CN1159787A - 扫描图像和用于其制作的热转印膜 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种用热转印法制作的扫描图像，该种图像至少有两种扫描像素，其中至少两种扫描像素分别具有不同尺寸。同时，至少两种扫描像素可分别具有不同的光学结构，此外，还公开了用来制造这种扫描图像的热转印膜。

Description

扫描图像和用于其制作的热转印膜

本发明涉及由至少两种呈现不同性质的扫描像素组成，并用热转印法制作的扫描图像。此外，本发明涉及用来制作这种扫描图像的热转印膜(thermaltransfer foil)，其中可从载片转印于基底上的转印层(transferlayer)为产生不同扫描像素而具有与不同扫描像素在数量上相应的区域，这些区域分属一种网点类型，其构成相应地不同。

已知的热转印法通常用一种扫描法来产生网点图像(half-toneimage)，把通常相同大小的扫描像素从热转印膜转印于基底，网点密度依所需扫描图像亮度而异。若要制作多色扫描图像，则与此相关联地使用一热转印膜，其转印层相应地分成多个区域，每种颜色对应于一特点的转印层区。印刷时，热转印膜便根据所需颜色越过基底，并用印刷装置产生彩色扫描像素，这时转印膜转印层的不同色区在尺寸上与所要打印的基底相符。

这种方式方法能在使用相当窄的扫描光栅和较小的扫描像素时产生质量良好的扫描图像。尽管如此，这种已知现有的方法或者是在可能有的格式上受到限制，或者是必须用很小的网点和很小的点距，从而使设备费用很高。至今未考虑制作局部无光泽、局部有光泽即有反光的扫描图像。

因此，本发明的基本任务在于扩展扫描图像的可能格式而不会造成特别大的设备费用。

为完成这一任务，本发明提出至少两种的扫描像素具有各不相同的光学结构，用以形成本说明书开始部分所述那种扫描图像。例如，可由无光泽表面的网点和有光泽表面的网点组成一扫描图像，从而不但能对一扫描图像作一般的网点或色彩分辨，而且还能通过不同的反光效应等构成扫描图像。用这种方式方法取得的很特殊的、不同于迄今已知扫描图像的扫描图像特别难于仿制，而且例如不能用彩色复印机复印，这意味着这些扫描图像例如特别适用于不断试图伪造，特别是用新型彩色复印机伪造的有价证券和文件的防伪，如用于纸币、信用卡、证件等。

特别有利的是，至少一种扫描像素的有效光学结构为产生衍射或干涉的衍射结构，尤其为光栅结构。用这种衍射或干涉结构，可产生极不相同的光学效应，这里使用的结构决定于是在反射光下还是在透射光下来观察扫描图像。

用本来已知的不同结构，例如还能使扫描图像构成光学性质变化的图像，亦即扫描图像与衍射角或观察角及照明所用光的波长相关地变化，其中最简单形式仅是彩色的位置变化。在这种情况下，通过应用例如用以产生字母数字符的两种不同衍射结构的扫描像素，可以做到一方面是符号的颜色另一方面是背景的颜色均随观察角或照明用的光而变化。

为增强这种衍射或干涉效应，至少有一种扫描像素用反射膜层来形成是适宜的，这样就使这些网点具有适当的亮度。将一反射膜层仅用于一种扫描像素，可进而做到这些扫描像素比其余构成扫描图像的扫描像素明亮得多，从而取得以往扫描图像上未知的图像效果。然而，显然也能使构成扫描图像的全部扫描像素均为反射的，但分别具备一不同的结构，例如某些类型的扫描像素用一种光栅结构形成，而其他扫描像素具有平面反射膜。

也可以由至少两种具有不同尺寸的扫描像素构成本发明的扫描图像。以这种方式形成扫描图像时，不再需要改变扫描像素的间距或其密度来产生网点图像。若有可能规定不同尺寸的扫描像素(这种可能迄今从未被使用)，便可用较小的色彩浓度来形成扫描图像的区域，方法是采用直径较小的扫描像素，而在要取得深色或良好的遮盖效果时采用直径较大的扫描像素。特别在扫描像素具有一特殊结构时，并且例如为反射式时，扫描像素大小的这种变化是有优点的，因为在这样一种情况下扫描像素大小的变化对于该结构来说取得了特别均匀的效果。

