雷恩哈德庫茲有限公司的製作方法
2023-12-09 19:29:01 1
專利名稱：雷恩哈德庫茲有限公司的製作方法
技術領域：
本發明涉及由至少兩種呈現不同性質的掃描像素組成，並用熱轉印法製作的掃描圖像。此外，本發明涉及用來製作這種掃描圖像的熱轉印膜(thermaltransfer foil)，其中可從載片轉印於基底上的轉印層(transferlayer)為產生不同掃描像素而具有與不同掃描像素在數量上相應的區域，這些區域分屬一種網點類型，其構成相應地不同。
已知的熱轉印法通常用一種掃描法來產生網點圖像(half-toneimage)，把通常相同大小的掃描像素從熱轉印膜轉印於基底，網點密度依所需掃描圖像亮度而異。若要製作多色掃描圖像，則與此相關聯地使用一熱轉印膜，其轉印層相應地分成多個區域，每種顏色對應於一特點的轉印層區。印刷時，熱轉印膜便根據所需顏色越過基底，並用印刷裝置產生彩色掃描像素，這時轉印膜轉印層的不同色區在尺寸上與所要印的基底相符。
這種方式方法能在使用相當窄的掃描光柵和較小的掃描像素時產生質量良好的掃描圖像。儘管如此，這種已知現有的方法或者是在可能有的格式上受到限制，或者是必須用很小的網點和很小的點距，從而使設備費用很高。至今未考慮製作局部無光澤、局部有光澤即有反光的掃描圖像。
因此，本發明的基本任務在於擴展掃描圖像的可能格式而不會造成特別大的設備費用。
為完成這一任務，本發明提出至少兩種的掃描像素具有各不相同的尺寸，用以形成本說明書開始部分所述那種掃描圖像。以這種方式形成掃描圖像時，不再需要改變掃描像素的間距或其密度來產生網點圖像。若有可能規定不同尺寸的掃描像素(這種可能迄今從未被使用)，便可用較小的色彩濃度來形成掃描圖像的區域，方法是採用直徑較小的掃描像素，而在要取得深色或良好的遮蓋效果時採用直徑較大的掃描像素。特別在掃描像素具有一特殊結構時，並且例如為反射式時，掃描像素大小的這種變化是有優點的，因為在這樣一種情況下掃描像素大小的變化對於該結構來說取得了特別均勻的效果。
當至少兩種掃描像素各有一種不同的光學結構時，便產生其他可能的掃描圖像格式。例如，可由無光澤表面的網點和有光澤表面的網點組成一掃描圖像，從而不但能對一掃描圖像作一般的網點或色彩分辨，而且還能通過不同的反光效應等構成掃描圖像。用這種方式方法取得的很特殊的、不同於迄今已知掃描圖像的掃描圖像特別難於仿製，而且例如不能用彩色複印機複印，這意味著這些掃描圖像例如特別適用於不斷試圖偽造，特別是用新型彩色複印機偽造的有價證券和文件的防偽，如用於紙幣、信用卡、證件等。
特別有利的是，至少一種掃描像素的有效光學結構為產生衍射或幹涉的衍射結構，尤其為光柵結構。用這種衍射或幹涉結構，可產生極不相同的光學效應，這裡使用的結構決定於是在反射光下還是在透射光下來觀察掃描圖像。
用本來已知的不同結構，例如還能使掃描圖像構成光學性質變化的圖像，亦即掃描圖像與衍射角或觀察角及照明所用光的波長相關地變化，其中最簡單形式僅是彩色的位置變化。在這種情況下，通過應用例如用以產生字母數字符的兩種不同衍射結構的掃描像素，可以做到一方面是符號的顏色另一方面是背景的顏色均隨觀察角或照明用的光而變化。
為增強這種衍射或幹涉效應，至少有一種掃描像素用反射膜層來形成是適宜的，這樣就使這些網點具有適當的亮度。將一反射膜層僅用於一種掃描像素，可進而做到這些掃描像素比其餘構成掃描圖像的掃描像素明亮得多，從而取得以往掃描圖像上未知的圖像效果。然而，顯然也能使構成掃描圖像的全部掃描像素均為反射的，但分別具備一不同的結構，例如某些類型的掃描像素用一種光柵結構形成，而其他掃描像素具有平面反射膜。
當然也可能是至少兩種掃描像素分別具有不同的顏色，從而更加擴充了可能有的格式。
