JP6049028B2 - フィルムとその製造プロセス - Google Patents

Description

本発明は、回折性のレリーフ構造が表面に形成された複製ラッカー層と、透明なカラーラッカー層とを有するフィルム、セキュリティペーパー、有価ドキュメント、及びそのようなフィルムを備えた転写フィルムと、そのようなフィルムの製造プロセスとに関する。

有価ドキュメントに、フレキシブルなフィルムエレメントの形態で、回折性の、光学可変効果を表す、セキュリティエレメントを設けることが知られている。これは、複製ラッカー層にスタンプされる表面レリーフ構造により、実現可能であり、その可視性は、特に反射性の金属表面の形態の反射層の提供により改善される。このようなセキュリティエレメントは、通常、いわゆるOVD（OVD＝光学可変デバイス）に分類される。このようなセキュリティエレメントの、着色エリア等のさらなる特徴は、偽造に対する保護及び美的理由のために望ましい。このため、複製ラッカー層は、着色されてもよい。しかしながら、この技術は、マルチカラーの回折性エレメントまたは着色に対して高い適応性が望まれる場合、限界に達する。
特許文献１（特許文献２も参照）は、部分的にのみ光学的な回折効果を備える構造の提供に関し、従って、部分的な回折効果を防ぐために、対応する構造が破壊される。その結果、加飾層を全面的にエンボス加工し、続いて、光学的な回折効果が提供されないエリアにカバーラッカー層を適用することが提案される。観察者は、特に、陥没及び隆起部位が平らになることから、構造が所望のデザインにのみ存在するというインプレッションを形成する。さらに、反射層が、ラッカー層の上に備えられる。また、反射層は、カバーラッカー層が存在するエリアにおいて、部分的に、実質的に平らである。

本発明の目的は、改良された、着色エリアを備える回折性のフィルムエレメントと、対応する製造プロセスとを提供することである。

この目的は、光透過性の複製ラッカー層であり、該複製ラッカー層の第一の面の側に回折性のレリーフ構造が備えられる複製ラッカー層と、部分的にのみ形成され、前記レリーフ構造に配置される、光透過性のカラーラッカー層と、少なくとも部分的に形成され、前記複製ラッカー層の前記第一の面の側に配置される反射層と、を含むフィルムであって、前記カラーラッカー層と前記反射層とが重なる該フィルムのエリアにおいて、前記カラーラッカー層が、前記複製ラッカー層と前記反射層との間に配置され、前記カラーラッカー層が、パターンで、または、格子として、形成され、ｉ）前記カラーラッカー層の隣り合うパターンまたは格子エレメントが、50から250 μm、好ましくは70から200 μmの範囲にある相互の距離を有し、及び／または、ｉｉ）前記パターンまたは格子エレメントのラインの幅、ドットの直径または個々のエレメントの直径が、50から250 μm、好ましくは70から200 μmの範囲にあるフィルムにより達成される。また、この目的は、請求項１から１１のいずれか１項に記載のフィルムの製造プロセスであって、ａ）回折性のレリーフ構造が、光透過性の複製ラッカー層の第一の面の側に形成され、ｂ）ステップａ）の後に、光透過性のカラーラッカー層が、部分的にのみ、前記レリーフ構造に適用され、その結果、前記カラーラッカー層が、パターンで、または、格子として、形成され、ｉ）前記カラーラッカー層の隣り合うパターンまたは格子エレメントが、50から250 μm、好ましくは70から200 μmの範囲にある相互の距離を有し、及び／または、ｉｉ）前記パターンまたは格子エレメントのラインの幅、ドットの直径または個々のエレメントの直径が、50から250 μm、好ましくは70から200 μmの範囲にあり、
ｃ）ステップｂ）の後に、好ましくは金属層の形態の反射層が、前記複製ラッカー層の前記第一の面の側に、少なくとも部分的に適用される、プロセスにより達成される。

透明または半透明な層は、380から780 nmの波長範囲の入射可視光の少なくとも50%、特に少なくとも80%がそれらの層を通過する場合、光透過性と呼ばれる。

本発明は、カラーラッカー層によるレリーフ構造の充填または隠蔽により、複製ラッカー層の回折性のレリーフ構造上へのカラーラッカー層の印刷は、レリーフ構造の回折効果の破壊をもたらし、従って、実質的に不可能である、という先入観を取り除く。ここで、本発明は、レリーフ構造の部分的な適切な重ね合わせ印刷により、レリーフ構造の回折効果は、重ね合わせ印刷された部分でのみ低減または破壊される、という知識を用いる。観察者の裸眼の有限の解像能力に因り、重ね合わせ印刷されないレリーフ構造の個々のエリアは、観察者が連続するOVDを見るように、互いに繋がる。その結果、回折効果とカラーラッカーのクロミナンスが、非常に良好に観察可能である。

提案される本発明は、高い適応性を提供する。一般的な透明な複製ラッカーにより、回折性の構造が形成され、複製ラッカー層を通じて見えるとともに回折性の構造にクロミナンスを与える透明なカラーラッカーで、回折性の構造を刷り込むことにより、所望のデザインに応じて、クロミナンスが、回折構造の全エリアで実現される。

