PL202500B1

PL202500B1 - Folia dekoracyjna i sposób zaopatrywania folii dekoracyjnej w napisy

Info

Publication number: PL202500B1
Application number: PL362283A
Authority: PL
Inventors: René Staub; Wayne Robert Tompkin
Original assignee: Ovd Kinegram Ag
Priority date: 2000-12-22
Filing date: 2001-12-18
Publication date: 2009-06-30
Also published as: PL362283A1; DK1343639T3; ES2269304T3; ATE333382T1; US20040076802A1; TW536487B; CZ298454B6; PT1343639E; DE50110510D1; DE10064616A1; EP1343639A1; WO2002051646A1; CZ20031705A3; US7078090B2; JP2004525785A; DE10064616C2; EP1343639B1

Abstract

Folia dekoracyjna ma posta c kompozytu war- stwowego (1) i zawiera co najmniej jedn a przezroczy- st a foli e bazow a (2), przezroczyst a warstw e wierzch- ni a (4) i umieszczon a pomi edzy foli a bazow a (2) i warstw a wierzchni a (4), przezroczyst a warstw e die- lektryczn a (3). Je zeli folia dekoracyjna s lu zy jako folia do laminowania na pod lo zu (5), wówczas material warstwy wierzchniej (4) stanowi klej. Pomi edzy war- stw a dielektryczn a (3) i warstw a wierzchni a (4) umieszczona jest co najmniej na cz esci powierzchni, odbijaj aca promienie warstwa metaliczna (6), opcjo- nalnie tak ze na zwróconej ku folii bazowej (2) stronie warstwy dielektrycznej (3) mo ze by c umieszczona pow loka metaliczna (11). Ukazywane przez foli e dekoracyjn a, ogólnie informacje wytwarza si e za pomoc a modulacji grubo sci (s) warstwy dielektrycz- nej (3). Miejsca przezroczyste (7) tworz a informacje indywidualne, przy czym miejsca przezroczyste (7) wytwarza si e przy u zyciu wi azki laserowej (19) po- przez perforowanie warstwy metalicznej (6; 11). Poza laminowaniem folia dekoracyjna nadaje si e do stosowania równie z jako folia opakowaniowa. PL PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest folia dekoracyjna i sposób zaopatrywania folii dekoracyjnej w napisy.

Ze stanu techniki znane są folie dekoracyjne ze strukturą warstwową, złożoną co najmniej z przezroczystej folii bazowej, przezroczystej warstwy wierzchniej i umieszczonej pomię dzy przezroczystą folią bazową oraz przezroczystą warstwą wierzchnią, przezroczystej warstwy dielektrycznej. Folie dekoracyjne tego rodzaju stosuje się do zabezpieczania i ochrony napisów, fotografii i innych wskaźników na dokumentach, jak paszporty, karty identyfikacyjne, karty kredytowe, banknoty i inne, lub do pakowania przedmiotów wartościowych.

W amerykań skim opisie patentowym nr US 5,331,443 opisany jest sposób, w jaki ś wież o wytł oczona struktura reliefowa, pokryta warstwą odblaskową, jest indywidualizowana przez napis. Warstwę odblaskową usuwa się lokalnie za pomocą promieni laserowych, a następnie pokrywa warstwą kleju. Wada tego sposobu polega na tym, że indywidualny napis trzeba umieścić przed zakończeniem wytwarzania struktury warstwowej poprzez naniesienie warstwy kleju.

Znane jest również rozwiązanie (US 2,590,906), w którym pokryty metalem dielektryk tworzy filtr interferencyjny, który w świetle dziennym odbija połyskujące barwy interferencyjne. W amerykańskim opisie patentowym nr US 3 858 977 przedstawiona jest przydatność wielowarstwowych filtrów interferencyjnych jako cechy potwierdzającej oryginalność dokumentów. Według amerykańskiego opisu patentowego nr US 3,338,730 strukturyzowane powierzchnie, na których światło dzienne nie ulega ugięciu, pokrywa się takimi filtrami interferencyjnymi, aby uzyskać atrakcyjny materiał opakowaniowy, połyskujący barwami interferencyjnymi.

W międzynarodowym opisie patentowym nr WO 98/19869 przedstawiony jest sposób perforowania dokumentów za pomocą wiązki światła laserowego. Gęstość wykonanych w dokumencie otworów i ich średnice są określone przez wzór na szablonie. W tym celu czujnik optyczny odczytuje szablon i przekształca widoczne odcienie szarości w szablonie w gęstość i średnice wypalonych otworów. W ten sposób można sporządzać obrazy, portrety lub układy czcionek, widoczne w świetle przechodzącym i praktycznie niemożliwe do podrobienia. Zastosowania tego sposobu są opisane w artykule Application of laser technology to introduce security features on security documents in order to reduce counterfeiting autorstwa W. Hospela w Proceedings of SPIE, tom 3314, 28-30 stycznia, 1998, strony 254-259.

W artykule Search for effective document security by inventioneering autorstwa J.D. Brongersa w Proceedings of SPIE, tom 3314, styczeń 1998, strony 29-38, napisano, że za pomocą intensywnego, dokładnie zogniskowanego światła laserowego z nadruku usuwa się według zadanego wzoru warstwy farb na powierzchni podłoża, nie uszkadzając przy tym samego podłoża.

W europejskim opisie patentowym nr EP 0 201 323 B1 przedstawiona jest warstwowa budowa folii z tworzywa sztucznego, które zawierają wytłaczane hologramy z przezroczystymi warstwami odblaskowymi. W dokumencie tym zestawiono materiały, nadające się do użycia w strukturze warstwowej i jako warstwa odblaskowa.

Przezroczyste dielektryki o bardzo wysokim współczynniku załamania celem zwiększenia zdolności odbijania w strukturach dyfrakcyjnych są znane z międzynarodowego opisu patentowego nr WO 99/47983.

