Печатный носитель со слоем с оптическим двойным лучепреломлением

Печатный носитель со слоем с оптическим двойным лучепреломлением

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к печатному носителю, в частности этикеткам, акцизным маркам, носителям информации или данных, входным билетам, электронным платежным карточкам и пр. и к способу изготовления такого печатного носителя.

Из уровня техники известно применение печатного носителя, например, для защиты и определения подлинности любых изделий, например программных продуктов, платежных карточек и пр. Здесь известно в том числе применение тисненых изображений, также в форме бескрасочных тиснений или в сочетании с тиснеными голограммами, которые с трудом поддаются фальсификации.

В описании заявки до проведения экспертизы DE 198 45552 А1 описывается печатный носитель, такой, например, как ценные бумаги, банковские билеты, удостоверения личности и пр., снабженные тиснением в предварительно заданной области. По меньшей мере, часть тиснения имеет форму наклонной плоскости. Дополнительно область печатного носителя, на которой выполнено тиснение, снабжена, по меньшей мере, одним слоем краски или многослойным красочным покрытием, оптическое восприятие которого варьирует в связи с наклонной плоскостью в зависимости от угла наблюдения, чтобы сделать таким образом для наблюдателя тиснение более различимым в зависимости от угла наблюдения.

Все известные из уровня техники печатные носители имеют тот недостаток, что защита продукта сразу же различима невооруженным глазом, так как печатный носитель резко отличается от фона, соответственно тиснение на печатном носителе резко отличается от остальной поверхности печатного носителя. Фальсификатор сразу же понимает, что для подделки изделия необходимо подделать лишь определенный печатный носитель. Подделки таких печатных носителей могут быть выполнены настолько профессионально, что как для неосведомленного лица, так и для специалиста бывает отчасти трудно отличить фальсифицированный продукт от подлинного продукта.

Задачей изобретения является создание такого печатного носителя и способа его изготовления, который при рассматривании невооруженным глазом не обнаруживает различие отдельных областей, соответственно при простом осмотре не может быть обнаружено защитное тисненное изображение (надпечатка), так что защиту изделия, например, нельзя распознать на печатном носителе.

Ввиду неявной распознаваемости защищенности изделия на таком печатном носителе подделка для фальсификатора значительно затрудняется, но в то же время можно сразу же и просто обнаружить подделку без признака согласно изобретению.

Эта задача в соответствии с изобретением решается тем, что печатный носитель, по меньшей мере, частично снабжен прозрачным анизотропным слоем, в частности оптически бесцветным слоем с двойным лучепреломлением, в частности нанесенным на структуру со слоевой ориентацией.

Такой печатный носитель может быть изготовлен таким образом, что, по меньшей мере, на одну частичную область печатного носителя, имеющего по меньшей мере одну структуру со слоевой ориентацией, методом печати наносится анизотропный слой, в частности слой с двойным лучепреломлением, например, из нематогенных жидких кристаллов. Могут использоваться также смектические и хирально нематические жидкие кристаллы.

В отличие от уровня техники, например, согласно описанию заявки до проведения экспертизы DE 198 45552 А1 надпечатка или тиснение, выполненные способом в соответствии с изобретением, сразу же не бросаются в глаза и не могут быть обнаружены или соответственно не могут быть легко обнаружены невооруженным глазом, так как анизотропный слой является прозрачным, предпочтительно бесцветным, и поэтому оптическое восприятие создается в сущности за счет печатного носителя, который просматривается через слой, то есть за счет его цветового и структурного представления.

В данном случае отсутствует какой бы то ни было зависящий от угла обозрения цветовой эффект, а сложные для изготовления наклонные плоскости, обеспечивающие цветовой эффект в зависимости от угла обозрения, могут, но не обязательно должны присутствовать. Более того, речь идет согласно изобретению о надпечатке, под которой понимается также тиснение, которое без вспомогательных средств, в частности оптических, на ощупь или визуально никоим образом неотличимо от бескрасочного тиснения или тиснения на основе имеющихся на рынке оптически изотропных прозрачных лаков. Таким образом, в надпечатке может быть интегрирована или представлена скрытая информация, которая выявляется через становящимися оптически очевидными различия между анизотропным слоем и другими областями, соответственно также через различия внутри анизотропного слоя.