本発明の有利な実施形態は、従属項に記載される。

カラーラッカー層がレリーフ構造に直接配置される場合が好ましい。

光透過性の複製ラッカーは、熱可塑性ラッカーまたは熱硬化性ラッカーの形態の透明な複製ラッカーにより形成されることが好ましい。

複製ラッカーとして、PMMA（PMMA＝ポリメチル・メタクリレート）またはセルロースエステルのラッカーが用いられることが好ましい。複製ラッカー層の厚みは、好ましくは0.5から10 μm、さらに好ましくは0.5から5 μmである。複製ラッカーとして、無色のラッカーを用いることもできる。しかしながら、代わりに、カラーラッカー層と組み合わせて、併合されたカラー効果をもたらす、着色されたラッカーも用いることができる。例えば、二つの着色された透明なラッカー層、すなわち、複製ラッカー層及びカラーラッカー層、が重なるフィルムのエリアにおいて、減法混色により、さらなるカラーインプレッションを生じることができる。例えば、シアン−ブルーとイエローのカラー層の重なりは、グリーンのカラーインプレッションを生じ、イエローとマゼンタ−レッドのカラー層の重なりは、オレンジのカラーインプレッションを生じる。

複製ラッカー層は、例えば、以下の組成（g）のラッカーから形成される。
12000 メチルエチルケトン
1000 ジアセトンアルコール
1500 メチル・メタクリレート基アクリルポリマー
（略150,000−200,000 au（＝原子単位）の分子量）
2750 35%のエタノール含有量の変性エタノールで湿らされたセルロースナイトレート
500 イソホロンジイソシアネート基のポリイソシアネート

反射層は、金属層として、アルミニウム、クロム、ニッケル、銅、銀、金または金属合金等の金属を含む、特に真空蒸着またはスパッタ蒸着された金属層として形成されることが好ましい。また、HRI（高屈折率）層またはHRI層の配列が、反射層の働きをしてもよい。また、反射層は、金属染料の印刷により形成することもできる。反射層の厚みは、好ましくは5から100 nm、より好ましくは10から50 nmである。反射層は、全表面に亘り、または、部分的に形成することができる。後者の場合、反射層は、格子またはパターンの形態、例えば、カラーラッカー層及び／またはレリーフ構造のパターンまたは格子に適合するパターンの形態で、デザイン可能である。

反射層は、金属染料を部分的に印刷することにより、部分的に形成することができる。ステップｃ）の代わりに、全表面に亘って形成された反射層が、好ましくは脱金属化プロセスにより、再び部分的に除去されてもよい。例えば、このために、エッチングレジストが部分的に印刷され、露光された金属エリアがエッチング除去されてもよい。反射層の適用前に、部分的にリフトオフラッカーを印刷し、反射層の適用後に、重なった反射層と共に洗い流されてもよい。フォトマスク及びフォトラッカーでの脱金属化も可能である。さらなる脱金属化プロセスは、厚みが変化する金属層を含み、蒸着の間に、深度−幅比率が変化する構造をもたらす。この点に関しては、特許文献１を参照されたい。

カラーラッカー層のパターン、または、格子は、例えば、個々のライン状のエレメントにより作られる、直線、波状、または円形のライン格子として形成することができる。カラーラッカーは、一直線状に印刷されてもよく、ラインは曲がってもよい。この一例は、円形のライン格子であり、入れ子状態の円が印刷される。これは、着色されたエリアが明確に規定された外部エッジを有するという利点を有する。

パターンまたは格子は、例えば、ドット、正方形、矩形、菱形、文字、ロゴ、またはシンボル、ハーフトーンイメージの格子において自己標準化または周波数変調された配置により形成される格子イメージ等の幾何学的な個々のエレメント、個々の格子エレメント、特に、格子点、または同様のパターン、から成るパターンとして形成することができる。カラーラッカー層は、ドット格子、またはクラスター格子として形成することができ、カラーラッカーは、“色の島”の形態で実質的に印刷され、その分布は、均一でも、いわゆる“誤差拡散”によりランダムでもよい。また、カラーラッカー層は、幾つかのカラーから作られてもよく、各カラーは、好ましくは、連続する印刷プロセスにより、適用されることが好ましい。各カラーそれぞれを、上述した格子に適用することができ、これにより、マルチカラーの格子イメージを形成することができる。例えば、既知の四つのカラー印刷法において、カラーCMYK（C＝シアン、M＝マゼンタ、Y＝イエロー、K（＝key）＝ブラック）を用いて、トゥルーカラーのイメージを形成することができる。特定のトゥルーカラーのイメージを形成するためには、三つの成分CMY、または、二つの成分、例えばCM、でも十分であることが、検証で判明している。同様に、四つを超えるカラー成分、例えば、シアン、マゼンタ、イエロー、グリーン、オレンジ、ブラックのカラーを用いるPantone Hexachrome（登録商標）−システムにおけるような六つのカラー成分、の利用も可能である。代わりに、カラーイメージを形成するために、例えばPantone（登録商標）−カラーシステムまたはHKS−カラーシステムからの、いわゆる混合カラーまたはスポットカラーを用いることもできる。

下面のレリーフ構造の回折性のデザインに比べて、カラーラッカー格子が、モアレ効果を生じないようにデザインされている場合が好ましい。これは、例えば、カラーラッカー格子とレリーフ構造とが、同じデザインを有さず、異なるデザインを有することを意味する。すなわち、デザインが同じ場合、合わせ公差と位置ずれにより、好ましくないモアレ効果が生じる。

