RO125841B1 - PROCEDEU DE IMPRIMARE MULTIPLA A MICRO- Șl NANOSTRUCTURILOR ÎN RELIEF - Google Patents

Description

Invenția se referă ia un procedeu de imprimare multiplă a micro- și nanostructurilor în relief, inclusiv a elementelor optic variabile, pe materiale deformabile plastic sau termoformabile.

Reliefurile imprimate cu matrițe diferite pot să reprezinte elemente optic variabile, situație în care, prin suprapunerea parțială sau totală a acestora, rezultă efecte optice suplimentare care nu există în niciunul dintre modelele matrițelor.

Este cunoscută imprimarea microstructurilor în relief pe folii termoplastice prin presare cu o matriță încălzită (U.S. Pat. 4547141, U.S. 2005/0263253 A1). Micro- și nanostructurile imprimate în relief pe suprafața unui material deformabil sunt folosite la realizarea elementelor de siguranță pentru documente de valoare (bancnote, pașapoarte, cârduri bancare, legitimații de acces ș.a.), etichete pentru marcarea produselor originale și alte aplicații asemănătoare, unde se dorește preîntâmpinarea falsificării sau copierii. Identificarea contrafacerilor se poate face atât cu aparatură specializată, cât și cu ochiul liber, datorită unor efecte optice produse de suprapunerea multiplă a elementelor micro- și nanostructurilor.

Relieful imprimat poate conține imagini, caractere alfanumerice cu dimensiuni obișnuite sau microscopice, microtexte ce pot fi citite numai cu aparate optice, holograme ce permit reconstituirea unor imagini sub acțiunea radiației laser etc. De asemenea, prin difracția luminii albe pe elementele microreliefului cu dimensiuni de ordinul sutelor de nanometri, privitorul percepe schimbări de culoare ale suprafeței atunci când aceasta este înclinată sau rotită (așa-numitele elemente optic variabile), ori se pot crea irizații, efecte de relief, cât și apariția și dispariția unor elemente din imagine.

Realizarea micro- și nanostructurilorîn relief implică mai multe etape: expunerea unui mediu de înregistrare optic (de exemplu, fotorezist sau emulsie fotografică) la acțiunea unui factor fizic (fascicul de electroni, radiație ultravioletă, lumină etc.), prelucrarea mediului (developare, corodare) și copierea microreliefului pe un strat metalic dur, obținând astfel o matriță. Urmează multiplicarea prin imprimarea reliefului de pe matriță (embosarea) pe un material deformabil sub acțiunea presiunii ori a presiunii combinate cu căldura (termoformare).

Dispozitivele de imprimare în relief uzuale au în componență un cilindru pe a cărui suprafață laterală este fixată matrița metalică încălzită sau nu; cilindrul este în contact strâns cu un ait cilindru de contrapresiune, iar folia de material pe care urmează să se facă imprimarea este trecută printre cei doi cilindri care se rotesc cu aceeași viteză, în sensuri opuse. Sub acțiunea presiunii și, după caz, a căldurii, negativul microreliefului de pe suprafața matriței este imprimat pe suprafața foliei fără alterări semnificative.

Dezavantajul soluțiilor prezentate anterior constă în imprimarea printr-o singură operație și cu o singură matriță, fapt care lasă o posibilitate de copiere a microreliefului imprimat, în scopul contrafacerii.

Problema tehnică va consta în mărirea complexității modului de imprimare pentru a crește gradul de siguranță față de copieri și falsificări.

Procedeul de imprimare multiplă a micro- și nanostructurilor în relief, conform invenției, rezolvă problema tehnică menționată, prin faptul că mărește complexitatea modelului imprimat și scade posibilitatea de contrafacere.

Procedeul de imprimare multiplă a micro- și nanostructurilor în relief, inclusiv a elementelor optic variabile, pe materiale deformabile plastic sau termoformabile, conform invenției, constă în efectuarea de imprimări succesive, astfel, după efectuarea unei prime imprimări în relief, prin presarea unei matrițe încălzite, se asigură răcirea forțată sau naturală a materialului pe care s-a efectuat imprimarea, se efectuează imprimarea cu altă matriță, de

RO 125841 Β1 asemenea, încălzită, pe aceeași față a materialului, cu suprapunerea parțială sau totală a 1 imprimărilor, microreiieful imprimat inițial nu dispare, ci numai se atenuează, datorită deformării remanente a materialului, iar imprimarea poate fi continuată de câteva ori într-un 3 mod similar, cu alte matrițe.

Imprimarea dublă se face fără ca a doua imprimare să șteargă efectiv structurile 5 rezultate din prima imprimare, astfel încât pe suprafața rezultată ambele structuri sunt combinate la nivel nanometric. 7

Suprapunerea a două imagini difractive (nanostructurile în relief), realizată în acest mod, duce la creșterea nivelului de securizare, niciunui dintre providerii fiecărei 9 matrițe/imagini nu poate reproduce rezultatul dublei imprimări, acest lucru fiind preferabil pentru documente gen pașapoarte sau bancnote. Tot pentru creșterea nivelului de 11 securizare, tehnologiile de realizare a matrițelor/imagini lor pot să fie diferite, de tipul “e-beam writing” și holografie clasică. 13

Procedeul de imprimare multiplă a micro- și nanostructurilor în relief, conform invenției, prezintă următoarele avantaje: 15

- mărește complexitatea modelului imprimat și scade posibilitatea de contrafacere prin utilizarea mai multor matrițe care pot fi fabricate de producători diferiți în locuri diferite; 17

- micro- și nanoreiiefurile imprimate cu matrițe diferite, prin suprapunerea parțială sau totală a acestora, produc efecte optice suplimentare care nu există în niciunui dintre 19 modelele inițiale ale matrițelor.