Folia dekoracyjna ze strukturą warstwową, złożoną co najmniej z przezroczystej folii bazowej, przezroczystej warstwy wierzchniej i umieszczonej pomiędzy przezroczystą folią bazową oraz przezroczystą warstwą wierzchnią, przezroczystej warstwy dielektrycznej, według wynalazku charakteryzuje się tym, że pomiędzy warstwą dielektryczną i warstwą wierzchnią, co najmniej na części powierzchni, umieszczona jest warstwa metaliczna, zaś pomiędzy warstwą dielektryczną i folią bazową znajduje się pierwsza warstwa graniczna, w której zmienia się skokowo współczynnik załamania.

Korzystnie warstwa wierzchnia jest przystosowana do naklejania struktury warstwowej na podłoże.

Korzystnie pomiędzy warstwą dielektryczną i folią bazową co najmniej w obszarach warstwy metalicznej umieszczona jest powłoka metaliczna.

Korzystnie powłoka metaliczna składa się z metalu, należącego do grupy obejmującej aluminium, srebro, złoto, chrom, miedź i tellur.

Korzystnie powłoka metaliczna wykazuje przezroczystość wynoszącą co najmniej 50%.

PL 202 500 B1

Korzystnie warstwa metaliczna składa się z metalu, należącego do grupy obejmującej aluminium, srebro, złoto, chrom, miedź i tellur.

Korzystnie warstwa metaliczna ma grubość w zakresie od 50 do 300 nm.

Korzystnie struktura warstwowa pomiędzy pierwszą warstwą graniczną i folią bazową zawiera dodatkowo przezroczystą termoplastyczną warstwę lakieru.

Korzystnie warstwa dielektryczna składa się z przezroczystego dielektryka, należącego do grupy obejmującej MgF2, ZnO, TiO2, SiO, SiO2, ZnS, lub substancji na bazie tlenowców.

Korzystnie grubość warstwy dielektrycznej wynosi mniej niż 300 nm.

Korzystnie grubość warstwy dielektrycznej stanowi funkcję miejsca i zmienia się na powierzchni struktury warstwowej przy gradiencie grubości wynoszącym od 2 nm/cm do 250 nm/cm.

Korzystnie grubość warstwy dielektrycznej jest modulowana okresowo na powierzchni struktury warstwowej najmniej w jednym kierunku.

Korzystnie warstwa dielektryczna ma w częściach swego obszaru uginającą światło, mikroskopijnie drobną strukturę reliefową wzoru powierzchniowego na zwróconej ku folii bazowej, pierwszej powierzchni granicznej i/lub na zwróconej ku warstwie wierzchniej, drugiej powierzchni granicznej.

Korzystnie co najmniej jedna warstwa metaliczna w postaci rastra, wzoru punktowego i/lub liniowego względnie w postaci znaków alfanumerycznych oraz emblematów jest tak perforowana, że struktura warstwowa jest w tych miejscach przezroczysta.

Sposób zaopatrywania w napisy folii dekoracyjnej ze strukturą warstwową, złożoną co najmniej z przezroczystej folii bazowej, przezroczystej warstwy wierzchniej i umieszczonej pomię dzy przezroczystą folią bazową oraz przezroczystą warstwą wierzchnią, przezroczystej warstwy dielektrycznej, znamienny tym, że za pomocą pulsacyjnych strumieni energii perforuje się poprzez odparowywanie metalu w obszarze strumieni energii umieszczone w strukturze warstwowej, stykające się z warstwą dielektryczną warstwy metaliczne, nie powodując dalszego uszkodzenia struktury warstwowej, przy czym poprzez perforację warstw metalicznych w strukturze warstwowej wytwarza się przezroczyste miejsca.

Korzystnie stykające się z warstwą dielektryczną warstwy metaliczne perforuje się w rastrze punktowym lub liniowym, przy czym gęstość rastra punktowego lub liniowego zmienia się lokalnie według zadanego wzoru.

Korzystnie przezroczyste miejsca względnie pozostające, odbijające promieniowanie, częściowe powierzchnie wytwarza się w postaci znaków alfanumerycznych.

Korzystnie warstwy metaliczne folii dekoracyjnej perforuje się lokalnie dopiero po naklejeniu struktury warstwowej na zaopatrzoną we wskaźniki powierzchnię dowodu.

Według wynalazku opracowano zatem korzystną ekonomicznie folię dekoracyjną, którą można zaopatrywać w napisy i stosować do laminowania na dokumencie względnie opakowaniach, oraz zaproponowano sposób, jaki można zastosować do umieszczania informacji w folii dekoracyjnej.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia folię dekoracyjną na podłożu, w przekroju, fig. 2 - inny przykład wykonania folii dekoracyjnej, w przekroju, fig. 3a - motyw w folii dekoracyjnej, w przekroju, fig. 3b - motyw w folii dekoracyjnej, w widoku z góry, fig. 4 - fragment folii dekoracyjnej, fig. 5 - taś m ę z folii dekoracyjnej, w widoku z góry, oraz fig. 6 - dokument laminowany folią dekoracyjną.

Na fig. 1 odnośnik 1 oznacza strukturę warstwową dla folii dekoracyjnej, 2 - folię bazową, 3 - warstwę dielektryczną, 4 - warstwę wierzchnią, 5 - podłoże, 6 - warstwę metaliczną, 7 - miejsce przezroczyste bez warstwy metalicznej 6 oraz 8 - wskaźniki i 9 - pole barwne na podłożu 5. Podłoże 5 stanowi co najmniej część dokumentu, przykładowo banknotu, dowodu osobistego, paszportu, karty identyfikacyjnej, karty kredytowej i innych.

Struktura warstwowa 1 jest położona na przezroczystej folii bazowej 2. W prostym wariancie struktury warstwowej 1 wewnętrzna strona folii bazowej 2 jest na całej powierzchni pokryta cienką warstwą 3 przezroczystego dielektryka. Następnie na warstwie dielektrycznej 3, co najmniej na części jej powierzchni, znajduje się odblaskowa warstwa metaliczna 6. Warstwa metaliczna 6 może być naniesiona bezpośrednio tylko na części powierzchni lub naniesiona najpierw na całą powierzchnię, a następnie usunięta z obszarów poza tą częścią powierzchni. Struktura warstwowa 1 uzyskuje postać gotowej folii dekoracyjnej w wyniku pokrycia warstwy dielektrycznej 3 względnie warstwy metalicznej 6 warstwą wierzchnią 4.