カラーラッカー層の隣り合うパターンまたは格子エレメントが、略250から300 μm以下、好ましくは、裸眼の解像能力以下の相互の距離を有することから、観察者は、格子化された、または、パターン化されたカラーラッカー層のエリアにおいて、その格子またはパターンの配置に関わらず、連続するカラー表面としてフィルムを見る。隣り合うパターンまたは格子エレメントの相互の距離の下限（50から250 μm、さらに好ましくは70から200 μmの範囲）は、カラーラッカーを適用するために用いられる印刷技術、特に、グラビア印刷により、制限される。

パターンまたは格子エレメントのラインの幅、ドットの直径または個々のエレメントの直径が、略250から300 μm以下、好ましくは、裸眼の解像能力以下である場合、レリーフ構造の回折効果は、回折効果を減衰し、または破壊する、カラーラッカー層による重ね合わせ印刷にもかかわらず、観察者には連続して非断続的に見える。格子エレメントの最大範囲は、50から250 μm、さらに好ましくは70から200 μmの範囲であることが好ましい。

好ましい実施形態では、カラーラッカー層は、0.1から6 μm、好ましくは0.2から4 μmの範囲の厚みを有する。カラーラッカー層は、好ましくはグラビア印刷、シルクスクリーン印刷、またはフレキソ印刷を用いて印刷される場合が有利である。カラーラッカー層の層厚が小さい程、レリーフ構造を充填するために利用可能なカラーラッカーは少なく、レリーフ構造は、カラーラッカー層のレリーフ構造から離れた側に、より良好に保存されて残り、従って、光学的に効果的である。

カラーラッカーは、最大25 重量%、特に、最大20 重量%の着色材、すなわち、色素及び／または染料と、少なくとも75 重量%、特に80 重量%の結合剤、特に、芳香族結合剤とから成ることが好ましい。

色素を備えるカラーラッカーの組成は、複製層を侵食せず、エッチングせず、分解しないように、特に形成され、その結果、レリーフ構造は、変化しない。従って、少なくとも一つのカラーラッカー層を形成するための組成は、複製ラッカー層に形成される回折性のレリーフ構造を破壊せず、鈍らせず、損なわない。レリーフ構造の輪郭は、変化しない。少なくとも一つのカラーラッカー層が、回折性のレリーフ構造が成形される固化された複製ラッカー層に形成される。

カラーラッカー層を形成するための組成が、以下の組成の着色されたカラーラッカーから形成される場合が好ましい。
0-50 重量% 水
1-15 重量% イソプロパノール
1-25 重量% カラー色素、特にMikrolith（登録商標）WA 分散剤
0.1-2 重量% アンモニア溶液（25%）
0.05-1重量% 消泡剤
25-90 重量% アルカリ性アクリレート分散剤（ポリアクリル酸共重合体）
0.1-1 重量% アジリジン硬化剤

ポリマー分散剤、及び／または、ポリマー乳化剤、及び／または、ポリマー溶液は、ここでは、特に、フィルム形成材料として働く。アクリレート重合体乳化剤、アクリレート共重合体乳化剤、または、アニオン性アクリレート共重合体乳化剤が、重合体乳化剤として用いられる場合、価値あることが判明している。さらに、ポリアクリル酸が重合体乳化剤として用いられる場合、価値あることが判明している。

カラーラッカー層を形成するための組成が、以下の組成（g）の着色されたカラーラッカーから形成される場合が好ましい。
エタノール 3500
エチルアセテート 3500
n-ブタノール 400
SMA樹脂（略200,000auの分子量、酸価略250） 1000
アルコール可溶性硝酸セルロース（スタンダード30 A） 100
錯塩染料オレンジ 95
錯塩染料イエロー 40

カラーラッカーの粘度は、格子での配置により事前に決定されるカラーラッカー層の限界を超えるカラーラッカーの好ましくない流出が生じないように、カラーラッカー層の層厚及びレリーフ構造の形状に合わせられる。カラーラッカーは、チキソトロピー効果を示すことが好ましく、すなわち、レリーフ構造に印刷された後は、流出が生じず、または、ほとんど生じない。

本発明の好ましい実施形態によれば、前記レリーフ構造の表面と前記カラーラッカー層との重なりは、前記レリーフ構造の表面全体の5から95%の範囲、好ましくは、25から75%の範囲、さらに好ましくは、45から55%の範囲にある。言い換えれば、レリーフ構造の表面全体の5から95%、好ましくは、25から75%、さらに好ましくは、45から55%が、カラーラッカー層により覆われていることが好ましい。回折効果及びカラーラッカー層の同時認識性に関する最良の結果は、50%の範囲の表面の重なりで達成されることが判明している。

レリーフ構造の表面とカラーラッカー層との重なりの低減により生じるカラーインプレッションの低下は、カラーラッカーの色調の変更により、すなわち、ラッカーのより強い着色により、すなわち、より高い彩度及び／またはより暗いカラーにより、ある程度補正可能である。この結果、製造プロセスの好ましい実施形態では、カラーラッカー層を形成するために用いられるカラーラッカーは、レリーフ構造の表面とカラーラッカー層との重なりが少ない場合は、より強く着色される。