Se dă în continuare un exemplu de realizare a invenției, pe o instalație uzuală de 21 imprimare în relief pe folie, în legătură cu fig. 1 ...9, ce reprezintă:

- fig. 1, imprimarea multiplă cu două matrițe, pe o instalație uzuală de imprimare în 23 relief pe folie termoformabilă;

- fig. 2, imagine pentru o matriță generată prin sistem e-beam de scriere directă; 25

- fig. 3, imagine pentru o a doua matriță generată prin expunere cu interferență laser;

- fig. 4-9, imagini realizate după aplicarea procedeului de imprimare multiplă. 27 în fig. 1 este exemplificată imprimarea multiplă eu două matrițe, pe o instalație uzuală de imprimare în relief pe folie termoformabilă. Folia 1 se derulează de pe o rolă debitoare 2 29 pe o rolă receptoare 3. Folia este antrenată între un cilindru 4 și un contracilindru de presiune 5. Pe suprafața laterală a cilindrului 4 este fixată o primă matriță metalică încălzită 31

6, care, după presarea pe folie, imprimă amprenta 7 conținând micro- sau nanostructuri în relief. In continuare folia este răcită și apoi trece între cilindrul 8 și contracilindrul 9. Pe 33 cilindrul 8 este fixată o a doua matriță metalică încălzită 10. Amprenta 11a acesteia, cu alte micro- sau nanostructuri în relief, se suprapune total sau parțial peste amprenta 7 a primei 35 matrițe, pe aceeași față a foliei.

Presiunea și, dacă este cazul, temperatura imprimărilor succesive pot fi alese pentru 37 a varia intensitatea structurilor imprimate. Acești parametri se stabilesc în funcție de remanența deformării materialului pe care se face imprimarea. 39

Procedeul de imprimare multiplă a micro- și nanostructurilor în relief, conform invenției, constă în imprimarea pe aceeași față a materialului, cu matrițe diferite, a unor 41 micro- sau nanostructuri în relief, suprapuse parțial sau total. Procedeul de imprimare multiplă a micro- și nanostructurilor în relief, inclusiv a elementelor optic variabile, pe 43 materiale deformabile plastic sau termoformabile, constă în efectuarea de imprimări succesive, care se suprapun parțial sau total, care se fac prin presare cu matrițe diferite pe 45 aceeași față a materialului, la cald sau la rece, după natura materialului, între presările la cald asigurându-se răcirea materialului. Reliefurile imprimate cu matrițe diferite pot sa 47

RO 125841 Β1 reprezinte elemente optic variabile, situație în care, prin suprapunerea parțială sau totală a acestora, rezultă efecte optice suplimentare, care nu există în niciunul dintre modelele matrițelor. Supraimprimarea nanostructurilor difractive se face cu frecvența de repetare între 400 și 1600 nanometri, și cu o adâncime între 150 și 250 nanometri, astfel încât pe suprafața rezultat ambele structuri sunt combinate la nivel nanometric. Imprimarea dublă se face fără ca a doua imprimare să șteargă efectiv structurile rezultate din prima imprimare, prin folosirea de materiale adecvate pentru contracilindrii, cât și prin controlul foarte precis al parametrilor ce guvernează acest proces, și anume, viteză, temperatură, presiune și materiale. Suprapunerea a două imagini difractive (nanostructurile în relief), realizată în acest mod, duce la creșterea nivelului de securizare, niciunul dintre providerii fiecărei matrițe/imagini nu poate reproduce rezultatul dublei imprimări, acest lucru fiind preferabil pentru documente gen pașapoarte sau bancnote. Tot pentru creșterea nivelului de securizare, tehnologiile de realizare a matrițelor/imaginilor pot să fie diferite, de tipul “e-beam writing” și holografie clasică.

Efectul este ilustrat prin fig. 2-9, ce prezintă imagini realizate la microscopul electronic cu baleiaj (SEM) pentru mostra Mi, cât și separat, pentru cele două matrițe/imagini originale.

Secvența de lucru prin procedeul de imprimare multiplă a micro- și nanostructurilor în relief, conform invenției, pentru un material termoformabil, este următoarea:

- se efectuează o primă imprimare în relief prin presarea unei matrițe încălzite peste material;

- se asigură răcirea forțată sau naturală a materialului pe care s-a efectuat imprimarea;

- se efectuează imprimarea cu altă matriță, de asemenea, încălzită, pe aceeași față a materialului, cu suprapunerea parțială sau totală a imprimărilor. Datorită deformării remanente a materialului, microrelieful imprimat inițial nu dispare, ci numai se atenuează;

- imprimarea poate fi continuată de câteva ori într-un mod similar, cu alte matrițe, în cazul materialului deformabil plastic, se procedează în mod similar, dar fără încălzirea matrițelor și fără răcirea materialului între două imprimări succesive.

Claims (1)

1. Revendicare 1

   Procedeu de imprimare multiplă a micro- și nanostructurilor în relief, inclusiv a 3 elementelor optic variabile, pe materiale deformabile plastic sau termoformabiie, în care se efectuează imprimări succesive, astfel că, după efectuarea unei prime imprimări în relief prin 5 presarea unei matrițe încălzite, se asigură răcirea materialului pe care s-a efectuat imprimarea, se efectuează imprimarea cu altă matriță, de asemenea, încălzită, pe aceeași 7 față a materialului, caracterizat prin aceea că are loc suprapunerea parțială sau totală a imprimărilor, microrelieful imprimat inițial nu dispare, ci se atenuează, datorită deformării 9 remanente a materialului, iar imprimarea poate fi continuată de câteva ori într-un mod similar, cu alte matrițe. 11