САМОКЛЕЯЩИЙСЯ ОПТИЧЕСКИЙ ЭЛЕМЕНТ

Полезная модель относится к устройствам для получения оптических эффектов и может быть использована, в том числе, на сосудах с помещенными в них жидкими средами различного назначения для получения в них качественных варио изображений.
Как показывает практика, в значительной степени сбыт продукции зависит не только от качества продукции, но и креативных решений, заложенных в ее конструкцию. Весьма это важно для продукции, помещаемой в сосуды, например, изделий парфюмерии, водок, которые часто используются в виде подарков и сувениров, а также минеральной воды.
Основу креативных решений в заявленной полезной модели составляет возможность использования на широкой гамме изделий оптических эффектов, таких как «варио эффект».
Использование таких эффектов в настоящее время распространено довольно широко в рекламной деятельности, полиграфии (календари, открытки и пр).
Для получения варио эффекта без использования сложных оптических. систем помимо варио шаблона необходимо наличие оптических элементов - линз. Для достижения указанного технического результата весьма перспективно использование лентикулярных растров. Лентикулярный растр - это оптический элемент, представляющий основу, на которой образованы линзы, количество которых на дюйм (lpi) варьируется от 10 до 200 в зависимости от области применения. Термин - «лентикулярный» - означает «линзообразный». Используется также термин - «линзовый растр». Для получения качественного варио изображения весьма важен правильный подбор параметров линз растра.
Одним из таких параметров является частота линз, укладывающихся на дюйм (измеряется в Ipi - lenses per inch). Данный параметр определяется исходя из возможности разрешения человеческого глаза. Для расстояния в 30 см разрешение глаза примерно 85 ppi, следовательно, для мелкоформатной продукции (календари, открытки) предпочтителен растр с частотой 85 lpi и выше. На расстоянии 1 метр разрешение глаза - 25 ppi, а следовательно, частота линейного растра должна быть не меньше. Поэтому для наружной рекламы выбирают растры с частотой 10-20 lpi, для оформления выставочных стендов - до 75 lpi, для сувенирной продукции - более 75 lpi.
Вторым параметром линз растра является угловое разрешение каждой микролинзы растра (определяет минимальный угол, в пределах которого возможно разделение соседних ракурсов и, соответственно, максимально возможное число вариокадров для данного растра), которое должно находиться в пределах 0,5-5 градусов. За пределами этого интервала значений будет виден только один ракурс и варио эффект наблюдаться не будет.
Данные эффекты достаточно подробно раскрыты в литературе и нет необходимости подробно останавливаться на их описании. Отметим лишь то, что использование варио эффекта позволяет получить изменение одного изображения на другое при изменении угла просмотра. Лентикулярный растр обычно представляет собой основу - пластиковый лист с набором линзовых микрорифлений - лентикул. Технологии изготовления таких растров известны специалистам.
Возможность получения данных оптических эффектов на широкой гамме изделий и положено в основу заявленной полезной модели. Это позволяет получить, например, в жидкости (при фиксации оптического элемента на сосуде), помещенной в сосуд, изменяющиеся изображения, что делает данную продукцию весьма привлекательной для покупателя. Кроме того, использование такого эффекта в сосудах с жидкостями позволяет обеспечить защиту помещенной в сосуд жидкости от фальсификации. Данный оптический эффект можно получать и на других изделиях при размещении кодированного изображения (шаблона) на основе лентикулярного растра.
Получение оптических эффектов, в том числе, в жидких средах известно. Так, известен сосуд, имеющий боковые стенки и дно. На одной наружной стенке сосуда помещен голографический слой, покрытый этикеткой с выступающими краями. Этикетка выполняет роль подложки голографического слоя и одновременно защищает его от повреждений.
Свет, проникающий через прозрачные стенки и прозрачную жидкость, освещает голографический слой, создавая изображение, которое наблюдатель видит через прозрачную стенку сосуда и прозрачную жидкость. Объемное голографическое изображение кажется расположенным внутри сосуда, в помещенной в него жидкости. Голограмма может также создавать интенсивное подсвечивание части жидкости, в том числе с оттенками различной тональности.
(см. патент РФ №2272761, кл. В65С 3/08, 2006 г.).
В результате анализа данного решения необходимо отметить, что оно позволяет получить в объеме жидкости объемное голографическое изображение и в то же время контролировать такой параметр жидкости, как прозрачность.