PL 202 500 B1

Jeżeli folia dekoracyjna jest przeznaczona do laminowania na podłożu 5, wówczas materiał warstwy wierzchniej 4 wykazuje zdolność klejenia. Strukturę warstwową 1 styka się warstwą wierzchnią 4 z podłożem 5, a następnie łączy z nim poprzez aktywowanie kleju. Warstwa wierzchnia 4 składa się przykładowo z kleju na gorąco, którego zdolność klejenia aktywuje się dopiero w wyniku nagrzania struktury warstwowej 1 i podłoża 5 do temperatury powyżej 100°C. Takie kleje na gorąco są dostępne na bazie poliuretanu lub polietylenu. W i nnym wariancie struktury warstwowej 1 materiał warstwy wierzchniej 4 stanowi klej na zimno, aktywowany poprzez dociśnięcie struktury warstwowej 1 do podłoża 5. Zastosowanie kleju na zimno wymaga, aby wolna powierzchnia warstwy wierzchniej 4 natychmiast po nałożeniu kleju została osłonięta niepokazaną tutaj, odrywalną folią. Odrywalną folię trzeba usunąć przed naklejeniem struktury warstwowej 1 na podłoże 5. Materiały na warstwę wierzchnią 4 są wymienione w europejskim opisie patentowym nr EP 0 201 323 B1, w ustępie adhesive layer na stronie 13.

Pomiędzy warstwą lakieru 10 i folią bazową 2 w jednym z wariantów folii dekoracyjnych laminowanych na gorąco znajduje się korzystnie zaznaczona na fig. 1 linią przerywaną warstwa rozdzielczą 10' o grubości około 500 nm do 1 um, aby po przylaminowaniu folii dekoracyjnej do podłoża 5 można było oderwać folię bazową 2. Pozostała na podłożu 5 część struktury warstwowej 1 ma grubość mniejszą niż 20 um.

W innym przykładzie wykonania struktura warstwowa 1 zawiera dodatkowo przezroczystą powłokę metaliczną 11 pomiędzy folią bazową 2 względnie warstwą lakieru 10 i warstwą dielektryczną 3. Powłoka metaliczna 11 pokrywa pierwszą warstwę graniczną 13 w ten sposób, że warstwa dielektryczna 3 jest osadzona pomiędzy powłoką metaliczną 11 i warstwą metaliczną 6.

Folia bazowa 2 może mieć od strony dielektryka przezroczystą warstwę lakieru 10, aby uzyskać lepszą przyczepność dielektryka i/lub lepszą podatność na odkształcenia mechaniczne powierzchni folii bazowej 2 od strony dielektryka, jeżeli warstwa lakieru 10 lepiej nadaje się do odwzorowania mikroskopijnie drobnego reliefu wzoru powierzchniowego niż folia bazowa 2. Wzór powierzchniowy zawiera rozmieszczone mozaikowo elementy dyfrakcyjne i i nne elementy powierzchniowe o własnościach rozpraszających lub odbijających, względnie jest hologramem. Warstwa lakieru 10 jest co najmniej dwukrotnie grubsza od wysokości profilu mikroskopijnego reliefu wzoru powierzchniowego; grubość warstwy lakieru 10 leży w przedziale od 150 nm do 2 um. Odwzorowywanie reliefu można przeprowadzać przed lub po nałożeniu warstwy dielektrycznej 3, a także dopiero w warstwie metalicznej 6.

Przezroczysty materiał jest optycznie bezbarwny i przepuszcza całe spektrum światła widzialnego (materiał typu szkła) lub tylko niektóre jego zakresy (materiał kolorowy).

Na folię bazową 2 nadają się taśmy foliowe z polichlorku winylu (PCW), poliwęglanu (PW), politereftalanu etylenu (PTFE), polietylenu (PE), polipropylenu (PP), celofanu lub folie z innego przezroczystego tworzywa sztucznego, dostępne w handlu w szerokościach od około 30 do 120 cm. Wspólna dla wszystkich folii jest ich przezroczystość i wysoka wytrzymałość na rozciąganie nawet przy niewielkich grubościach. Zazwyczaj grubości tych folii, w zależności od materiału folii, leżą w przedziale pomiędzy 200 um i mniej niż 9 um. Współczynnik załamania ND tych materiałów leżą w przedziale wartości od 1,50 do 1,6 względnie różnią się od tego przedziału o kilka dziesiątych. Dobra przyczepność pomiędzy folią bazową 2 i pozostałymi warstwami struktury warstwowej 1 jest bezwzględnie konieczna.

Warstwę lakieru 10 nanosi się na folię bazową 2 w postaci rzadkopłynnego lakieru. Przykłady różnych przezroczystych lakierów są podane we wspomnianym na wstępie EP 0 201 323 B1, ustęp Transparent hologram forming layer, zarówno zawierające rozpuszczalnik, jak też niezawierające rozpuszczalnika, na przykład lakiery utwardzalne za pomocą światła ultrafioletowego. Receptura lakieru z rozpuszczalnikiem na termoplastyczną warstwę lakieru 10 jest podana na stronie 19, wiersz 15 opisu nr EP 0 201 323 B1.

Warstwa dielektryczna 3 ma w jednym z wariantów wykonania w zasadzie równomierną grubość s, przy czym grubość s wynosi co najwyżej 300 nm, typowe wartości leżą jednak w przedziale od 50 do 200 nm. Odpowiednie dielektryki, przezroczyste w widzialnej części spektrum fal elektromagnetycznych, są wymienione we wspomnianym na wstępie opisie nr EP 0 201 323 B1, tabela 1. Wybrany dielektryk nanosi się w próżni za pomocą naparowywania lub napylania na folię bazową 2 względnie na warstwę lakieru 10. Korzystne przezroczyste dielektryki należą do grupy obejmującej MgF₂, ZnO, SiO, SiO₂, TiO₂ i ZnS, oraz związki tlenowców, znane z WO 99/47983 i charakteryzujące się bardzo wysokim współczynnikiem załamania, jak Ge30Sb10S60 (n=2,225), As5oGe20Se30 (n=2,95),

