант выполнения первого этапа изготовления многослойного тела, согласно изобретению. В отличии от показанного на фиг.1а варианта выполнения, в показанном на фиг.1b варианте выполнения декоративный слой 3 образован не на пленке-носителе 1, а в пленке-носителе 1. Пленка-носитель 1 состоит из трех слоев 1а, 1b и 1с. Оба наружных слоя 1а и 1с состоят из PC. Лежащий между ними промежуточный слой 1b состоит из пластмассового материала, например, из снабженного добавками PC, который при воздействии лазерного излучения определенной энергии изменяет цвет из прозрачного, бесцветного первого состояния в прозрачное цветное второе состояние, то есть проявляет так называемое лазерное чернение. Пластмассовый материал остается в однажды достигнутом втором состоянии также после прекращения воздействия лазерного излучения. Это означает, что пленка-носитель 1 является одновременно и декоративным слоем, и основой.
На фиг.1с показан другой альтернативный вариант выполнения первого этапа изготовления многослойного тела, согласно изобретению. Также как в показанном на фиг.1b примере выполнения, в показанном на фиг.1с примере выполнения декоративный слой 3 образован не на пленке-носителе 1, а в пленке-носителе 1. Пленка-носитель 1 состоит из пластмассового материала, в который могут быть диффундированы красители/ цветные пигменты. Для образования декоративного слоя 3 вторая поверхность 12 пленки-носителя контактирует в первой зоне 8 в течение определенного времени с веществом, из которого цветные пигменты могут диффундировать в пленку-носитель 1. В течение этого времени часть этих цветных пигментов диффундирует в пленку-носитель 1, так что образуются окрашенные зоны 34 с определенной толщиной слоя. Это означает, что пленка-носитель 1 является одновременно декоративным слоем и основой.
На фиг.2 показан второй этап 100b изготовления многослойного тела 100, который образован из показанного на фиг.1а этапа 100а изготовления посредством нанесения на функциональный слой 2 и местами, то есть с ограничением первой зоной 8, на лаковый слой 31 репликационного слоя 4, расположенный на функциональном слое 2. При этом он может быть органическим слоем, который наносится в жидком виде с помощью классических способов покрытия, таких как печать, заливка или распыление. В данном случае предусмотрено нанесение репликационного слоя 4 на всю поверхность. Толщина репликационного слоя 4 изменяется, поскольку он выравнивает различные уровни декоративного слоя 3, содержащего напечатанную первую зону 8 и не напечатанную вторую зону 9; в первой зоне 8 толщина репликационного слоя 4 меньше, чем во второй зоне 9, так что противоположная несущему слою сторона репликационного слоя 4 перед образованием рельефной структуры во второй зоне 42 имеет плоскую, по существу бесструктурную поверхность. Однако может быть также предусмотрено нанесение репликационного слоя 4 лишь в части зоны многослойного тела 100. Поверхность репликационного слоя 4 структурируют во второй зоне 42 с помощью известных способов, в то время как в первой зоне 41 она остается не структурированной. Для этого в качестве репликационного слоя 4 посредством печати, распыления или лакирования наносят термопластичный репликационный лак и формируют рельефную структуру во второй зоне 42, в частности, в термически затвердеваемом/высушиваемом репликационном лаке 4 с помощью нагреваемого штампа или нагреваемого репликационного валика. Репликационный слой 4 может быть также затвердевающим под воздействием ультрафиолетового излучения репликационным лаком, который структурируют, например, с помощью репликационного валика, а затем подвергают затвердеванию с помощью ультрафиолетового излучения. Однако структурирование можно также создавать с помощью ультрафиолетового облучения через маску для экспонирования. Таким образом, вторую зону 42 можно формовать в репликационном слое 4.
На фиг.2а показан альтернативный второй этап изготовления многослойного тела, который образован из показанной на фиг.1b первого этапа изготовления, при этом в первой стороне 11 пленки-носителя 1 выполнен оттиск рельефной структуры 42. Это означает, что пленка-носитель 1 является одновременно декоративным слоем, основой и репликационным слоем. Естественно, возможны также альтернативы, в которых в несущем слое 1 выполнен оттиск лишь одной рельефной структуры, а сам несущий слой 1 не служит в качестве декоративного слоя.