Недостатком данного решения является необходимость применения голограммы большого размера, изготовление которой весьма сложно и дорого, что ограничивает массовое использование данного решения. Кроме этого, качественное голографическое изображение получается при освещении сосуда монохромным источником света, а при обычном дневном освещении объемный эффект теряется.
Известен сосуд, на одной из стенок корпуса которого имеется оптический элемент - лентикулярный растр, сформированный непосредственно на корпусе сосуда или выполненный на основе (пластиковом листе) и зафиксированный на корпусе посредством клея.
На стороне (грани) сосуда, противоположной растру и на одном уровне с ним, расположено варио изображение. Данное изображение может быть нанесено непосредственно на поверхность сосуда методом печати или быть получено на подложке и прикреплено (например, посредством клея) на поверхность сосуда таким образом, чтобы изображение было обращено к стенке сосуда (в сторону жидкости, находящейся в сосуде). Изображение или подложка снаружи могут быть закрыты этикеткой, которая сама может служить основой для нанесения изображения.
В сосуд, выполнение которого было описано выше, известным образом заливают среду, например водку, закрывают сосуд.
Параметры линз лентикулярного растра подобраны таким образом, чтобы фокус каждой линзы находился на поверхности изображения.
Таким образом, для каждой среды выпускается индивидуальная емкость с параметрами, указанными выше, характерными только для конкретной среды, причем сама среда является частью оптической системы сосуда. Использование в такой оптической системе приведенного выше оптического элемента позволяет получить внутри сосуда различные варио картины, которые кажутся расположенными в самой среде и меняются в зависимости от изменения угла зрения, то есть, реализуется варио эффект. Возможность получения такого эффекта в жидкой среде, помещенной в сосуд, выгодно отличает данный продукт от аналогичных изделий.
При заливке в сосуд любой иной жидкости (подделки), коэффициент преломления такой жидкости будет иным, а это приводит к изменению положения фокуса линз растра относительно изображения, что резко снижает качество варио - изображения. То есть, по качеству варио изображений можно судить о подлинности жидкости, помещенной в сосуд.
(см. патент РФ на полезную модель №88340, кл. B23D 1/02, 2009 г.)
Анализ использования решения по данной полезной модели показал, что формирование оптического элемента непосредственно на сосуде при его изготовлении (литье или выдуве) сопряжено со значительными технологическими трудностями, связанными с получением стабильных параметров линз заданного диапазона. Малейшее отклонение параметров линз искажает варио эффект, поэтому сосуды с такими линзами считаются браком, вследствие чего стоимость изделия получается очень высокой.
Использование стандартного лентикулярного растра в виде пластиковой основы с последующим креплением ее на сосуде частично решает данные проблемы, в частности, с воспроизводимостью параметров линз, однако процесс крепления данных оптических элементов на сосуды в промышленном объеме (когда тиражи исчисляются миллионами изделий) без образования воздушных полостей между поверхностями сосуда и пластины практически невозможен. Воздушные полости меняют оптические свойства растра в местах их образования, что создает на изображении визуальные дефекты.
Известен способ получения трехмерного изображения, для реализации которого используют оптический элемент, представляющий линзовый растр, на одной стороне прозрачной основы которого образованы микроскопические линзы, на другом нанесен прозрачный клеящийся слой, причем в качестве клеящегося материала используют клей, имеющий возможность активирования под действием температуры или давления.
Для получения трехмерного изображения оптический элемент накладывают клеевым слоем на кодированное изображение. Перемещая оптический элемент относительно изображения, обеспечивают совмещение оптического элемента и изображения, при котором четкость изображения максимальна, после чего активируют клей, который фиксирует оптический элемент в заданном относительно изображения положении. Для облегчения совмещения оптического элемента с изображением, на последнее наносят маркерные линии, относительно которых и определяют положение оптического элемента.
(см. опубликованная заявка РФ №2003107562, кл. G02B 1/00, 2004 г.) - наиболее близкий аналог.