Ge₂₀Sb₂₅Se₅₅ (n=3,11). Na folii bazowej 2 w strukturze warstwowej 1 padające pod kątem α, białe światło 12 ulega częściowemu odbiciu na pierwszej powierzchni granicznej 13 pomiędzy folią

PL 202 500 B1 bazową 2 względnie warstwą lakieru 10 i powłoką metaliczną 11 względnie warstwą dielektryczną 3 oraz na drugiej powierzchni granicznej 14 pomiędzy warstwą dielektryczną 3 i warstwą metaliczną 6 względnie warstwą wierzchnią 4, przy czym stopień odbicia jest wyznaczony przez współczynnik załamania przy przejściu na każdej powierzchni granicznej 13, 14 i kąt padania α. Promienie świetlne 15, które wnikają w warstwę dielektryczną 3 i ulegają odbiciu na drugiej powierzchni granicznej 14, pokonują dłuższe drogi niż fale świetlne 16, odbite już na pierwszej powierzchni granicznej 13. Promienie świetlne 15 i fale świetlne 16 wykazują, z uwagi na różnicę długości fal, różnicę fazową, przy czym wskutek zjawiska interferencji z promieni świetlnych 15 i fal świetlnych 16 powstaje światło odbite, w którym ze spektrum światła białego 12 wygaszone są określone zakresy długości fal. Folia dekoracyjna połyskuje zatem w świetle dziennym barwą interferencyjną, zależną od grubości warstwy dielektrycznej 3 i kąta odbicia β, to znaczy α = β. Intensywność barwy interferencyjnej światła odbitego 17 jest wzmocniona, jeżeli zastosowana jest warstwa metaliczna 6 i/lub powłoka metaliczna 11.

Zamiast tego przezroczystego dielektryka w kolejnym przykładzie wykonania warstwa dielektryczna 3 jest wykonana z lakieru zastosowanego na warstwę lakieru 10. Ponieważ współczynnik załamania materiałów dla folii bazowej 2 względnie warstwy lakieru 10 i warstwy wierzchniej 4 różni się nieznacznie od warstwy dielektrycznej 3, intensywność barw interferencyjnych jest niewielka. Warstwa dielektryczna 3 jest w związku z tym usytuowana korzystnie pomiędzy powłoką metaliczną 11 i warstwą metaliczną 6.

W innym wykonaniu struktury warstwowej 1 pod warstwę wierzchnią 4 zamiast kleju naniesiony jest ten sam materiał, co na warstwę lakieru 10. Taka folia nadaje się do zastosowania na ekskluzywne przedmioty i prezenty. Również folie dekoracyjne, zaopatrzone w klej na gorąco, nadają się na opakowania. Dlatego też określenie folia dekoracyjna oznacza zarówno dekoracyjną folię do laminowania, jak też dekoracyjną folię opakowaniową.

Uformowany ewentualnie w warstwie lakieru 10, mikroskopijnie drobny relief dyfrakcyjnego wzoru powierzchniowego ugina na pierwszej i drugiej powierzchni granicznej 13, 14 padające światło 12 o długości fali λ pod kątami ugięcia γ, wyznaczonymi przez długość fali λ i parametry sieci, jak wektor sieci, profil reliefu, częstotliwość przestrzenną f, azymut i inne. Światło ugięte na pierwszej powierzchni granicznej 13 wykazuje różnicę długości fali w stosunku do światła ugiętego na drugiej powierzchni granicznej 14. Z uwagi na zjawiska interferencyjne światło o długości fali λ, z ugięciem m-tego rzędu pod kątem γ może ulec wygaszeniu, w związku z czym części wzoru powierzchniowego zamiast błyszczeć kolorami wydają się mieć barwę mieszaną, a nawet szarą lub czarną. Jeżeli wektor sieci leży w płaszczyźnie światła 12, padającego pod kątem α, wówczas kąt ugięcia γ jest wyznaczony przez równanie γ = ± arcsin [raf/., + sin (α)]. Dla uproszczenia na fig. 1 nie są pokazane zmiany kierunku promieni świetlnych 12, 15, 16 występujące wskutek załamania.

Warstwa metaliczna 6 i powłoka metaliczna 11 są wykonane z metalu, należącego korzystnie do grupy obejmującej aluminium, srebro, złoto, chrom, miedź i telur. Metale te nadają się do naparowywania warstwy metalicznej 6 względnie powłoki metalicznej 11 i są odporne chemicznie w strukturze warstwowej 1. Warstwa metaliczna 6 powinna odbijać większą część padających promieni świetlnych 12. Grubość D warstwy metalicznej 6 wynosi zatem ponad 50 nm, korzystnie 50 do 300 nm. w przeciwieństwie do tego powłoka metaliczna 11 musi być przezroczysta dla większej części padającego światła 12; powłoka metaliczna 11 ma w związku z tym grubość d, wynoszącą 50 nm lub mniej; typowy zakres grubości d warstwy wynosi od 5 do 15 nm. Grubości D i d są zależne od metalu i długości fali λ padającego światła 12 względnie 15, jak to przedstawiono w Optical properties of thin solid films autorstwa O.S. Heavensa, Butterworths Scientific Publications, Londyn (1995), strony 156-170. W szczególnym wariancie wykonania grubość D (fig. 1) warstwy metalicznej 6 jest na tyle mała, że jest ona tak przezroczysta, jak powłoka metaliczna 11. Zdolność odbicia w strukturze warstwowej 1 jest wyższa niż w strukturze warstwowej 1 bez warstw metalicznych 6, 11, jednak niższa niż w przypadku folii dekoracyjnej z warstwą metaliczną 6, zapewniającą całkowite odbicie. Struktura warstwowa 1 jest zatem na całej swej powierzchni kolorowo przezroczysta i odbija barwne światło 17.