На фиг.3 показан третий этап 100с изготовления многослойного тела 100, который образован из показанного на фиг.2 второго этапа 100b изготовления, при этом подлежащий структурированию слой 5 нанесен на репликационный слой 4. Этот подлежащий структурированию слой 5 может быть образован, например, в виде напыленного металлического слоя, например, из серебра или алюминия. В данном случае предусмотрено нанесение подлежащего структурированию слоя на всю поверхность. Однако может быть предусмотрено нанесение лишь в части зоны многослойного тела 100, например, с помощью маски напыления, экранирующей в некоторых зонах.
На фиг.4 показан четвертый этап 100d изготовления многослойного тела 100, который образован из показанного на фиг.3 третьего этапа 100с изготовления, при этом на подлежащий структурированию слой 5 нанесен фотоактивируемый слой 6 резиста. Слой 6 резиста в данном примере выполнения образован в виде позитивного резиста, то есть в виде резиста, в котором более интенсивно экспонированные (активированные) зоны растворяются после экспонирования, слой 6 резиста может быть органическим слоем, который наносят в жидком виде с помощью классических способов покрытия, таких как печать, заливка или распыление. Может быть также предусмотрено, что слой резиста напыляют или ламинируют сверху в виде сухой пленки.
2
2
2
2
Фотоактивируемый слой 6 может быть, например, позитивным фоторезистом BAZ 1512 или AZ Р 4620 фирмы Clariant или S1822 фирмы Shipley, который наносят на подлежащий структурированию слой 5 с поверхностной плотностью от 0,1 г/м до 10 г/м, предпочтительно от 0,1 г/м до 1 г/м. Толщина слоя зависит от желаемой степени растворения и процесса. В данном случае нанесение предусмотрено на всю поверхность. Однако может быть также предусмотрено нанесение лишь на часть зоны многослойного тела 100.
На фиг.5 показан пятый этап 100d изготовления многослойного тела 100, на котором облучают многослойное тело 100, полученное после четвертого этапа 100d изготовления. Электромагнитное излучение 7 с длиной волны, которая пригодна для активации фотоактивируемого слоя 6 резиста, проходит через многослойное тело 100d по направлению от второй стороны 12 пленки-носителя 1, то есть со стороны пленки-носителя 1, противоположной покрытой слоем 6 резиста стороне пленки-носителя 1. Облучение служит для активации фотоактивируемого слоя 6 резиста во второй зоне 9, в которой декоративный слой 3 имеет больший коэффициент пропускания, чем в первой зоне 8. Интенсивность и длительность экспонирования электромагнитным излучением 7 согласована с многослойным телом 100е так, что излучение 7 приводит во второй зоне 9 к активации фотоактивируемого слоя 6 резиста, в то время как в пропечатанной лаковым слоем 31 первой зоне 8 не происходит активации фотоактивируемого слоя 6 резиста. Целесообразно, когда вызванный с помощью лакового слоя 31 контраст между первой зоной 8 и второй зоной 9 больше двух. Кроме того, целесообразно, когда лаковый слой 31 выполнен так, что излучение 7 после прохождения через все многослойное тело 100е имеет соотношение коэффициентов пропускания, то есть соотношение контраста примерно 1:2 между первой зоной 8 и второй зоной 9.
На фиг.6 показан «проявленный» шестой этап 100е изготовления многослойного тела 100, который образован из показанного на фиг.5 пятого этапа 100d изготовления, при этом раствор для проявления, например, растворитель или щелочи, в частности, раствор карбоната натрия или раствор гидроксида натрия воздействовал на противоположную пленки-носителю 1 поверхность экспонированного фотоактивируемого слоя 6 резиста. За счет этого экспонированный слой 6 резиста удаляют во второй зоне 9. В первой зоне 8 слой 6 резиста сохранился, поскольку абсорбированное в этой зоне количество энергии не приводит к достаточной активации. Как описывалось выше, в показанном на фиг.6 примере выполнения слой 6 резиста также образован из позитивного фоторезиста. В таком фоторезисте более интенсивно экспонированные зоны 9 растворимы в растворе для проявления, например, в растворителя. В отличии от этого, в негативном фоторезисте не экспонированные, соответственно, менее интенсивно экспонированные зоны 8 растворимы в растворе для проявления, как поясняется ниже применительно к показанному на фиг.9 примеру выполнения.