当然也可能是至少两种扫描像素分别具有不同的颜色，从而更加扩充了可能有的格式。

本说明书开始部分所述用于制作本发明的扫描图像的一种热转印膜，其特征在于，转印层的不同区域分别具有不同光学效果的结构。为制作扫描图像，从具有不同光学效果的结构的不同转印层区域分别将扫描像素转印到基底上，为此热转印膜必须以热彩印机领域已知的方式方法相对于基底移动，以相应地把具有所需表面结构的转印层区置于基底相应位置的上方。

还可这样形成一热转印膜转印层在不同区域具有不同尺寸的扫描像素，以便例如始终使用相同网点密度，然而有可能在基底上制作印刷得较密或较不密的扫描图像部位。

如果转印层至少在一个区域内有一反射层，便能取得特殊效果，这时反射层宜由金属化层(Metallisierung)构成，因为这样扫描图像便能由反射区和非反射区组成，或者是如若转印层的全部区域均构成反射，便能取得特别明亮的图像。

这一点特别在转印层的光学结构为产生衍射或干涉的衍射结构尤其为光栅结构时是重要的。

为制出适当耐久性的扫描图像，恰当的是转印层至少在与承载膜相邻的一个区域有一透明的保护漆层，因为这样能增大制作在基底上的扫描图像的耐磨性。

有一透明的保护漆层时，该层可在至少两个转印层区域内具有不同颜色，从而开创了制作多色扫描图像的可能性。

转印层的光学结构宜通过将该结构压入转印层的漆层来制作。相应的压印法系从具有衍射结构的热压膜的制法得知。这里用一压印模将结构压入热塑性漆或未完全硬化的漆。这些方法原则上可完全应用于热转印膜及其转印层，最多会要求结构深度适应于应用领域，因为为了确保完善地用已知设备将转印层转印到基底上而限制了热转印膜的转印层厚度。

最后，对于覆在一基底上的转印层来说用保护漆层覆盖光学结构会是有利的，因为对后来仿制和伪造，即使不是不可能，也增加了难度。同时，由此增大了扫描图像的耐久性，因为防止了表面结构受到直接的机械损伤。

关于热转印膜的转印层基本结构可着眼于本身已知的膜以及热压印膜。本发明的热转印膜与已知的热转印膜相比的唯一差别，表现为本发明的热转印膜至少在一个区域内必须完成将转印于基底上的转印层的表面结构化，因此必须备有一可适当地变形的膜层。关于膜层的成分及其厚度的细节将在下面叙述。

本发明的其他特征、细节和优点见下面参照附图对一扫描图像及适用于产生该扫描图像的热转印膜的实施例说明。附图所示为：

图1为由四种不同类型扫描像素组成的一扫描图像的图例；

图2为用来制作图1所示有四种不同区域的扫描图像的热转印膜的局部示意图；

图3为图2所示膜的纵断面图，仅分别示出各区域的一小段。

图1所示扫描图像由四种不同类型的扫描像素组成。相应地图2和图3所示热转印膜分别依次具有四个不同的区域A、B、C和D，它们产生a、b、c和d型扫描像素。

a型扫描像素是较大的、与转印作业所用工具的尺寸相对应地相互密接的扫描像素，具有在本实施例中为平滑的、经金属镀膜构成反射的表面。

b型扫描像素同样是面积较大的，并具有全部敷有反射层的表面。然而，如图3中B部分所示，b型扫描像素明显构成一结构，它们最好具有光栅结构，或是通常地具有产生衍射或干涉的衍射结构。

a型和b型扫描像素的尺寸仅取决于用来恰当地把转印层转印于基底上的工具的尺寸，例如圆点(在示出的实施例中所用圆点很大，通过a型和b型扫描像素紧密的接连排列，能全面覆盖基底)，而c和d型扫描像素与转印层转印用工具的直径无关。

c和d型扫描像素的一个差别在于其直径。d型扫描像素的直径显著大于c型扫描像素的直径。c和d型扫描像素的差别还在于：c型扫描像素具有一平滑的金属化表面，而d型扫描像素具有结构例如与b型扫描像素相应的表面。