Urządzenie piszące 18 zawiera impulsowe źródło światła, na przykład laser, diodę świecącą i temu podobne, z urządzeniem ogniskującym o krótkiej ogniskowej. Emitowany w krótkim czasie przez źródło światła strumień energii 19 wysokiej mocy jest na swej drodze przez folię bazową 2 i strukturę warstwową 1 przekształcany w wiązkę przez urządzenie ogniskujące tak, że ognisko strumienia energii 19, a zatem największa gęstość mocy, występuje w obszarze warstwy metalicznej 6. Na osi strumienia energii 19 poza ogniskiem gęstość mocy gwałtownie maleje. Cienka warstwa metaliczna 6 i obecna powłoka metaliczna 11 ulegają lokalnie szybkiemu nagrzaniu powyżej temperatury

PL 202 500 B1 topnienia metalu. Przy chłodzeniu metal krzepnie na powierzchniach granicznych 13, 14, tworząc bardzo drobne, niewidoczne gołym okiem kuleczki. Strumień energii 19 perforuje jedynie warstwy metaliczne 6, 11, nie naruszając przy tym pozostałych warstw struktury warstwowej 1, w związku z czym struktura warstwowa 1 ma w perforacji przezroczyste miejsce 7. W ognisku średnica strumienia energii 19 wynosi zazwyczaj kilka μm. Czas trwania impulsu i emitowana moc strumienia energii 19 wyznaczają średnicę przezroczystego miejsca 7, uzyskiwanego w wyniku impulsu. Duża liczba impulsów strumienia energii 19, aplikowana w leżących bezpośrednio obok siebie miejscach, wytwarza kołowe przezroczyste miejsce 7 o wymiarze do 1 mm lub jedno liniowe przezroczyste miejsce 7 o szerokości do 1 mm. Czas trwania impulsu, moc i długość fali strumienia energii 19 należy dobrać tak, aby strumień energii 19 wprowadzał jak najmniej energii w warstwę dielektryczną 3, warstwy 2, 4, 10 tworzywa sztucznego i we wskaźniki 8 względnie pole barwne 9, wskutek czego ich nagrzewanie będzie utrzymywać się w pewnych granicach, nie dopuszczając do uszkodzenia struktury warstwowej 1 względnie podłoża 5, z drugiej zaś był absorbowany przez metal warstw 6, 11. Taśmy foliowe ze strukturą warstwową 1 można za pomocą tego urządzenia zaopatrywać w napisy w obszarach powierzchni z warstwą metaliczną 6. W tym celu taśmy foliowe odwija się z jednej owijarki i nawija na drugą w urządzeniu do przewijania. Podczas przewijania taśmę foliową przeciąga się pod sterowanym komputerowo, przesuwnym poprzecznie nad taśmą foliową strumieniem energii 19, wytwarzając w ten sposób w strukturze warstwowej 1 przezroczyste miejsca 7 w postaci zadanego wzoru.

W przykładzie wykonania folii dekoracyjnej z fig. 2 struktura warstwowa 1 zawiera warstwę dielektryczną 3, której grubość s w kierunku z pod kątem θ (fig. 4) do kierunku ruchu (fig. 4) folii dekoracyjnej jest modulowana za pomocą funkcji F(z). Wartość kąta θ leży w przedziale od 30 do 90°. Funkcja F(z) jest przykładowo, jak pokazano na fig. 2, funkcją okresową, przy czym okres p mierzony w kierunku z jest rzędu kilku centymetrów do kilku decymetrów; korzystnie długość okresu p dobiera się z przedziału 1 cm < p < 50 cm. Modulację tę uzyskuje się w drodze nierównomiernego naparowywania materiału warstwy dielektrycznej 3. Funkcja F(z) zmienia wartości grubości s pomiędzy wartością minimalną M i wartością maksymalną A. Przykładowo wartość minimalna M leży w przedziale < 50 nm, natomiast przedział wartości maksymalnej A rozciąga się od 100 do 300 nm. Grubość s zmienia się zatem bardzo powoli na powierzchni folii dekoracyjnej. Dla ukazanej na fig. 2 funkcji F(z) w kształcie piły gradient grubości s leży w przedziale od 2 nm/cm do 250 nm/cm, jeżeli przyjmie się wymienioną wyżej wartość minimalną M, wartość maksymalną A i okres p. Dla innych funkcji F(z) grubość s zmienia się pomiędzy wartością minimalną M i wartością maksymalną A przy maksymalnym gradiencie grubości s, który porusza się w tym samym obszarze, co w przypadku okresowej modulacji w kształcie piły.

Ponieważ, jak wspomniano powyżej, barwa światła odbitego 17 przez folię dekoracyjną (fig. 1) zależy od grubości s warstwy dielektrycznej 3, barwa światła odbitego 17 zmienia się na powierzchni struktury warstwowej 1 odpowiednio do modulacji grubości s, spowodowanej przez funkcję F(z). Struktura warstwowa 1, zaopatrzona lub nie w dyfrakcyjny wzór powierzchniowy w folii bazowej 2 względnie warstwie lakieru 10, ma bardzo atrakcyjny wygląd. Szczególnie atrakcyjny wzór uzyskuje się wówczas, gdy po nałożeniu pierwszej, modulowanej w kierunku (z) warstwy dielektrycznej 3 w drugim urządzeniu osadza się na tej pierwszej warstwie 3 drugi dielektryk z tego samego lub innego materiału, przy czym grubość drugiego dielektryka jest modulowana na przykład poprzecznie do kierunku (z). W tym przykładzie w świetle odbitym 17 na powierzchni folii dekoracyjnej widoczny jest siatkowy, barwny wzór.