あらゆる回折性の表面構造、例えば、非対称鋸歯構造（ブレーズ構造）、キノフォルム構造、交差格子構造、等方性または異方性マット構造、自由形状エレメント、キネグラム（登録商標）、または、これらのレリーフ形状の組み合わせが、レリーフ構造としての役目を果たす。レリーフ構造の輪郭形状は、半円筒状、半球状、台形、または矩形であってもよい。好ましい実施形態では、前記レリーフ構造の深度は、50から2000 nm、好ましくは100から500 nmの範囲にある。深度とは、レリーフ構造の“山と谷”の間の最大の高さの差異を意味する。線形の鋸歯構造の場合、深度は、歯の高さと同じである。

好ましい実施形態では、前記レリーフ構造は、100から1000 ライン/mm、好ましくは、100から500 ライン/mmの範囲のラインの周波数を備えた、ライン状の構造である。ライン状の構造の格子定数、すなわち、隣り合う山または隣り合う谷の距離が小さいほど、このライン状の構造のレリーフは、より直ぐに、重ね合わせ印刷されたカラーラッカー層により、充填または埋められる。カラーラッカー層の層厚は、レリーフ構造のライン周波数に合わせられ、その結果、所望の結果が達成される。より厚いカラーラッカー層は、特に、より粗い構造、すなわち、より低いライン周波数を備える構造と共に用いることができる。より薄いラッカー層は、特により細かい構造、すなわち、より高いライン周波数を備える構造と共に用いることができる。

本発明の好ましい実施形態によれば、前記複製ラッカー層及び前記カラーラッカー層は、少なくとも0.1、特に少なくとも0.2値が異なる屈折率を有する。本発明のこの好ましい実施形態は、レリーフ構造の回折効果が、複製ラッカー層とカラーラッカー層の非常に類似する屈折率により破壊可能であり、屈折率が最も大きく異なる複製ラッカー及びカラーラッカーの選択により、抑制され、または少なくとも低減される、という知識を用いる。

色素の大部分は、ラッカー結合剤とは異なる屈折率を有し、これにより、着色されたラッカーは、着色されないラッカーのものとは異なる屈折率を全体的に有し、カラーラッカーにおける色素の比率は、複製ラッカー層の屈折率と所望の差異で異なるカラーラッカー層全体の屈折率を設定することができる。

本発明の好ましい実施形態によれば、レリーフ構造とカラーラッカー層との重なり、カラーラッカー層の厚み、レリーフ構造の深度及び周波数、複製ラッカー層及びカラーラッカー層の屈折率は、所望の光学効果がもたらされるように、互いに合わせられ、組み合わせられる。以下の経験則に留意されたい。
・表面とカラーラッカー層との重なりが少ないほど、“充填されない”レリーフ構造の表面が大きくなり、その結果、回折効果がより明白になる。
・カラーラッカー層の厚みが小さいほど、レリーフ構造はカラー層により充填されず、その結果、回折効果がより明白になる。
・レリーフ構造の深度が大きいほど、及び、レリーフエレメント間の距離が大きいほど、カラーラッカーによるレリーフ構造の充填は少なく、その結果、レリ−フ構造の光学効果がより明白になる。
・複製ラッカー層とカラーラッカー層との間の屈折率の差異が大きいほど、複製ラッカーとカラーラッカーとの境界面での反射が強くなり、その結果、回折効果がより明白になる。

補正には、逆の性質が利用可能である。例えば、カラーラッカーで重ね合わせ印刷されたレリーフ構造のエリアにおける回折効果の可視性は、略0.2の相対的に大きい屈折率の差異により、増大する。その結果、対照的に、カラーラッカーによる表面の重なりは、回折効果の可視性の全体的な低下を伴わずに、多少増やすことができる。

好ましい実施形態では、該フィルムは、前記複製ラッカー層の第二の面の側に、保護ラッカー層を有し、その下に配置される、複製ラッカー層、カラーラッカー層、及び反射層等の層を、機械的及び化学的作用から保護する。これは、単一のラッカー層でも、互いに重なる複数のラッカー層であってもよい。各保護ラッカー層は、1から5 μmの厚みを有する。

このような保護ラッカー層は、例えば、以下の組成（g）のラッカーから形成することができる。
メチルエチルケトン 4000
ブタノール 300
メチルメタクリレート基アクリルポリマー（分子量略250,000−300,000 au） 1500

好ましい実施形態では、該フィルムは、前記複製ラッカー層の前記第一の面の側に、前記複製ラッカー層と、前記カラーラッカー層と、前記反射層とをカバーする、接着層を有する。この接着層は、ステップｃ）後の製造ステップにおいて、複製ラッカー層の第一の面の側に印刷することができる。

この接着層により、フィルムの全配列が、基板、例えばセキュリティペーパー、特に紙幣用紙、有価ドキュメント、製品の表面または製品のパッケージ、にしっかりと固定され、その結果、フィルムを剥離する試みは、フィルムの破壊をもたらす。接着層は、1から10 μmの層厚を有する。接着層が熱的に活性化される接着剤である場合、フィルムエレメントは、ホットスタンププロセスで、基板に添付可能である。