本說明書開始部分所述用於製作本發明的掃描圖像的一種熱轉印膜，其特徵在於轉印層在不同區域具有不同尺寸的掃描像素，以便例如始終使用相同網點密度，然而有可能在基底上製作印刷得較密或較不密的掃描圖像部位。
還可適當地形成一熱轉印膜，使轉印層的不同區域分別具有不同光學效果的結構。為製作掃描圖像，從具有不同光學效果的結構的不同轉印層區域分別將掃描像素轉印到基底上，為此熱轉印膜必須以熱彩印機領域已知的方式方法相對於基底移動，以相應地把具有所需表面結構的轉印層區置於基底相應位置的上方。
如果轉印層至少在一個區域內有一反射層，便能取得特殊效果，這時反射層宜由金屬化層構成，因為這樣掃描圖像便能由反射區和非反射區組成，或者是如若轉印層的全部區域均構成反射，便能取得特別明亮的圖像。
這一點特別在轉印層的光學結構為產生衍射或幹涉的衍射結構尤其為光柵結構時是重要的。
為制出適當耐久性的掃描圖像，恰當的是轉印層至少在與承載膜相鄰的一個區域有一透明的保護漆層，因為這樣能增大製作在基底上的掃描圖像的耐磨性。
有一透明的保護漆層時，該層可在至少兩個轉印層區域內具有不同顏色，從而開創了製作多色掃描圖像的可能性。
轉印層的光學結構宜通過將該結構壓入轉印層的漆層來製作。相應的壓印法系從具有衍射結構的熱壓膜的製法得知。這裡用一壓印模將結構壓入熱塑性漆或未完全硬化的漆。這些方法原則上可完全應用於熱轉印膜及其轉印層，最多會要求結構深度適應於應用領域，因為為了確保完善地用已知設備將轉印層轉印到基底上而限制了熱轉印膜的轉印層厚度。
最後，對於覆在一基底上的轉印層來說用保護漆層覆蓋光學結構會是有利的，因為對後來仿製和偽造，即使不是不可能，也增加了難度。同時，由此增大了掃描圖像的耐久性，因為防止了表面結構受到直接的機械損傷。
關於熱轉印膜的轉印層基本結構可著眼於本身已知的膜以及熱壓印膜。本發明的熱轉印膜與已知的熱轉印膜相比的唯一差別，表現為本發明的熱轉印膜至少在一個區域內必須完成將轉印於基底上的轉印層的表面結構化，因此必須備有一可適當地變形的膜層。關於膜層的成分及其厚度的細節將在下面敘述。
本發明的其他特徵、細節和優點見下面參照附圖對一掃描圖像及適用於產生該掃描圖像的熱轉印膜的實施例說明。附圖所示為
圖1為由四種不同類型掃描像素組成的一掃描圖像的圖例；圖2為用來製作圖1所示有四種不同區域的掃描圖像的熱轉印膜的局部示意圖；圖3為圖2所示膜的縱斷面圖，僅分別示出各區域的一小段。
圖1所示掃描圖像由四種不同類型的掃描像素組成。相應地圖2和圖3所示熱轉印膜分別依次具有四個不同的區域A、B、C和D，它們產生a、b、c和d型掃描像素。
a型掃描像素是較大的、與轉印作業所用工具的尺寸相對應地相互密接的掃描像素，具有在本實施例中為平滑的、經金屬鍍膜構成反射的表面。
b型掃描像素同樣是面積較大的，並具有全部敷有反射層的表面。然而，如圖3中B部分所示，b型掃描像素明顯構成一結構，它們最好具有光柵結構，或是通常地具有產生衍射或幹涉的衍射結構。
a型和b型掃描像素的尺寸僅取決於用來恰當地把轉印層轉印於基底上的工具的尺寸，例如圓點(在示出的實施例中所用圓點很大，通過a型和b型掃描像素緊密的接連排列，能全面覆蓋基底)，而c和d型掃描像素與轉印層轉印用工具的直徑無關。
c和d型掃描像素的一個差別在於其直徑。d型掃描像素的直徑顯著大於c型掃描像素的直徑。c和d型掃描像素的差別還在於c型掃描像素具有一平滑的金屬化表面，而d型掃描像素具有結構例如與b型掃描像素相應的表面。
在所示的實施例中，全部掃描像素類型a、b、c和d各有一反射層，因此圖1的掃描圖像是全金屬反射，故而能特別恰當地用於有價值文件證券的防偽。
a、b、c和d型掃描像素的其他細節見參考圖2和3對熱轉印膜的詳細說明。
特別由圖3可見，本發明用來製作掃描圖像的熱轉印膜包含有載片1，它在圖3向上的方向載有本來已知的抗摩層2，並且在使用時該方向朝向熱轉印條或塊。在與抗摩層2相對的載片1的另一面上有多層組成的、一併用3標示的轉印層，該轉印層在熱轉印工藝中與載片1分離而固定在基底上。例如為紙板等的基底未在圖中示出。