W przykładzie wykonania warstwy dielektrycznej 3, ukazanym na fig. 3a, modulacja jest binarna, to znaczy warstwa dielektryczna 3 ma tylko dwie wartości grubości s (fig. 2). Cieńsza warstwa na powierzchniach tła 40 ma grubość s_min mniejszą niż 200 nm, zaś grubsza warstwa w powierzchniach wzoru 41 ma grubość s_max od 100 do 300 nm, przy czym grubość s_max jest o co najmniej 25 nm większa niż grubość smin. W szczególnym przypadku grubość smin = 0. Oznacza to, że warstwa dielektryczna 3 składa się z niepołączonych ze sobą powierzchni motywów 41, rozdzielonych powierzchniami tła 40 z warstwą metaliczną 6 lub bez tej warstwy. W przykładzie na nałożoną równomiernie warstwę dielektryczną 3 nałożony jest składający się z powierzchni 40 motyw z tego samego lub innego dielektryka w taki sposób, że warstwa dielektryczna 3 ma grubość s_max na powierzchniach motywów 40 i grubość s_min poza powierzchniami motywów 40. Grubość s warstwy dielektrycznej 3 zmienia się odpowiednio do motywu, zatem jest modulowana za pomocą motywu. Przy obserwacji struktury warstwowej 1 motyw jest widoczny przez folię bazową 2. Powierzchnie motywów 41 różnią się od powierzchni tła 40 inną barwą interferencyjną światła odbitego 17 (fig. 1). Wytwarzanie powierzchni

PL 202 500 B1 motywów 41 odbywa się korzystnie poprzez nałożenie dodatkowej warstwy dielektryka, na przykład przez niepokazaną tutaj maskę, lub za pomocą znanej metody druku, przy czym na powierzchniach motywów 41 nanosi się korzystnie wspomniany wyżej, przezroczysty lakier na wymaganą grubość s_max.

Jeżeli powierzchnie motywów 41, nałożone kolejno w różnych warstwach tego samego lub różnych dielektryków, zachodzą na siebie, wówczas układ powierzchni motywów 41 wykazuje stopniową modulację warstwy 3, złożonej z jednego lub kilku dielektryków.

Na fig. 3b ukazana jest w widoku z góry struktura warstwy dielektrycznej 3, przy czym wypukłe powierzchnie motywów 41 są przedstawione na rysunku w postaci siatki. Wymiary powierzchni motywów 41, przedstawionych za pomocą siatki liniowej, są najczęściej większe niż 0,3 mm, poza siatkowymi obrazami 42, których powierzchnie motywów 41 składają się z siatki punktowej o rozdzielczości do 400 dpi (= 16 pikseli/mm). Jeżeli odcienie szarości obrazów 42 przedstawi się za pomocą gęstości siatki punktowej, wówczas jako szablon dla obrazów 42 można zastosować czarno-białe portrety. Powierzchnie motywów 42 i/lub obrazy 42 tworzą wzór 43. W związku z tym należy wspomnieć technikę druku atramentowego, za pomocą której przenosi się powierzchnie motywów 41 siatkowych obrazów 42, napisy i linie na warstwę dielektryczną 3 według szablonu, zapamiętanego w formie elektronicznej w komputerze.

Teraz nastąpi ponowne odwołanie się do fig. 1. Ponieważ warstwa 6 wskutek swej grubości D praktycznie nie jest już przezroczysta, struktura warstwowa 1 zasłania w obszarach, pokrytych warstwą metaliczną 6, leżące pod strukturą warstwową 1 wskaźniki 8 lub pola barwne 9. W przeciwieństwie do tego struktura warstwowa 1 w pozostałych obszarach powierzchni, gdzie przezroczysta warstwa dielektryczna 3 styka się bezpośrednio z warstwą wierzchnią 4, jest przezroczysta. Leżące pod przezroczystą folią dekoracyjną wskaźniki 8 lub pola barwne 9 względnie powierzchnia 29 podłoża 5 są dobrze widoczne, jeżeli widoczność ta nie ulega pogorszeniu wskutek barwnego światła odbitego 17.

Na fig. 4 ukazany jest fragment taśmy foliowej ze strukturą warstwową 1 (fig. 1), rozciągającą się w kierunku x. Po nałożeniu warstwy wierzchniej 4 (fig. 2) szeroką folię dekoracyjną względnie zastosowaną folię odrywalną dzieli się wzdłuż linii 20, 21,22 na taśmy 23 o zadanej szerokości i kieruje do obrotu.

Na fig. 4 z lewej strony ukazany jest przykład wykonania folii dekoracyjnej, w którym warstwa dielektryczna 3 (fig. 1) ma możliwie równomierną grubość s. W jednym z przykładów wykonania taśmy 23 warstwa dielektryczna 3 ma w pasku 24, co najmniej na drugiej powierzchni granicznej 14 (fig. 1) warstwę metaliczną 6 (fig. 2), natomiast paskowe obszary 26, 26' struktury warstwowej 1 są przezroczyste. Na fig. 4 w taśmie 23 zaznaczony grubą siatką punktową pasek 24, 24' i obszar 26, 26' są oddzielone za pomocą linii przerywanej. W innym przykładzie wykonania pasek 24 ma w regularnych odstępach okienka 25 w warstwie metalicznej 6, w których struktura warstwowa 1 jest przezroczysta. W korzystnym przykładzie wykonania w obszarze okienek 25 wytłoczony jest mikroskopijnie drobny relief wspomnianego wyżej wzoru powierzchniowego 27, aby zwiększyć skuteczność zabezpieczenia przed fałszerstwem. Wzór powierzchniowy 27 może również zachodzić na strefy paska 24, stykające się z okienkami 25.

W innym przykładzie wykonania folii dekoracyjnej, ukazanym na fig. 4 z prawej strony, warstwa dielektryczna 3 wykazuje w kierunku z okresową modulację grubości s. Paskowy wzór, widoczny w świetle odbitym jako różnobarwny, jest zaznaczony na fig. 4 za pomocą paskowych powierzchni, zawierających na przemian gęsty i rzadki raster lub nie zawierających rastra. W obszarach 26' pomiędzy linią 21 względnie 22 i następną linią przerywaną warstwa dielektryczna 3 nie ma powłoki metalicznej, zaś obszar 26' jest przezroczysty. Rzadki raster w pasku 24' pomiędzy linią 22 i położoną na lewo od niej linią przerywaną symbolizuje obecność warstwy metalicznej 6, w związku z czym w pasku 24' struktura warstwowa 1 jest nieprzezroczysta.

W następnym przykładzie wykonania struktury warstwowej 1 warstwa dielektryczna 3 jest na całej powierzchni pokryta warstwą metaliczną 6, w związku z czym cała folia dekoracyjna ma intensywną barwę, nie jest jednak przezroczysta.

Zależnie od przeznaczenia folia dekoracyjna pozostaje nie podzielona na szerokości lub jest wprowadzana do obrotu w postaci taśm 23 o różnej szerokości.