На фиг.7 показан седьмой этап 100f изготовления многослойного тела 100, который образован из показанного на фиг.6 шестого этапа 100е изготовления, при этом подлежащий структурированию слой 5 удален во второй зоне 9 с помощью средства травления. Это возможно за счет того, что во второй зоне 9 подлежащий структурированию слой 5 не защищен проявленным слоем 6 резиста, служащим в качестве маски травления, от воздействия средства травления. Средство травления может быть, например, кислотой или щелочью. Таким образом, образуются показанные на фиг.7 зоны структурированного слоя 5.
На фиг.7а показан восьмой этап 100g изготовления многослойного тела 100, который образован из показанного на фиг.7 седьмого этапа 100f изготовления, при этом также удалены («снятие») еще сохранившиеся зоны слоя 6 резиста, резист слоя 6 резиста в целом является лишь химически малоустойчивым, поскольку он в данном способе должен обеспечивать возможность воздействия раствора для проявления. Если на многослойном теле оставить сохранившиеся зоны слоя резиста, то сохранившиеся зоны слоя резиста могут ослабить стабильность и стойкость защитного элемента, например, при воздействии на многослойное тело в целях подделки растворителей или кислот или щелочей. Поэтому за счет полного удаления слоя 6 резиста исключается этот недостаток. Однако то обстоятельство, что определенные резисты являются с химической точки зрения лишь малоустойчивыми, то есть являются чувствительными к растворителям, может быть иногда и преимуществом. После нанесения многослойного тела на подложку, в частности, на поверхность защищенного документа, резист вместе с красителем, окрашивающим резист, смывается при попытках манипулирования с помощью растворителей, попытка манипулирования становится очевидной за счет того, что изменяется цветность резиста.
Таким образом, подлежащий структурированию слой 5 можно структурировать без дополнительных технологических затрат с точной приводкой за счет задаваемых лаковым слоем 31 первой и второй зон 8 и 9. В обычных способах для создания маски травления, причем маска выполнена в виде отдельного блока, например, в виде отдельной пленки или отдельной стеклянной пластины/стеклянного валика, или в виде позднее напечатанного слоя, возникает проблема, что вызванные за счет предыдущих, в частности, связанных с термической и/или механической нагрузкой этапов процесса, например, при создании рельефной структуры 42 в репликационном слое 4, вызываемые в многослойном теле 100 линейные и/или нелинейные искривления не могут быть полностью компенсированы на всей поверхности многослойного тела 100, хотя ориентацию маски осуществляют по имеющимся приводочным меткам, предпочтительно расположенным на горизонтальных и/или вертикальных краях многослойного тела. При этом допуски колеблются по всей поверхности многослойного тела 100 в сравнительно большом диапазоне.
С помощью способа, согласно изобретению, используют заданные с помощью лакового слоя 31 первую и вторую зоны 8 и 9 в качестве маски, при этом лаковый слой 31 наносят на раннем этапе процесса при изготовлении многослойного тела 100, как описывалось выше. Благодаря этому по поверхности многослойного тела 100 не возникают дополнительные допуски, а также дополнительные колебания допусков, поскольку предотвращается последующее создание маски и необходимое за счет этого с возможно более точной приводкой последующее позиционирование этой независимой от предыдущего хода выполнения процесса маски. Допуски, соответственно, точность приводки в способе, согласно изобретению, обуславливаются лишь не абсолютно точным прохождением цветной кромки заданных с помощью лакового слоя 31 первой и второй зон 8 и 9, качество которой определяется применяемым способом печати, и лежат примерно в микронном диапазоне и тем самым намного ниже разрешающей способности глаза; то есть невооруженный глаз человека не может воспринимать имеющиеся допуски.
Показанное на фиг.8а многослойное тело 100 образовано из показанного на фиг.7а этапа 100g изготовления многослойного тела 100, при этом выравнивающий слой 10 нанесен на расположенный в первой зоне 8, свободнолежащий структурированный слой 5, а также на расположенный во второй зоне 9 репликационный слой 4, свободнолежащий за счет удаления подлежащего структурированию слоя 5 и слоя 6 фоторезиста. В данном случае предусмотрено нанесение выравнивающего слоя 10 на всю поверхность.