在所示的实施例中，全部扫描像素类型a、b、c和d各有一反射层，因此图1的扫描图像是全金属反射，故而能特别恰当地用于有价值文件证券的防伪。

a、b、c和d型扫描像素的其他细节见参考图2和3对热转印膜的详细说明。

特别由图3可见，本发明用来制作扫描图像的热转印膜包含有载片1，它在图3中上的方向载有本来已知的抗摩层2，并且在使用时该方向朝向热转印条或块。在与抗摩层2相对的载片1的另一面上有多层组成的、一并用3标示的转印层，该转印层在热转印工艺中与载片1分离而固定在基底上。例如为纸板等的基底未在图中示出。

从载片1起，转印层3总包含有一漆层以及一用来把漆层固定于基底上的、一般能热压粘合的粘合层4。

在示出的实施例中，转印层3的结构复杂一些。这里假定扫描像素各有一由金属化形成的反射层5或5′。

为确保转印层3易于从载片1上剥离，载片1在加上转印层3的其余各层之前加有一剥离层6，通常为蜡层。然后与蜡层6相邻接的一般是一透明的保护漆层7。另外，通常在粘合层4与金属化层5或5′之间有一粘合剂或底漆(primer)层8。

图2和3的热转印膜的转印层3在不同区域A、B、C和D内总具有分离层6、透明保护漆层7、金属化层5或5′、粘合剂层8和粘合层4上是一致的。

然而，为了形成不同的扫描像素型式a、b、c和d，需作一些改变。

在用来形成平滑的大面扫描像素a的区域A内，一整个面上的平滑金属化层5直接设在保护漆层7上。为产生a型扫描像素，(根据转印用圆点的大小)从转印层3上剥离相应的区域，并将之从载片1转移到基底上。

用于产生b型扫描像素的热转印膜B区同样是整个面上置有金属化层5′。但是，它与A区的差别在于，金属化层5′不是平滑的，而是构成栅状结构或其他衍射结构(参见图3)。为能做到这一点，转印层3在B区在透明的保护漆层7与金属化层5之间有能构成适当结构的另一漆层9。为此，漆层9例如可由热塑性漆构成，或由在一定时间内仍可变形的漆构成，从而在复制过程中能将金属化层5′的相应结构压入漆层9。b型扫描像素亦与a型网点相应地制作，从转印层3剥离出相当于圆点大小的部分，并用圆点将其转印到基底上。

因此，对于a和b型扫描像素，制成的扫描像素的大小仅取决于用来制作扫描像素的热印机或其他设备的分辨率。

相反，热转印膜的区域C和D的形成情况是：相应的c和d型扫描像素的大小与相应转印工具的大小无关。亦即在区域C和D出现的扫描像素大小由存在的金属化层5或5′的面积预先确定。这亦表明，在基本上分别与区域A或B相应的区域C和D内仅是局部具有金属化层5、5′。金属化层以相应的扫描像素的形状提供，在区域C内金属化层是平滑的，在区域D则相反构成与区域B相应的结构。

从图3还可看出，在区域C内由金属化层5产生的扫描像素的尺寸或直径小于热转印膜区域D内金属化结构区5′的直径。

为从区域C、D形成扫描像素c、d，所用圆点的直径大于(或者也小于)金属化层5或5′中呈现为c或b型扫描像素的金属化部分。这时通常使用的圆点与a和b型扫描像素相应，能使扫描像素覆盖基底的整个面积。在从区域C或D转印到基底上之后仍然形成尺寸明显小于扫描像素a和b的尺寸的扫描像素c和d，其中C型扫描像素呈现有光泽，而d型扫描像素由于相应的结构，例如光栅结构，能产生特殊光学效果。此外，d型扫描像素表观上看来大于c型扫描像素，其原因在于金属化部分5′大于金属化部分5。

因此加上文所述，a、b、c和d型扫描像素的差别一方面在于结构。a和c型扫描像素具有平滑表面，而b和d型扫描像素具有光学结构，该结构主要为产生衍射或干涉的衍射结构，适宜的为光栅结构。

不同类型扫描像素的另一差别至少在表观上在于其大小。a和b型扫描像素在所示实施例中较大，因此，用热转印机逐点转印扫描像素时将基底的整个表面覆盖。相反，c和d型扫描像素在表观上较小，因此甚至在将一种扫描像素转印到每个预定基底位置时，依然没有完成由扫描像素c和d覆盖基底整个表面。然而在当前情况下取得这种效果，仅是由于例如金属化层5，5′等扫描像素的光学表观面积呈现不同大小。但是，事实上在制作c和d型扫描像素时也转印相当于整个扫描像素表面面积的转印层的部分，因此，即使在c和d型扫描像素的区域内，在转印过程中充满全部扫描像素位置时，整个面积上都有转印层3的材料。