Na fig. 5 ukazany jest fragment taśmy 23 w widoku na folię bazową 2 (fig. 3a). W świetle odbitym 17 (fig. 1) wzór 43 różni się wskutek modulacji grubości s (fig. 2) warstwy dielektrycznej 3 (fig. 3a) barwą interferencyjną od barwy interferencyjnej powierzchni tła 40 w obrębie i wokół wzoru 43. Ukazany na fig. 3b wzór 43 powtarza się przykładowo w regularnych odstępach.

PL 202 500 B1

Na fig. 6 ukazane jest zastosowanie przedstawionej linią przerywaną taśmy 23 z okienkami 25 do zabezpieczenia dowodu 28. Dowód 28 składa się z podłoża 5 (fig. 1), które na swej powierzchni 29 (fig. 1), przeznaczonej do zabezpieczenia za pomocą folii do laminowania, ma pole barwne 9 i wskaźniki 8 (fig. 1) oraz pole na fotografię 30 właściciela dowodu. Wskaźniki 8 stanowią ogólne dane dotyczące organu wydającego dowód w polu tekstowym 31. Przy wydawaniu dowodu fotografię 30 wkleja się w przeznaczone na nią pole lub umieszcza bezpośrednio na podłożu, zaś w pasku napisowym 32, wpisuje się na przykład imię właściciela i jego numer identyfikacyjny, tutaj 123-B-10. Aby zapobiec późniejszych zmianom w dowodzie 28, fragment folii do laminowania z taśmy 23 nakleja się na dowód tak, że fotografia 30 jest widoczna przez okienko 25, zaś pasek napisowy 32 jest widoczny przez obszar 26. Pole tekstowe 31 i pole barwne 9 są zasłonięte przez nieprzezroczyste obszary paska 24 folii do laminowania. Po naklejeniu dowód 28 przycina się tak, aby nie pozostawały żadne wystające fragmenty folii do laminowania.

Fragmenty folii do laminowania znajdują również zastosowanie do zabezpieczania indywidualnych cech paszportu, wizy w paszporcie, banknotów, opakowań i innych. Poniżej zastosowania te są opisane na przykładzie dowodu.

Urządzenie piszące 18 (fig. 1) przesuwa się za pomocą sterowania współrzędnymi nad zapisywaną powierzchnią struktury warstwowej 1, aby w zadanych regularnych odstępach wzajemnych wykonać przezroczyste miejsca 7 (fig. 1) w taki sposób, że leżące pod folią do laminowania wskaźniki 8, na przykład w polu tekstowym 31, i, jeżeli w folii nie jest przewidziane specjalne okienko 25, fotografia 30 były widoczne przez przezroczyste miejsca struktury warstwowej 1.

Korzystnie za pomocą strumienia energii 19 (fig. 1) urządzenia piszącego 18 zapisuje się również inne indywidualne informacje w obszarze odblaskowego paska 24 na dowodzie 28, niszcząc w tych miejscach warstwę metaliczną 6 (fig. 1), jak na przykład znaki alfanumeryczne 33, emblematy 34, kod kreskowy 35 lub rastrowe obrazy. Przez przezroczyste miejsca 7 (fig. 1) widoczna jest barwa leżącej pod nimi powierzchni 29. Przezroczyste miejsca 7 tworzą wzór punktowy i/lub liniowy, który w niezmiennej barwie powierzchni 29 odróżnia się zdecydowanie od odblaskowych powierzchni 36 (fig. 1) struktury warstwowej 1. Zamiast wzoru punktowego i/lub liniowego przezroczyste miejsca 7 mają także postać znaków alfanumerycznych 33, emblematów 34, kodu kreskowego 35 i są widoczne w barwie powierzchni 29. W ukazanym przykładzie tekst 33, mianowicie numer identyfikacyjny 123-B10 z paska napisowego 32, jest wykonany nad polem barwnym 9. W innym przykładzie prostokątne przezroczyste miejsca 7 i rozdzielające je, odblaskowe powierzchnie 36 o różnej szerokości tworzą kod paskowy 35, przy czym prostokątne przezroczyste miejsca 7 stanowią kreski, zaś odblaskowe powierzchnie 36 stanowią rozdzielające je odstępy. W przypadku banknotu numer seryjny jest elementem indywidualnym, który po naklejeniu folii do laminowania musi nadawać się do odczytu wizualnego i/lub maszynowego.

Urządzenie piszące 18 w innym przykładzie wykonania jest zaopatrzone w urządzenie znane ze wspomnianego na wstępie opisu nr WO 98/19869 i może odczytać szablon obrazu, rozłożyć go na małe, rozmieszczone w postaci rastra elementy (=piksele), po czym wykonać w warstwie metalicznej 6 struktury warstwowej 1 w takim samym rastrze przezroczyste miejsca 7 w postaci powierzchni kołowej tak, że szablon obrazu jest odtworzony w strukturze warstwowej 1. Szarości pikseli są odwzorowane poprzez różnej wielkości średnice przezroczystych powierzchni kołowych. Osiągalne są rozdzielczości do 400 dpi (= 16 pikseli na mm).

Folia do laminowania zawiera na przykład dodatkowo dyfrakcyjny wzór powierzchniowy 27 w postaci gilosza w obszarze okienka 25. Ponieważ powierzchnia okienka 25 z giloszem nigdy nie jest dokładnie umiejscowiona na polu przeznaczonym pod fotografię, zamiana fotografii (w ramach próby fałszerstwa) jest widoczna w postaci załamania w prowadzeniu linii gilosza. Ponadto w jednym z przykładów wykonania folia do laminowania ma wzór 43, wykonany za pomocą modulacji grubości s (fig. 2) warstwy dielektrycznej 3, i/lub modulację okresową ze wzorem paskowym lub sieciowym.

Na wspomnianym powyżej urządzeniu do przewijania folie dekoracyjne, bez względu na to, czy służą później jako folie do laminowania, czy też jako folie opakowaniowe, zaopatruje się w opisane wzory. Jednym z zastosowań jest opisanie folii opakowaniowej z wykorzystaniem logo lub znaku towarowego pakowanego produktu.