從載片1起，轉印層3總包含有一漆層以及一用來把漆層固定於基底上的、一般能熱壓粘合的粘合層4。
在示出的實施例中，轉印層3的結構複雜一些。這裡假定掃描像素各有一由金屬化形成的反射層5或5′。
為確保轉印層3易於從載片1上剝離，載片1在加上轉印層3的其餘各層之前加有一剝離層6，通常為蠟層。然後與蠟層6相鄰接的一般是一透明的保護漆層7。另外，通常在粘合層4與金屬化層5或5′之間有一粘合劑或底漆(primer)層8。
圖2和3的熱轉印膜的轉印層3在不同區域A、B、C和D內總具有分離層6、透明保護漆層7、金屬化層5或5′、粘合劑層8和粘合層4上是一致的。
然而，為了形成不同的掃描像素型式a、b、c和d，需作一些改變。
在用來形成平滑的大面掃描像素a的區域A內，一整個面上的平滑金屬化層5直接設在保護漆層7上。為產生a型掃描像素，(根據轉印用圓點的大小)從轉印層3上剝離相應的區域，並將之從載片1轉移到基底上。
用於產生b型掃描像素的熱轉印膜B區同樣是整個面上置有金屬化層5′。但是，它與A區的差別在於，金屬化層5′不是平滑的，而是構成柵狀結構或其他衍射結構(參見圖3)。為能做到這一點，轉印層3在B區在透明的保護漆層7與金屬化層5之間有能構成適當結構的另一漆層9。為此，漆層9例如可由熱塑性漆構成，或由在一定時間內仍可變形的漆構成，從而在複製過程中能將金屬化層5′的相應結構壓入漆層9。b型掃描像素亦與a型網點相應地製作，從轉印層3剝離出相當於圓點大小的部分，並用圓點將其轉印到基底上。
因此，對於a和b型掃描像素，製成的掃描像素的大小僅取決於用來製作掃描像素的熱印機或其他設備的解析度。
相反，熱轉印膜的區域C和D的形成情況是相應的c和d型掃描像素的大小與相應轉印工具的大小無關。亦即在區域C和D出現的掃描像素大小由存在的金屬化層5或5′的面積預先確定。這亦表明，在基本上分別與區域A或B相應的區域C和D內僅是局部具有金屬化層5、5′。金屬化層以相應的掃描像素的形狀提供，在區域C內金屬化層是平滑的，在區域D則相反構成與區域B相應的結構。
從圖3還可看出，在區域C內由金屬化層5產生的掃描像素的尺寸或直徑小於熱轉印膜區域D內金屬化結構區5′的直徑。
為從區域C、D形成掃描像素c、d，所用圓點的直徑大於(或者也小於)金屬化層5或5′中呈現為c或b型掃描像素的金屬化部分。這時通常使用的圓點與a和b型掃描像素相應，能使掃描像素覆蓋基底的整個面積。在從區域C或D轉印到基底上之後仍然形成尺寸明顯小於掃描像素a和b的尺寸的掃描像素c和d，其中C型掃描像素呈現有光澤，而d型掃描像素由於相應的結構，例如光柵結構，能產生特殊光學效果。此外，d型掃描像素表觀上看來大於c型掃描像素，其原因在於金屬化部分5′大於金屬化部分5。
因此加上文所述，a、b、c和d型掃描像素的差別一方面在於結構。a和c型掃描像素具有平滑表面，而b和d型掃描像素具有光學結構，該結構主要為產生衍射或幹涉的衍射結構，適宜的為光柵結構。
不同類型掃描像素的另一差別至少在表觀上在於其大小。a和b型掃描像素在所示實施例中較大，因此，用熱轉印機逐點轉印掃描像素時將基底的整個表面覆蓋。相反，c和d型掃描像素在表觀上較小，因此甚至在將一種掃描像素轉印到每個預定基底位置時，依然沒有完成由掃描像素c和d覆蓋基底整個表面。然而在當前情況下取得這種效果，僅是由於例如金屬化層5，5′等掃描像素的光學表觀面積呈現不同大小。但是，事實上在製作c和d型掃描像素時也轉印相當於整個掃描像素表面面積的轉印層的部分，因此，即使在c和d型掃描像素的區域內，在轉印過程中充滿全部掃描像素位置時，整個面積上都有轉印層3的材料。