В результате анализа данного решения необходимо отметить, что известный оптический элемент, как и заявленный, выполнен в виде прозрачной основы с линзами на одной из его сторон и клеящимся слоем на другой, однако процесс фиксации известного оптического элемента на изделии, на котором выполнено кодированное изображение, предполагает ручные процессы совмещения и визуальные оценки качества эффекта, которые неприменимы в массовом промышленном производстве. Необходимость использования для активации клеящегося материала температуры или давления, усложняет технологию фиксации оптического элемента на изделии, контакт клея непосредственно с кодированным изображением может привести к повреждению изображения, поэтому желательно предварительно на него наносить покрытие (проводить ламинирование), а приложение давления к линзовому растру может привести к деформации линз, что снижает качество получаемых оптических эффектов. Кроме того, при креплении оптического элемента на изделии с неровной поверхностью, возможно наличие в соединении воздушных полостей, что снижает качество оптических эффектов.
Задачей настоящей полезной модели является разработка оптического элемента, выполнение которого обеспечивает его надежное крепление на изделиях (например, сосудах) в условиях массового производства с использованием стандартного оборудования (аппликаторов) без образования в местах их соединения воздушных полостей, что обеспечивает получение оптических эффектов высокого качества и защиту содержимого сосудов от фальсификации.
Поставленные задачи обеспечиваются тем, что в самоклеящемся оптическом элементе, содержащем плоскую основу из прозрачного материала, на одной стороне которой имеются линзы, а на противоположную сторону нанесен клеящийся слой, новым является то, что основа выполнена из гибкого материала, а клеящийся слой закрыт снаружи удаляемой подложкой, причем на основе со стороны клеящегося слоя может быть помещено кодированное изображение, а удаляемая подложка может быть выполнена в виде ленты, на которой посредством клеящегося слоя размещено несколько основ с выполненными на них линзами, при этом, удаляемая подложка с размещенными на ней основами, на которых выполнены линзы, может быть свернута в рулон.
Сущность заявленной полезной модели поясняется графическими материалами, на которых:
- на фиг.1 - самоклеящийся оптический элемент в разрезе;
- на фиг.2 - исполнение самоклеящегося оптического элемента, у которого удаляемая подложка выполнена в виде ленты.
Самоклеящийся оптический элемент представляет собой основу 1, выполненную в виде гибкой пластины, например, из пластика. Материал основы должен быть прозрачным настолько, что он пропускает световые лучи и иметь стабильную форму в течение длительного времени, не должен иметь полостей. Такому условию отвечает широкая гамма материалов, используемых в настоящее в промышленности, например, ПЭТ (полиэтилентерефталат) или ПВХ (поливинилхлорид). Основа может иметь разные формы (круг, квадрат, треугольник, эллипс и т.д) и размеры, которые зависят от формы и размеров изделий, на которые предполагается размещать оптический элемент.
На одной стороне основы 1 выполнены линзы 2, а на другой - нанесен пластичный клеящийся слой 3, с помощью которого до размещения на изделии оптический элемент крепится на удаляемой подложке 4. Подложка представляет собой бумагу или полимер с силиконовым покрытием со стороны крепления основы. Клеящий слой выполняется в виде равномерно нанесенного клеящегося материала, в качестве которого может быть использован широкий спектр пластичных акриловых клеев, применяемых для изготовления самоклеящихся этикеток. Главным требованием к клею является его прозрачность, пластичность и степень адгезии.
Подложка 4 может быть выполнена в виде ленты, на которой, на определенном расстоянии друг от друга крепятся (клеятся) основы 1 с линзами 2. Расстояние, на котором крепятся оптические элементы на временной подложке, определяется техническими характеристиками автоматических аппликаторов и скоростью апплицирования. Подложка 4 с размещенными на ней основами 1 с линзами 2 может быть свернута в рулон. Рулонное исполнение стандартно используется для автоматической аппликации самоклеящихся элементов на изделиях.
Работу описанного выше самоклеящегося оптического элемента рассмотрим на примере его размещения на сосуде с жидкой средой для обеспечения получения в сосуде оптических (варио) эффектов. В принципе, его работа аналогична работе, приведенной в патенте №88340 (аналог).
Самоклеящийся оптический элемент с помощью автоматического аппликатора отделяется от подложки 4 и закрепляется на одной из стенок сосуда. При этом оптический элемент прикладывают к поверхности сосуда таким образом, чтобы клеящийся слой контактировал с поверхностью сосуда. Учитывая, что основа оптического элемента выполнена из гибкого материала, он, при фиксации на сосуде, легко принимает форму его поверхности. Необходимо отметить, что технологии нанесения клеящегося материала на основу известны и обеспечивают получение равномерного слоя. Это обеспечивает при размещении оптического элемента на стенке сосуда гарантированное соприкосновение его поверхности по всей площади контакта без образования пустот, наличие которых существенно снижает качество оптических эффектов.