但是，在本发明的范围内当然也能用其他方法来产生不同直径的扫描像素，代替适当的局部面上的金属化层5、5′。例如，能在转印层3内形成彩色网点，而且它们无需埋入保护漆层或类似的层中。在最简单的情况下，完全能想象到只用把所需尺寸的扫描像素压在转印薄膜1上和有时压在分离层6上，然后只加上一适当的粘合层，这时该粘合层也无需超出扫描像素的范围。通过例如采用无光漆和有光漆，在不同颜色的光栅格点情况下也能取得不同结构。

应进一步指出，特别是存在着对透明保护漆层7或构成结构的漆9适当染色的可能，以产生不同的颜色效应。此外，本发明的方法原则上还能在只准备在一个或几个区域内用金属化层时得到应用，热转印膜的其他区域则没有金属化层。

因此，本发明的扫描图像可以不同的结构形式来实现，其中适当地改变扫描像素直径、扫描像素的结构及颜色，便能为所希望的格式开创许多可能。

下面说明本发明的一种热转印膜的各层的材料和层厚。热转印膜原则上可按下述构成：抗摩层(2)：    层厚0.1至1.0μm载片(1)：      聚对苯二甲酸乙酯，层厚为3.5至12μm分离层(6)：    蜡层(滴点90℃的酯蜡)，层厚0.005至

           0.05μm保护漆层(7)：  层厚0.4至2.0μm可构成结构的漆层(9)：              层厚0.2至1.2μm整个面积或局部的金属(5、5′)：         铝，层厚0.005至0.05μm粘合剂(8)：              层厚0.2至1.2μm能热压粘合的粘合层(4)：            层厚0.5至5μm

不同层可配制如下：抗摩层(2)(背面)          以重量计的份数丁酮                     810环己酮                   125醋酸酯丙酸酯混合物纤维素 50(熔点210℃)聚偏氟乙烯               15(密度＝1.7g/cm³)保护漆层(7)              以重量计的份数丁酮                     455醋酸乙酯                 240环己酮                   60异丁烯酸甲酯             245(Tg＝约105℃)

为制作彩色扫描图像，需要时可添加不同的可溶性着色剂或颜料。能构成结构的漆层(9)      以重量计的份数丁酮                     400醋酸乙酯                 260醋酸丁酯                160聚甲基丙烯酸甲酯        150(软化温度约170℃)苯乙烯共聚物            30(软化温度约100℃)增附剂(8)               以重量计的份数丁酮                    450甲苯                    455含氢氧基团的氯乙烯-醋酸乙烯二聚物          95(Tg＝80℃)能热压粘合的粘合层(4)   以重量计的份数丁酮                    380甲苯                    400乙烯乙酸乙烯酯三聚物    60(熔点66℃)酮树脂(熔点85-90℃)     80氯乙烯-乙酸乙烯共聚物   70(熔点80℃)二氧化硅                10

转印层3在区域C和D的局部金属化层用基本上已知的方法制作。例如，在点状光栅印刷中，用普通蒸敷法被覆的金属层5、5′可以用一种耐腐蚀漆逐点印刷，耐腐蚀漆可以有如下配方：耐腐蚀漆                以重量计的份数丁酮                    550醋酸乙酯                175环己酮                50聚氨酯树脂            100(熔点≥200 ℃)聚氯乙烯三聚物        120(Tg＝90℃)二氧化硅              5