また、フィルムは、セキュリティエレメントの製造プロセスで用いられるような、転写フィルムの一部であってもよい。転写フィルムは、キャリアフィルムと、該キャリアフィルムから剥離可能な、請求項１から１１のいずれか１項に記載の、転写層の形態のフィルムと、を有する。この場合、転写層の層構造が、キャリアフィルム上に準備され、続いて、ホットスタンププロセスにおいて、セキュリティペーパー、または、紙幣、身分証等の有価ドキュメント上に、所望の外形輪郭で転写される。キャリアフィルムは、ごく一般的に、印刷可能な巻き取り紙形状の材料、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリビニルアセテート、ポリアミド、ポリエステル、ポリエチレン・テレフタレート、または類似する物質で作られる、プラスティックフィルムである。キャリアフィルムの厚みは、好ましくは6から250 μm、より好ましくは10から50 μmである。キャリアフィルムからの転写層の剥離性は、キャリアフィルムと転写層との間に配置される剥離層により達成可能である。剥離層は、例えば、蝋成分を含む層であり、好ましくは0.01から0.5 μmの層厚を有する。

また、フィルムは、さらに、薄層構造、印刷イメージ等としてのセキュリティ特性を有することができる。フィルムが、セキュリティペーパーまたは有価ドキュメントの表面に、セキュリティエレメントの形態で配置される場合、フィルムは、例えば、円形、楕円形、星形、矩形、台形または帯形状の輪郭等の、あらゆる輪郭構造を有することができる。

好ましい実施形態によれば、セキュリティエレメントの形態でフィルムが適用されるセキュリティペーパーまたは有価ドキュメントは、連続的な開口または透明なエリアを有する。ここで、セキュリティエレメントは、開口または透明なエリアの領域に配置され、特に両面で、その領域から突出する。この場合、セキュリティエレメントは、表側及び裏側から確認可能である。反射層が裏側から確認可能であるように、接着層は、できる限り透明である場合が、特に有利である。セキュリティエレメントの両側からの観察の可能性により、セキュリティエレメントは、裏側のものとは異なる表側のデザインを有することが、一般に認められている。表側では、反射層は、部分的にカラーラッカー層でカバーされており、その結果、セキュリティエレメントは、２色で形成されている。裏側では、カラーラッカー層は、全表面に亘って、または、部分的に、反射層で覆われ、その結果、セキュリティエレメントの裏側では、異なる光学インプレッションが生じる。これは、特に人目を引き、刺激的なセキュリティエレメントの特性を表す。

好ましい実施形態によれば、該プロセスは、好ましくは圧力シリンダーを用い、ロール・トゥ・ロール、すなわち、連続するプロセスで行われ、これにより、フィルムまたは転写フィルムの連続する個々の層が、キャリアフィルムに適用される。フィルムの個々の層、特に前記カラーラッカー層は、好ましくはグラビア印刷、シルクスクリーン印刷、またはフレキソ印刷を用いて印刷可能である。

好ましい実施形態によれば、まず、複製ラッカー層が、レリーフ構造が複製ラッカー層に形成される前に、キャリアフィルムに印刷される。レリーフ構造は、熱複製プロセスにおいて、レリーフを複製ラッカー層にスタンプする加熱された複製ローラーにより、形成することができる。随意で、複製ラッカー層が印刷される前に、剥離層がキャリアフィルム上に印刷されてもよい。

例えば、回折性のレリーフ構造の熱複製を伴う本発明によるプロセスにおいては、フィルムの非線形歪みが発生し得るが、これは、カラーラッカーが適用される前に生じる。これにより、要求される合わせ誤差を維持することは、比較的容易であり、これは、カラーラッカー印刷、特に、グラビア印刷、シルクスクリーン印刷、またはフレキソグラフ印刷では、熱がフィルムにほとんど作用しないことによる。フィルムの非線形歪みは、カラーラッカーを印刷する前に、センサーにより計測または記録可能であり、プリンターローラーまたは他のエレメントを調整することにより、随意で、補正可能である。例えば、フィルムの角度歪みは、このようにして、補正可能である。

好ましい実施形態では、カラーラッカー層は、好ましくは印刷プロセスにより、前記レリーフ構造に対して、合わせ配置される。合わせ公差とも呼ばれる合わせ精度は、100から1000 μm、好ましくは200から600 μmの範囲であることが好ましい。有価ドキュメントの分野におけるセキュリティアプリケーションでは、最大1mmの合わせ公差が、不可欠である。合わせ公差が、光学的に検出可能な合わせマークにより調節される場合が、有利であることが判明している。第一のテップにおいて、これらの合わせマークは、例えば印刷またはスタンプにより、供給ロールから引き出されたキャリアフィルムに適用可能であり、さらなる製造ステップの間、基準点として常時機能することができる。

このようにして、回折性のレリーフ構造の熱複製により生じる複製ラッカー層の歪みは、キャリアフィルムに配置された合わせマークの光学的検出により認識可能であり、印刷ロールまたは運搬装置のエレメントの補正調整により、補正可能である。

反射層の上にある、保護ラッカー層＋複製ラッカー層＋カラーラッカー層の全体の透明度は、380から780 nmに波長範囲において、入射する可視光の50%、特に80%であることが好ましい。