Возможно, что выравнивающий слой 10 нанесен в первой зоне 8 и во второй зоне 9 с различной толщиной слоя, например, с помощью ракли, печати или напыления, так что выравнивающий слой 10 на своей противоположной несущему слою 1 стороне имеет плоскую, по существу бесструктурную поверхность. Толщина выравнивающего слоя изменяется, поскольку он выравнивает различные уровни расположенного в первой зоне 8 структурированного слоя 5 и свободнолежащего во второй зоне репликационного слоя 4. Во второй зоне 9 толщина выравнивающего слоя 10 больше толщины структурированного слоя 5 в первой зоне 8, так что противоположная несущему слою 1 сторона выравнивающего слоя 10 имеет плоскую поверхность. Нанесение выравнивающего слоя 10 предусмотрено также лишь на часть зоны многослойного тела 100. Возможно, что на плоский выравнивающий слой 10 наносят один или несколько других слоев, например, адгезионный или клеевой слой. Предпочтительно возможно также, что адгезионный или клеевой слой выполняет функцию выравнивающего слоя 10, так что нет необходимости в отдельном выравнивающем слое 10.
На фиг.8b показан альтернативный вариант выполнения показанного на фиг.8а многослойного тела 100, который образован из показанного на фиг.7а этапа 100f изготовления многослойного тела 100, при этом выравнивающий слой 10 нанесен на сохранившиеся в первой зоне 8 зоны слоя 6 резиста, а также на расположенный во второй зоне 9 репликационный слой 4, свободнолежащий за счет удаления подлежащего структурированию слоя 5 и слоя 6 резиста. В отличии от показанного на фиг.8а многослойного тела 100, показанное на фиг.8b многослойное тело содержит также сохраненные зоны слоя 6 резиста.
На фиг.9 показано альтернативно выполненное многослойное тело 100', согласно изобретению, в котором в отличии от показанного на фиг.8 многослойного тела 100 вместо позитивного слоя 6 применен негативный слой 6 резиста. За счет этого структурированный слой 5 и слой 6 резиста расположены не как лаковый слой 31 в первой зоне 8, а во второй зоне 9. Хотя структурированный слой 5 и слой 6 резиста альтернативного многослойного тела 100' расположены как в показанном на фиг.8 многослойном теле 100 с приводкой относительно границ зон 8, 9 лакового слоя 31, однако не конгруэнтно лаковому слою 31, а лишь в не пропечатанных промежуточных зонах 9 лакового слоя.
На фиг.10 показано многослойное тело 100", в котором декоративный слой 3 состоит из образованного в некоторых зонах лакового слоя 31, который расположен на второй стороне 12 пленки-носителя 1, при этом вторая сторона 12 противоположна первой стороне 11 пленки-носителя 1, на которой расположен структурированный слой 5.
На фиг.11a-11g схематично показаны варианты выполнения декоративного слоя 3, согласно изобретению. Показана соответственно пленка-носитель 1 с нижней стороной и верхней стороной, на которой расположен декоративный слой 3, содержащий первую зону 8 и/или вторую зону 9 в различных компановках. Во всех показанных вариантах выполнения верхняя сторона может быть либо первой, либо второй стороной многослойного тела, согласно изобретению.
Когда в последующем указывается «первый лаковый слой» или «второй лаковый слой», то имеется в виду, что речь идет о двух различно выполненных лаковых слоях, например, с различными оптическими свойствами, такими как цвет, и/или различными механическими свойствами, такими как модуль упругости, с различным коэффициентом пропускания. Два первых лаковых слоя, для которых указано, что они имеют отличающуюся друг от друга толщину слоя, также имеют различный коэффициент пропускания. Если не указано, что два элемента слоя первого лакового слоя имеют различную толщину слоя, то следует исходить из того, что они имеют одинаковую толщину и одинаковый коэффициент пропускания.
На фиг.11а показан уже показанный на фиг.10 вариант выполнения, в котором декоративный слой 3 состоит из первого лакового слоя 31, расположенного в первой зоне 8 на верхней стороне пленки-носителя 1, и которого нет во второй зоне 9.
На фиг.11b показан вариант выполнения, в котором декоративный слой 3 состоит из первого лакового слоя 31, расположенного на всей поверхности верхней стороны пленки-носителя 1, и который имеет в первой зоне 8 большую толщину, чем во второй зоне 9.