但是，在本發明的範圍內當然也能用其他方法來產生不同直徑的掃描像素，代替適當的局部面上的金屬化層5、5′。例如，能在轉印層3內形成彩色網點，而且它們無需埋入保護漆層或類似的層中。在最簡單的情況下，完全能想像到只用把所需尺寸的掃描像素壓在轉印薄膜1上和有時壓在分離層6上，然後只加上一適當的粘合層，這時該粘合層也無需超出掃描像素的範圍。通過例如採用無光漆和有光漆，在不同顏色的掃描像素情況下也能取得不同結構。
應進一步指出，特別是存在著對透明保護漆層7或構成結構的漆9適當染色的可能，以產生不同的顏色效應。此外，本發明的方法原則上還能在只準備在一個或幾個區域內用金屬化層時得到應用，熱轉印膜的其他區域則沒有金屬化層。
因此，本發明的掃描圖像可以不同的結構形式來實現，其中適當地改變掃描像素直徑、掃描像素的結構及顏色，便能為所希望的格式開創許多可能。
下面說明本發明的一種熱轉印膜的各層的材料和層厚。熱轉印膜原則上可按下述構成抗摩層(2)層厚0.1至1.0μm載片(1) 聚對苯二甲酸乙酯，層厚為3.5至12μm分離層(6)蠟層(滴點90℃的酯蠟)，層厚0.005至0.05μm保護漆層(7)層厚0.4至2.0μm可構成結構的漆層(9) 層厚0.2至1.2μm整個面積或局部的金屬(5、5′) 鋁，層厚0.005至0.05μm粘合劑(8) 層厚0.2至1.2μm能熱壓粘合的粘合層(4)層厚0.5至5μm不同層可配製如下抗摩層(2)(背面) 以重量計的份數丁酮 810環己酮125醋酸酯丙酸酯混合物纖維素 50(熔點210℃)聚偏氟乙烯15(密度＝1.7g/cm3)保護漆層(7) 以重量計的份數丁酮 455醋酸乙酯 240環己酮60甲基丙烯酸甲酯(methylmethacrylate)245(Tg＝約105℃)為製作彩色掃描圖像，需要時可添加不同的可溶性著色劑或顏料。能構成結構的漆層(9) 以重量計的份數丁酮 400醋酸乙酯 260醋酸丁酯 160聚甲基丙烯酸甲酯 150(軟化溫度約170℃)苯乙烯異分子聚合物(styrenecopolymer) 30(軟化溫度約100℃)增附劑(8) 以重量計的份數丁酮 450甲苯 455含氫氧基團的氯乙烯-醋酸乙烯二聚物95(Tg＝80℃)能熱壓粘合的粘合層(4) 以重量計的份數丁酮 380甲苯 400乙烯乙酸乙烯酯三聚物 60(熔點66℃)酮樹脂(熔點85-90℃) 80氯乙烯-乙酸乙烯共聚物 70(熔點80℃)二氧化矽 10轉印層3在區域C和D的局部金屬化層用基本上已知的方法製作。例如，在點狀光柵印刷中，用普通蒸敷法被覆的金屬層5、5′可以用一種耐腐蝕漆逐點印刷，耐腐蝕漆可以有如下配方耐腐蝕漆 以重量計的份數丁酮550醋酸乙酯 175環己酮 50聚氨酯樹脂 100(熔點≥200℃)聚氯乙烯三聚物 120(Tg＝90℃)二氧化矽 5耐腐蝕漆宜用一電子學方法雕刻的光柵輥來塗覆，該輥一般至少印刷二個具有不同掃描像素大小或掃描像素密度的光柵區。這時可使用以下尺寸掃描像素密度 54/cm雕刻深度 50μm杯對角線(Cup diagonal) 110μm±5μm刃背寬(Land width) 75μm±5μm或者杯對角線 125μm±5μm刃背寬 60μm±5μm或者杯突對角線 170μm±5μm刃背寬 15μm±5μm塗覆耐腐蝕漆並待其適當固化後，金屬化層5、5′未被覆蓋的區域例如可用一含水鹼性溶液(pH≥10)在室溫下腐蝕掉。
但是，局部金屬化也可用文獻報導的其他方法來實現，例如用溶於水/酒精的阻蒸底層或用另一種蝕刻法，或者還可以用雷射刻除，例如用Nd-YAG雷射器刻除。
轉印層3的不同分層系用在熱壓印膜領域已知的方法被覆於載片1上，所以看來無需對這方面再作說明。
製作圖1所示的掃描圖像可採取不同方法。一種可能是，整個面積金屬化的熱轉印膜(見實施例的區域A和B)最好有多個形式不同的光學結構，以光柵狀將之轉印到基底上，例如塑料卡片上。這裡宜由控制計算機和模塊結構的軟體系統來實現熱轉印的控制。例如可使用解析度為16點/mm的熱印機，光柵可具有不同形狀，如圓形、矩形、帶有圓角，等等。