耐腐蚀漆宜用一电子学方法雕刻的光栅辊来涂覆，该辊一般至少印刷二个具有不同扫描像素大小或扫描像素密度的光栅区。这时可使用以下尺寸：

扫描像素密度             54/cm

雕刻深度                 50μm

杯对角线(Cup diagonal)   110μm±5μm

刃背宽(Land width)       75μm±5μm或者

杯对角线                 125μm±5μm

刃背宽                   60μm±5μm或者

杯突对角线               170μm±5μm

刃背宽                   15μm±5μm

涂覆耐腐蚀漆并待其适当固化后，金属化层5、5′未被覆盖的区域例如可用一含水碱性溶液(pH≥10)在室温下腐蚀掉。

但是，局部金属化也可用文献报导的其他方法来实现，例如用溶于水/酒精的阻蒸底层或用另一种蚀刻法，或者还可以用激光刻除，例如用Nd-YAG激光器刻除。

转印层3的不同分层系用在热压印膜领域已知的方法被覆于载片1上，所以看来无需对这方面再作说明。

制作图1所示的扫描图像可采取不同方法。一种可能是，整个面积金属化的热转印膜(见实施例的区域A和B)最好有多个形式不同的光学结构，以光栅状将之转印到基底上，例如塑料卡片上。这里宜由控制计算机和模块结构的软件系统来实现热转印的控制。例如可使用分辨率为16点/mm的热印机，光栅可具有不同形状，如圆形、矩形、带有圆角，等等。

另一可能(相当于用实施例的热转印膜的区域C和D工作)是使用一局部金属化的热转印膜，该膜例如与C和D区相应地具有多个不同的光学结构，其中通过局部金属化还产生不同网点大小的光栅区，这种情况下也是对图像区域作整个区积的转印来制作扫描图像，但这些图像区域具有不同的扫描像素大小和扫描像素密度。

对光学有效的表面积结构，例如如实施例的区域B和D内预定的这样的结构，可通过不同的栅线数(500-2000线/mm)、栅线深度(0.2-2.0μm)和栅的形状(直线、矩形或正弦形栅结构)来产生变化，这时可自由选择或组合适当的结构来适应所需效果。

因此，扫描图像的不同图像区域或扫描像素的类型，其差别在于不同的大小、不同的光学结构和某些情况下不同的颜色，这意味着本发明的扫描图像能有极多样的格式和组合。此外，由于特殊的结构，能使扫描图像提供高可靠防伪，特别是用彩色复印方法的伪造。扫描像素的不同色彩系对保护漆层作不同着色而实现。

Claims (14)

1.由至少两种具有不同性质的扫描像素组成并用热转印法制作的扫描图像，其特征在于，扫描像素(a，b，c，d)中至少两种扫描像素(a，b；c，d)分别具有不同的光学结构。

2.权利要求1的扫描图像，其特征在于，扫描像素(a，b，c，d)中至少一种扫描像素(b，d)的光学结构是产生衍射或干涉的衍射结构，尤其是光栅结构。

3.权利要求1或2所述的扫描图像，其特征在于，扫描像素(a，b，c，d)中的至少一种具有一反射层(5，5′)。

4.上述权利要求中任一所述的扫描图像，其特征在于，扫描像素(a，b，c，d)中至少两种扫描像素(a，b；c，d)分别具有不同的光学结构。

5.以上权利要求中任一所述的扫描图像，其特征在于，扫描像素(a，b，c，d)中至少两种扫描像素具有不同颜色。

6.用来制造权利要求1至5之一所述的由至少两种不同性质的扫描像素组成的扫描图像热转印膜，其可从载片转印于基底上的转印层为产生不同扫描像素而具有与不同扫描像素在数量上相应的区域，这些区域分属一种网点类型，其构成相应地不同，该热转印膜的特征在于，转印层(3)在不同的区域(A，B，C，D)具有不同的光学结构。

7.权利要求6的热转印膜，其特征在于，转印层(3)的不同区域(A，C；B，D)分别具有不同尺寸的扫描像素(a，b，c，d)。

8.权利要求6或7的热转印膜，其特征在于，转印层(3)至少在一个区域(A，B，C，D)内有一反射层(5，5′)。

9.权利要求8的热转印膜，其特征在于，反射层(5，5′)通过金属化构成。

10.权利要求6至9中任一所述的热转印膜，其特征在于，光学结构是产生衍射或干涉的衍射结构，尤其是光栅结构。

11.权利要求6至10之一所述的热转印膜，其特征在于，转印层(3)在与载片毗连的至少一个区域(A，B，C，D)内有一透明的保护漆层(7)。

12.权利要求11的热转印膜，其特征在于，转印层(3)的至少两个区域(A，B，C，D)的透明保护漆层(7)具有不同颜色。

13.权利要求6至12之一所述的热转印膜，其特征在于，光学结构压入转印层(3)的漆层(9)。

14.权利要求11至13之一所述的热转印膜，其特征在于，在转印膜(3)被覆于基底上时，保护漆层(7)覆盖光学结构。

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