На фиг.11с показан вариант выполнения, в котором декоративный слой 3 состоит из первого лакового слоя 31, расположенного в первой зоне 8 на верхней стороне пленки-носителя 1, и из второго лакового слоя 32, расположенного во второй зоне 9 также на верхней стороне пленки-носителя 1. Лаковые слои 31 и 32 могут быть, например, двумя различными цветными лаковыми слоями или двумя лаковыми слоями с различными оптическими эффектами.
На фиг.11d показан вариант выполнения, в котором декоративный слой 3 состоит из первого лакового слоя 31, расположенного в первой зоне 8, и который отсутствует во второй зоне 9. Первый лаковый слой содержит два элемента слоя, при этом первый элемент слоя расположен на верхней стороне пленки-носителя 1, а второй элемент слоя расположен на нижней стороне пленки-носителя 1.
На фиг.11е показан вариант выполнения, в котором декоративный слой 3 состоит из первого лакового слоя 31, расположенного в первой зоне 8 на верхней стороне пленки-носителя 1 с первой толщиной, и из первого лакового слоя 31, расположенного во второй зоне 9 на нижней стороне пленки-носителя 1 со второй толщиной, которая меньше первой толщины.
На фиг.11f показан вариант выполнения, в котором декоративный слой 3 состоит из первого лакового слоя 31, расположенного в первой зоне 8 на верхней стороне пленки-носителя 1, и из второго лакового слоя 32, расположенного во второй зоне 9 на нижней стороне пленки-носителя 1.
На фиг.11g показан вариант выполнения, в котором декоративный слой 3 состоит из первого лакового слоя 31, расположенного в первой зоне 8 на верхней стороне пленки-носителя 1, и из второго лакового слоя 32, расположенного по всей поверхности на нижней стороне пленки-носителя 1.
На фиг.12 показано многослойное тело 100'", в котором декоративный слой 3 образован с помощью первого лакового слоя 31, который создает первое цветное восприятие, и второго лакового слоя 32, который создает второе цветное восприятие, при этом оба лаковых слоя 31, 32 расположены на одной и той же стороне несущего слоя 1 между функциональным слоем 2 и репликационным слоем 4.
На фиг.13 показано многослойное тело 100а', в котором декоративный слой 3 образован из первого нанесенного в некоторых зонах лакового слоя 31 и второго лакового слоя 32, нанесенного поверх первого по всей поверхности, при этом оба лаковых слоя 31, 32 расположены на одной и той же стороне несущего слоя 1.
На фиг.14 показано многослойное тело 100а", в котором декоративный слой 3 состоит из первого лакового слоя 31, который нанесен по всей поверхности на второй стороне 12 пленки-носителя 1, и из второго лакового слоя 32, который нанесен в некоторых зонах на первой стороне 11 пленки-носителя 1.
На фиг.15 показаны спектры пропускания четырех различных классов абсорберов ультрафиолетового света, которые могут иметься в первой зоне 8 декоративного слоя 3, с целью образования в первой зоне 8 и второй зоне 9 различного коэффициента пропускания. УФ-абсорберы присутствуют с концентрацией 0,00014 моль/л в хлороформе. Показана зависимость измеренного в процентах коэффициента Т% пропускания от длины λ волны в диапазоне от 280 до 410 нм. Штрихпунктирная линия А показывает пропускание оксаланилида, штрихпунктирная линия В - пропускание гидроксибензофенона, штрих-штриховая линия С - пропускание гидроксифенил-S-триазина и сплошная линия D - пропускание бензотриазола.
Перечень ссылочных позиций
1 Несущий слой
1a, 1b, 1с Слои (несущего слоя)
2 Функциональный слой
3 Декоративный слой
4 Репликационный слой
5 Подлежащий структурированию слой, соответственно, структурированный слой
6 Слой резиста
7 Излучение
8 Первая зона
9 Вторая зона
10 Выравнивающий слой
11 Первая сторона (несущего слоя)
12 Вторая сторона (несущего слоя)
31 Первый лаковый слой (декоративного слоя)
32 Второй лаковый слой (декоративного слоя)
33, 34 Окраска
40 Поверхность (репликационного слоя)
41 Первая зона (репликационного слоя), неструктурированная
42 Вторая зона (репликационного слоя), структурированная
100 Многослойное тело.