В связи с тем, что клеящийся материал, в качестве которого наиболее часто используют акриловые клеи, является долгосохнущим и сохраняет свою пластичность продолжительное время, воздушные пузырьки, образующиеся после размещения оптического элемента в месте их соединения, выдавливаются за счет поверхностного натяжения из клеящегося слоя, в результате чего клеящийся слой приобретает оптическую однородность, что обеспечивает получение максимально качественных варио эффектов.
Наличие подложки обеспечивает сохранение пластичных свойств клеящегося материала длительное время.
Для получения оптического эффекта в жидкости, помещаемой в сосуд, на стороне (грани) сосуда, противоположной оптическому элементу и на одном уровне с ним, размещают кодированное изображение (варио шаблон).
В сосуд заливают прозрачную среду, например, водку, и сосуд закрывают.
Параметры линз самоклеящегося оптического элемента подобраны таким образом, чтобы фокус каждой линзы находился на поверхности кодированного изображения. Для этого необходимо учесть следующие параметры: коэффициент преломления стенок материала сосуда, материал клея, форму сосуда, коэффициент преломления помещенной в него среды, расстояние между стенками сосуда, на которые помещены оптический элемент и кодированное изображение. Данные параметры легко рассчитываются с помощью известного математического аппарата, что не представляет сложностей для специалистов. Использование в сосуде оптической системы, при которой помещенная в него среда является частью этой системы, позволяет получить внутри сосуда различные варио картины высокого качества, которые кажутся расположенными в самой среде и меняются в зависимости от изменения угла зрения, то есть, реализуется варио эффект. Возможность получения такого эффекта в жидкой среде, помещенной в сосуд, выгодно отличает данный продукт от аналогичных изделий.
При заливке в сосуд любой иной жидкости (фальсифицированной), коэффициент преломления такой жидкости будет иным, а это приводит к изменению положения фокуса линз оптического элемента относительно изображения, что резко снижает качество варио - эффекта. Таким образом, по качеству варио изображения возможно судить о подлинности жидкости, помещенной в сосуд.
Самоклеящийся оптический элемент может быть размещен и на широкой гамме непрозрачных изделий (например, упаковке с непрозрачной жидкостью, на бытовых приборах, на полиграфической продукции и т.п.). При помещении оптического элемента на непрозрачном изделии, кодированное изображение (варио шаблон) 5 должно располагаться непосредственно на основе 1 самоклеящегося оптического элемента на стороне, противоположной стороне, на которой выполнены линзы. Данное изображение может быть нанесено непосредственно на основу 1, например, с помощью ролевой офсетной, цифровой или флексографской печати. На основу поверх отпечатанного изображения 5 наносят клеящийся слой 3, который снаружи закрывают подложкой 4.
Данное выполнение самоклеящегося оптического элемента (как уже отмечалось выше) позволяет получать качественные оптические эффекты при его креплении на широкой гамме изделий. Весьма важным является то, что параметры оптического элемента, от которых зависит качество оптического изображения (точная повторяющаяся геометрия линз, при которой фокус каждой линзы 2 находится на кодированном изображении 5), формируются при изготовлении самоклеящегося оптического элемента, а процесс закрепления оптического элемента на изделии никак на параметрах линз не сказывается.
Выполнение подложки оптического элемента в виде ленты, на которой на определенном расстоянии друг от друга размещено несколько основ с линзами, позволяет легко автоматизировать процесс крепления самоклеящихся оптических элементов на поверхности изделий с использованием стандартных аппликаторов, применяемых для нанесения самоклеящихся этикеток, что весьма важно при массовом промышленном производстве изделий.
На одном изделии может быть размещен как один самоклеящийся оптический элемент, так и несколько, причем кодированные изображения могут быть разными и могут представлять определенный сюжет. Это позволяет получить на одном изделии несколько оптических эффектов высокого качества.
При использовании мягких акриловых клеев оптический элемент может быть легко удален с поверхности изделия и использован вновь. Учитывая, что основа является гибкой, оптический элемент легко принимает форму поверхности изделия, а слой пластичного акрилового клея обеспечивает его плотное прилегание к изделию, без пустот и воздушных пузырьков, что дает максимальное качество получаемых оптических эффектов.