本発明は、添付図面を用い、幾つかの実施形態を参照して、以下に説明される。図示内容は概略化され、実際の割合や比率とは一致していない。

本発明による有価ドキュメントである。 本発明によるフィルムのラインII−IIに沿う断面である。 比較的薄いラッカー層を備える本発明によるフィルムの層構造の詳細である。 比較的厚いラッカー層を備える本発明によるフィルムの層構造の詳細である。 本発明による転写フィルムの断面である。 四つの異なるエリアを備える本発明によるフィルムの断面である。 ライン格子の形態のカラーラッカー層を備えるレリーフ構造の上面図である。 ドット格子の形態のカラーラッカー層を備えるレリーフ構造の上面図である。

図１は、本発明による有価ドキュメントの上面図を示す。図例は、紙幣１０であり、紙幣１０の前面に、額面詳細とさらなる印象が備えられている。また、額面詳細の下方に、紙幣用紙の表面に貼られた、矩形のセキュリティエレメント１を有する。

図１に示すセキュリティエレメント１は、例えば表面ホログラムの形態の回折性のレリーフ構造を備える複製ラッカー層と、透明なカラーラッカー層と、金属の反射層と、を有する、フィルムエレメントである。

図２は、図１におけるラインII−IIに沿うセキュリティエレメント１の断面を示す。紙幣１０の用紙に面する側に回折性のレリーフ構造３が成形されている、複製ラッカー層２が、確認できる。これは、非対称の鋸歯パターンの形態の、ライン状の構造である。このライン状の構造の好ましい深度、すなわち、谷とピークとの間の差異は、約300nmである。

透明なカラーラッカー層４が、部分的にのみ、レリーフ構造３上に直接配置されている。レリーフ構造３全体は、カラーラッカー層４と共に、真空蒸着またはスパッタ蒸着により適用された、金属の反射層５によってカバーされている。例えば、40nmの蒸着アルミニウム層が含まれる。

金属の反射層５は、カラーラッカー層４をカバーし、その反射効果の結果として、フィルムエレメント１の回折性の光学効果の可視性を改善する。紙幣１０の用紙から離れる複製ラッカー層２の面には、透明な、または、半透明な、保護ラッカー層９が印刷され、その下に配置される層２、４、５を、機械的及び化学的作用から保護する。層２、４、５、９の配列全体は、接着層６により、紙幣１０の用紙にしっかりと結合されるため、フィルムエレメント１を剥離する試みは、用紙の破壊をもたらす。

観察者は、保護ラッカー層９、複製ラッカー層２、及び、カラーラッカー層４のエリアを通り、反射層５に至る光の反射で、セキュリティエレメント１を観察する。反射層５に達する光の大部分は、反射層５において、その反射性により反射され、フィルムエレメント１の層４、２、９を、反対方向に通過する。観察者の眼に入る光は、一方ではカラーラッカー層４を備えるエリアからの第一の部分と、他方ではカラーラッカー層４を備えないエリアからの第二の部分とを含む。光の第一の部分は、カラーラッカー層４によるカラー成分を含む。光の第二の部分は、それが通過した保護ラッカー層９及び複製層２によるカラー成分を含むが、カラーラッカー層４からのカラー成分は含まない。

図３は、図２において特定されるフィルム１の部位１１のエリアにおける、透明なカラーラッカー層４の第一の実施形態を示す。カラーラッカー層４は、回折性のレリーフ構造３に非常に薄く適用されるため、レリーフ構造３の谷は、部分的にのみ塞がれる。レリーフ構造３から離れるカラーラッカー層４の面では、カラーラッカー層４は、レリーフ周波数３１や、また実質的にレリーフ深度３０等の、レリーフ構造３の特徴を有する。カラーラッカー層４のそのような実施形態に対して、レリーフ構造３の深度及び周波数３１は、カラーラッカー層４の厚みに適合される。例えば、レリーフ深度は、約300 nmであり、一方、カラーラッカー層は、約200 nmの厚みを有する。

同様に、図４は、図２において特定されるフィルム１の部位１１のエリアにおける、透明なカラーラッカー層４の第二の実施形態を示す。カラーラッカー層４は、回折性のレリーフ構造３に非常に厚く適用されるため、レリーフ構造３の谷は、完全に塞がれる。レリーフ構造３が完全に塞がれているため、レリーフ構造３から離れるカラーラッカー層４の面では、レリーフ周波数３１は低く、レリーフ深度３０は、もはや全く認識され得ない。例えば、レリーフ深度３０は、約300 nmであり、一方、カラーラッカー層は、約3000 nmの厚みを有する。

図５は、キャリア層７と転写層１とを含み、それらの間に剥離層８が配置される、本発明による転写フィルム５０の断面を示す。転写層１は、図２に示すフィルム１と同様に形成され、剥離層８に直接隣接する保護ラッカー層９と、複製ラッカー層２と、部分的なカラーラッカー層４と、反射層５と、接着層６とを、この配列で含む。

転写層５０は、熱作用下で、基板上にプリントされ、その結果、接着層６が活性化され、基板に接合する。続いて、キャリアフィルム７が、転写フィルム１から剥離され、転写フィルムがセキュリティエレメントとして基板上に残る。