另一可能(相當於用實施例的熱轉印膜的區域C和D工作)是使用一局部金屬化的熱轉印膜，該膜例如與C和D區相應地具有多個不同的光學結構，其中通過局部金屬化還產生不同網點大小的光柵區，這種情況下也是對圖像區域作整個區積的轉印來製作掃描圖像，但這些圖像區域具有不同的掃描像素大小和掃描像素密度。
對光學有效的表面積結構，例如如實施例的區域B和D內預定的這樣的結構，可通過不同的柵線數(500-2000線/mm)、柵線深度(0.2-2.0μm)和柵的形狀(直線、矩形或正弦形柵結構)來產生變化，這時可自由選擇或組合適當的結構來適應所需效果。
因此，掃描圖像的不同圖像區域或掃描像素的類型，其差別在於不同的大小、不同的光學結構和某些情況下不同的顏色，這意味著本發明的掃描圖像能有極多樣的格式和組合。此外，由於特殊的結構，能使掃描圖像提供高可靠防偽，特別是用彩色複印方法的偽造。掃描像素的不同色彩系對保護漆層作不同著色而實現。
權利要求
1.由至少兩種具有不同性質的掃描像素組成並用熱轉印法製作的掃描圖像，其特徵在於，掃描像素(a，b，c，d)中至少兩種網點(a，b；c，d)分別具有不同尺寸。
2.權利要求1的掃描圖像，其特徵在於，掃描像素(a，b，c，d)中至少兩種掃描像素(a，b；c，d)分別具有不同的光學結構。
3.權利要求1或2的掃描圖像，其特徵在於，掃描像素(a，b，c，d)中至少一種掃描像素(b，d)的光學結構是產生衍射或幹涉的衍射結構，尤其是光柵結構。
4.以上權利要求中任一所述的掃描圖像，其特徵在於，掃描像素(a，b，c，d)中至少一種網點具有一反射層(5，5′)。
5.以上權利要求中任一所述的掃描圖像，其特徵在於，掃描像素(a，b，c，d)中至少兩種掃描像素具有不同顏色。
6.用來製造權利要求1至5之一所述的由至少兩種不同性質的掃描像素組成的掃描圖像熱轉印膜，其可從載片轉印於基底上的轉印層為產生不同掃描像素而具有與不同掃描像素在數量上相應的區域，這些區域分屬一種網點類型，其構成相應地不同，該熱轉印膜的特徵在於，轉印層(3)在不同的區域(A，B，C，D)具有不同尺寸的掃描像素(a，b，c，d)。
7.權利要求6的熱轉印膜，其特徵在於，轉印層(3)的不同區域(A，C；B，D)分別具有不同光學結構。
8.權利要求6或7的熱轉印膜，其特徵在於，轉印層(3)至少在一個區域(A，B，C，D)內有一反射層(5，5′)。
9.權利要求8的熱轉印膜，其特徵在於，反射層(5，5′)由一金屬化層構成。
10.權利要求7至9中任一所述的熱轉印膜，其特徵在於，光學結構是產生衍射或幹涉的衍射結構，尤其是光柵結構。
11.權利要求6至10之一所述的熱轉印膜，其特徵在於，轉印層(3)在與載體薄膜毗連的至少一個區域(A，B，C，D)內有一透明的保護漆層(7)。
12.權利要求11的熱轉印膜，其特徵在於，轉印層(3)的至少兩個區域(A，B，C，D)的透明保護漆層(7)具有不同顏色。
13.權利要求7至12之一所述的熱轉印膜，其特徵在於，光學結構壓印入轉印層(3)的漆層(9)。
14.權利要求11至13之一所述的熱轉印膜，其特徵在於，在轉印膜(3)被覆於基底上時，保護漆層(7)覆蓋光學結構。
全文摘要
本發明公開一種用熱轉印法製作的掃描圖像，該種圖像至少有兩種掃描像素，其中至少兩種掃描像素分別具有不同尺寸。同時，至少兩種掃描像素可分別具有不同的光學結構，此外，還公開了用來製造這種掃描圖像的熱轉印膜。
文檔編號B42D15/10GK1161019SQ95194871
公開日1997年10月1日 申請日期1995年8月30日 優先權日1994年9月3日
發明者喬奇姆·蘇斯, 魯德威格·布萊哈姆 申請人:雷恩哈德庫茲有限公司