Nie odchodząc od idei wynalazku, w powyższym opisie zamiast warstwy dielektrycznej 3 (fig. 1) z pojedynczego dielektryka można zastosować również warstwę dielektryczną 3 złożoną z kilku warstw, jaka jest znana na przykład z amerykańskiego opisu patentowego nr US 3,858,977.

Claims

1. Folia dekoracyjna ze strukturą warstwową , zł o ż oną co najmniej z przezroczystej folii bazowej, przezroczystej warstwy wierzchniej i umieszczonej pomiędzy przezroczystą folią bazową oraz przezroczystą warstwą wierzchnią, przezroczystej warstwy dielektrycznej, znamienna tym, że pomiędzy warstwą dielektryczną (3) i warstwą wierzchnią (4), co najmniej na części (7) powierzchni, umieszczona jest warstwa metaliczna (6), zaś pomiędzy warstwą dielektryczną (3) i folią bazową (2) znajduje się pierwsza warstwa graniczna (13), w której zmienia się skokowo współczynnik załamania.

2. Folia dekoracyjna według zastrz. 1, znamienna tym, że warstwa wierzchnia (4) jest przystosowana do naklejania struktury warstwowej (1) na podłoże (5).

3. Folia dekoracyjna według zastrz. 1 albo 2, znamienna tym, że pomiędzy warstwą dielektryczną (3) i folią bazową (2) co najmniej w obszarach warstwy metalicznej (6) umieszczona jest powłoka metaliczna (11).

4. Folia dekoracyjna według zastrz. 3, znamienna tym, że powłoka metaliczna (11) składa się z metalu, należącego do grupy obejmującej aluminium, srebro, złoto, chrom, miedź i tellur.

5. Folia dekoracyjna według zastrz. 3 albo 4, znamienna tym, że powłoka metaliczna (11) wykazuje przezroczystość wynoszącą co najmniej 50%.

6. Folia dekoracyjna według zastrz. 1 albo 2, znamienna tym, że warstwa metaliczna (6) składa się z metalu, należącego do grupy obejmującej aluminium, srebro, złoto, chrom, miedź i tellur.

7. Folia dekoracyjna według zastrz. 6, znamienna tym, że warstwa metaliczna (6) ma grubość w zakresie od 50 do 300 nm.

8. Folia dekoracyjna według zastrz. 1 albo 2, znamienna tym, że struktura warstwowa (1) pomiędzy pierwszą warstwą graniczną (13) i folią bazową (2) zawiera dodatkowo przezroczystą termoplastyczną warstwę lakieru (10).

9. Folia dekoracyjna według zastrz. 1 albo 2, znamienna tym, że warstwa dielektryczna (3) składa się z przezroczystego dielektryka, należącego do grupy obejmującej MgF₂, ZnO, TiO₂, SiO, SiO2, ZnS, lub substancji na bazie tlenowców.

10. Folia dekoracyjna według zastrz. 9, znamienna tym, że grubość (s) warstwy dielektrycznej (3) wynosi mniej niż 300 nm.

11. Folia dekoracyjna według zastrz. 1 albo 2, znamienna tym, że grubość (s) warstwy dielektrycznej (3) stanowi funkcję miejsca i zmienia się na powierzchni struktury warstwowej (1) przy gradiencie grubości (s) wynoszącym od 2 nm/cm do 250 nm/cm.

12. Folia dekoracyjna według zastrz. 10 albo 11, znamienna tym, że grubość (s) warstwy dielektrycznej (3) jest modulowana okresowo na powierzchni struktury warstwowej (1) co najmniej w jednym kierunku (z).

13. Folia dekoracyjna według zastrz. 1 albo 2, znamienna tym, że warstwa dielektryczna (3) ma w częściach swego obszaru uginającą światło (12), mikroskopijnie drobną strukturę reliefową wzoru powierzchniowego (27) na zwróconej ku folii bazowej (2), pierwszej powierzchni granicznej (13) i/lub na zwróconej ku warstwie wierzchniej (4), drugiej powierzchni granicznej (14).

14. Folia dekoracyjna według zastrz. 1 albo 2, znamienna tym, że co najmniej jedna warstwa metaliczna (6) w postaci rastra, wzoru punktowego i/lub liniowego względnie w postaci znaków alfanumerycznych (33) oraz emblematów (34) jest tak perforowana, że struktura warstwowa (1) jest w tych miejscach przezroczysta.

15. Sposób zaopatrywania w napisy folii dekoracyjnej ze strukturą warstwową, złożoną co najmniej z przezroczystej folii bazowej, przezroczystej warstwy wierzchniej i umieszczonej pomiędzy przezroczystą folią bazową oraz przezroczystą warstwą wierzchnią, przezroczystej warstwy dielektrycznej, znamienny tym, że za pomocą pulsacyjnych strumieni energii (19) perforuje się poprzez odparowywanie metalu w obszarze strumieni energii (19) umieszczone w strukturze warstwowej (1), stykające się z warstwą dielektryczną (3) warstwy metaliczne (6; 11), nie powodując dalszego uszkodzenia struktury warstwowej (1), przy czym poprzez perforację warstw metalicznych (6; 11) w strukturze warstwowej (1) wytwarza się przezroczyste miejsca (7).

16. Sposób według zastrz. 15, znamienny tym, że stykające się z warstwą dielektryczną (3) warstwy metaliczne (6; 11) perforuje się w rastrze punktowym lub liniowym, przy czym gęstość rastra punktowego lub liniowego zmienia się lokalnie według zadanego wzoru.

PL 202 500 B1

17. Sposób według zastrz. 15 albo 16, znamienny tym, że przezroczyste miejsca (7) względnie pozostające, odbijające promieniowanie, częściowe powierzchnie (36) wytwarza się w postaci znaków alfanumerycznych (33).

18. Sposób według zastrz. 15 albo 16, znamienny tym, że warstwy metaliczne (6; 11) folii dekoracyjnej perforuje się lokalnie dopiero po naklejeniu struktury warstwowej (1) na zaopatrzoną we wskaźniki (8) powierzchnię (29) dowodu (28).