図６は、図２に示すフィルムと同様の、本発明によるフィルム１の断面を示す。図６は、カラーラッカー層４及び反射層５の形成に対する四つの異なる可能性を示す。

第一のエリア６１では、カラーラッカー層４及び反射層５は存在せず、その結果、接着層６がレリーフ構造３に直接隣接する。多くの場合、通常の接着層は、通常の複製ラッカー層に非常に近い屈折率を有し、特に、その差異は、0.1未満である。その結果、第一のエリア６１では、レリーフ構造３の光学的効果は、直接隣接する接着層６により、なくすことができる。

第二のエリア６２では、レリーフ構造３に直接配置される反射層５のみが形成される。接着層６は、複製ラッカー層２から離れる反射層５の面に配置される。

第三のエリア６３は、カラーラッカー層４及び反射層５が重なる実施形態を示す。反射層５は、カラーラッカー層４が適用された後に適用されるので、この場合、カラーラッカー層４は、複製ラッカー層２と反射層５との間に配置される。これにより、カラーラッカー層４は、複製層２に対向する側で、反射層５を着色する。接着層６は、反射層５のカラーラッカー層４から離れる面に配置される。従って、反射層５は、接着層６に対向する面では、カラーラッカー層４により着色されない。

第四のエリア６４は、複製層２に直接隣接するカラーラッカー層４のみが存在する場合を示す。接着層６は、カラーラッカー層４の複製ラッカー層２から離れる面に配置される。好ましい実施形態では、基板上の層９、２、４、６全てが、第四のエリア６４において透明であるため、着色され透明なカラーラッカー層４は、接着層に隣接する基板を実質的に着色し、または、基板の既存の色に重ね合される。

図７は、ライン状の構造７１、例えば非対称鋸歯構造、の形態でデザインされた、回折性のレリーフ構造３の上面図を示す。個々のライン状のエレメント７１は、互いに、距離７２の間隔である。ここで、カラーラッカー層が、幅７３及び互いの距離７４を備えた帯４０の形態で、レリーフ構造３に印刷される。ライン状の構造３の幅７３及び距離７４の好ましい値は、150から200 μmの範囲にある。本実施例では、カラーラッカーエレメント４０の帯の幅７３及び距離７４双方は、それらが、レリーフ構造３のライン状のエレメント７１を１２本それぞれ含むように設定される。レリーフ構造の周波数、すなわち、隣り合うライン状のエレメント７１間の距離７２を、略10 μm辺りと仮定すると、幅７３及び距離７４の双方は、それぞれ略120 μmである。

図８は、図７におけるものと同様の回折性のレリーフ構造３の上面図を示す。図７に示す実施形態とは対照的に、図８に示すカラーラッカー層は、ドット格子４０の形態を有する。この場合も、カラーラッカー層の個々のエレメント４０の幅７３、及び、カラーラッカー層の個々のエレメントの互いの距離７４が、規定される。直径７３及び距離７４は、好ましくは、人間の裸眼の解像能力以下であるように選択される。こうして、個々のエレメント４０から形成されるカラーラッカー層は、観察者には、連続したカラー層のように見える。

裸眼の解像能力は、特に、個々のカラーラッカー層４０とそれらの間に見える反射層との間のコントラストに依存する。個々のカラーラッカー層のエレメントと、隣り合う可視反射層との間の、輝度コントラストが小さい程、観察者は、これらの二つの異なる層自体を認識すること、すなわち、光学的にそれらを分離することが難しい。カラーラッカー層が、例えば、黄色に着色され、反射層が、銀色の外見のアルミニウム層として形成される場合、それらの二つの層の間の輝度コントラストは、相対的に小さく、連続するカラーラッカー層の印象を強める。

カラーラッカー層をプリントする際、ライン状の構造７１は、カラーラッカーに、ライン７１方向の毛管効果を働かせ、その結果、ライン７１に沿って、カラーラッカーエレメントが、線７１の方向に対して、15から35%の範囲で拡大されることを留意されたい。図８のドットエレメント４０に適用されると、図８に示すように、点形状４０は、楕円形の形状８０となる。

１ フィルム
２ 複製ラッカー層
３ レリ−フ構造
４ カラーラッカー層
５ 反射層
６ 接着層
７ キャリアフィルム
８ 剥離層
９ 保護ラッカー層
１０ 有価ドキュメント
１１ 部位
２１ 複製ラッカー層の第一の面
３０ レリーフ構造の深度
３１ レリーフ構造の周波数
４０ パターンまたは格子エレメント
５０ 転写フィルム
６１ 第一のエリア
６２ 第二のエリア
６３ 第三のエリア
６４ 第四のエリア
７１ ライン状の構造
７３ ラインの幅、ドットまたは個々のエレメントの直径
７４ 距離
８０ 楕円形

US 5,714,231 A DE 4313521 A DE-B4-102005006231

Claims (14)

1. 光透過性の複製ラッカー層（２）であり、該複製ラッカー層（２）の第一の面（２１）の側に回折性のレリーフ構造（３）が備えられる複製ラッカー層と、部分的にのみ形成され、前記レリーフ構造（３）に配置される、光透過性のカラーラッカー層（４）と、少なくとも部分的に形成され、前記複製ラッカー層（２）の前記第一の面（２１）の側に配置される反射層（５）と、を含むフィルム（１）であって、前記カラーラッカー層（４）と前記反射層（５）とが重なる該フィルム（１）のエリア（６３）において、前記カラーラッカー層（４）が、前記複製ラッカー層（２）と前記反射層（５）との間に配置され、
   前記カラーラッカー層（４）が、パターンで、または、格子として、形成され、
   ｉ）前記カラーラッカー層（４）の隣り合うパターンまたは格子エレメント（４０）が、50から250 μm、好ましくは70から200 μmの範囲にある相互の距離（７４）を有し、及び／または、
   ｉｉ）前記パターンまたは格子エレメント（４０）のラインの幅、ドットの直径または個々のエレメントの直径（７３）が、50から250 μm、好ましくは70から200 μmの範囲にあり、
   前記カラーラッカー層（４）が、0.1から6 μm、好ましくは0.2から4 μmの範囲の厚みを有し、
   前記レリーフ構造（３）の表面と前記カラーラッカー層（４）との重なりが、前記レリーフ構造（３）の表面全体の5から95%の範囲にあり、
   前記レリーフ構造（３）の深度（３０）が、50から1000 nmの範囲にあること、
   を特徴とするフィルム。
2. 前記レリーフ構造（３）が、100から1000 ライン/mm、好ましくは、100から500 ライン/mmの範囲のラインの周波数（３１）を備えた、ライン状の構造（７１）であること、
   を特徴とする請求項１に記載のフィルム（１）。
3. 前記複製ラッカー層（２）及び前記カラーラッカー層（４）が、少なくとも0.1値が異なる屈折率を有すること、
   を特徴とする請求項１または２に記載のフィルム（１）。
4. 該フィルム（１）が、前記複製ラッカー層（２）の第二の面の側に、保護ラッカー層（９）を有すること、
   を特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のフィルム（１）。
5. 該フィルム（１）が、前記複製ラッカー層（２）の前記第一の面（２１）の側に、前記複製ラッカー層（２）と、前記カラーラッカー層（４）と、前記反射層（５）とをカバーする、接着層（６）を有すること、
   を特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のフィルム（１）。
6. 請求項１から５のいずれか１項に記載の、セキュリティエレメントの形態のフィルム（１）を、少なくとも一つ有する、
   有価ドキュメント（１０）を製造するためのセキュリティペーパー。
7. 請求項１から５のいずれか１項に記載の、セキュリティエレメントの形態のフィルム（１）を、少なくとも一つ有する、紙幣、身分証等の有価ドキュメント（１０）。
8. キャリアフィルム（７）と、該キャリアフィルム（７）から剥離可能な、請求項１から５のいずれか１項に記載の、転写層の形態のフィルム（１）と、を有する、セキュリティエレメントを製造するための転写フィルム（５０）。
9. 前記キャリアフィルム（７）と前記転写層（１）との間に剥離層（８）が配置されること、
   を特徴とする請求項８に記載の転写フィルム（５０）。
10. ａ）回折性のレリーフ構造（３）が、光透過性の複製ラッカー層（２）の第一の面（２１）の側に形成され、
    ｂ）ステップａ）の後に、光透過性のカラーラッカー層（４）が、部分的にのみ、前記レリーフ構造（３）に適用され、その結果、前記カラーラッカー層（４）が、パターンで、または、格子として、形成され、
    ｉ）前記カラーラッカー層（４）の隣り合うパターンまたは格子エレメント（４０）が、50から250 μm、好ましくは70から200 μmの範囲にある相互の距離（７４）を有し、及び／または、
    ｉｉ）前記パターンまたは格子エレメント（４０）のラインの幅、ドットの直径または個々のエレメントの直径（７３）が、50から250 μm、好ましくは70から200 μmの範囲にあり、
    ｃ）ステップｂ）の後に、好ましくは金属層の形態の反射層（５）が、前記複製ラッカー層（２）の前記第一の面（２１）の側に、少なくとも部分的に適用される製造プロセスであって、
    前記カラーラッカー層（４）を形成するために用いられるカラーラッカーが、前記レリーフ構造（３）の表面と前記カラーラッカー層（４）との重なりが少ない場合、より強く着色されること、
    を特徴とする製造プロセス。
11. 該プロセスが、ロール・トゥ・ロールプロセスを行い、及び／または、
    前記カラーラッカー層（４）が、好ましくはグラビア印刷、シルクスクリーン印刷、またはフレキソ印刷を用いて印刷されること、
    を特徴とする請求項１０に記載のプロセス。
12. 前記カラーラッカー層（４）が、前記レリーフ構造（３）に対して、100から1000 μm、好ましくは200から600 μmの範囲の合わせ公差で、合わせ配置されること、
    を特徴とする請求項１０または１１に記載のプロセス。
13. 前記複製ラッカー層（２）が、ステップａ）の前に、キャリアフィルム（７）に印刷され、好ましくは、
    前記回折性のレリーフ構造（３）の熱複製により生じる前記複製ラッカー層（２）の歪みが、前記キャリアフィルム（７）に配置された合わせマークの光学的検出により認識され、印刷ロールまたは運搬装置のエレメントの調整により、補正されること、
    を特徴とする請求項１０から１２のいずれか１項に記載のプロセス。
14. ステップｃ）において、前記反射層（５）が、好ましくは脱金属化プロセスにより、部分的に除去されること、
    を特徴とする請求項１０から１３のいずれか１項に記載のプロセス。

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