Изобретение может быть использовано, например, при печатании требующих защиты документов, таких как, например, банковские билеты, ценные бумаги, кредитные карточки и удостоверения личности. Здесь уже сам печатный носитель может быть защищаемым продуктом, как это, например, имеет место в случае с денежными знаками или кредитными карточками, или печатный носитель наносится как дополнительный признак защиты или печатный носитель в форме так называемой защитной марки (tag) может навешиваться на любой товар или прикрепляться к нему.

Прозрачный анизотропный слой имеет, например, оптические поляризационные эффекты, которые не могут восприниматься, например, невооруженным глазом, но которые могут быть обнаружены при использовании вспомогательных средств, например, когда речь идет о свойстве двойного лучепреломления, при помощи поляризационного фильтра линейного или циркулярного типа, в частности, при использовании такого вспомогательного средства они могут стать видимыми невооруженным глазом.

Особенно предпочтительным может быть использование в качестве анизотропного слоя со свойством двойного лучепреломления жидких кристаллов, например нематических жидких кристаллов, соответственно в том числе лаков, которые содержат такие жидкие кристаллы и при надпечатке или тиснении обеспечивают такое жидкокристаллическое покрытие на печатном носителе. Такие отверждаемые облучением жидкокристаллические смеси изготавливаются, например, фирмой Merck KGaA. Эти смеси практически невидимы после нанесения на печатный носитель, однако на соответствующем фоне, например отражающем печатном носителе, и при использовании вспомогательных средств в форме линейных или циркулярных поляризаторов обеспечивают ярко выраженные визуальные оптические эффекты.

Такой жидкокристаллический слой может быть нанесен, например, посредством тисненой надпечатки предпочтительно на металлический печатный носитель с зеркальным блеском, при этом полученные в результате покрытия, например, нематиком могут фиксироваться на длительное время соответствующим методом, например облучением УФ-светом.

При рассматривании невооруженным глазом эти тисненые надпечатки ни коим образом не отличаются от соответствующих бескрасочных тиснений или таких тисненых надпечаток, которые выполнены с использованием имеющихся на рынке прозрачных лаков. Следовательно, они имеют вызванные игрой светотеней обычные трехмерные изображения, однако даже за счет создания дополнительного контраста или зависящего от угла наблюдения цветового эффекта они ни в коей мере не делают тиснение оптически более наглядным. Различие невозможно обнаружить даже на ощупь.

И только при осмотре с помощью линейного или циркулярного поляризатора тисненые надпечатки, полученные с использованием нематических смесей, становятся более или менее оптически различимыми, например, за счет блеска красок. При этом цветные изображения могут зависеть дополнительно в значительной мере от (угла) положения поляризатора.

Имеющиеся различия могут быть обнаружены не только глазом наблюдателя, но также машинным способом, например, при помощи детекторов для различных направлений поляризации отраженного света, так что возможен также автоматический контроль печатного носителя согласно изобретению.

Причиной такого поведения жидкокристаллических компонентов является их пространственная ориентация, которая в свою очередь в значительной степени обусловлена действующими во время процесса тиснения силами, в частности срезающими усилиями, а также соответствующими микроструктурами печатных носителей или инструментов тиснения.

Следовательно, при разделении тисненого изображения на различные пространственно разграниченные (частичные) области и при участии в создании тисненого изображения ориентирующих в отдельных областях, отличающихся между собой по своей направленности сил, или в случае структурирования отдельных определенных областей печатного носителя или инструментов для тиснения соответственно в различных направлениях создается тисненое изображение, области которого при осмотре с помощью поляризатора отличаются различными оптическими эффектами.

Тисненые надпечатки согласно изобретению особенно отличаются тем, что в присутствии бескрасочных тиснений или тиснений на основе имеющихся на рынке прозрачных лаков неразличимы невооруженным глазом. Но в действительности они предлагают оптическую информацию, которая становится видимой или может быть обнаружена, например, при помощи поляризатора. Следовательно, изобретение может быть использовано в надпечатках для защиты, например, ценных бумаг, банковских билетов и кредитных карточек, соответственно для повышения защищенности от подделки соответствующих документов.

Таким образом, печатный носитель наряду с, по меньшей мере, одной частичной областью с анизотропным слоем предпочтительно включает, по меньшей мере, одну частичную область с бескрасочным тиснением и/или одну непокрытую рельефную область, и/или, по меньшей мере, одну частичную область с имеющимся на рынке оптически изотропным прозрачным лаком.

Печатные или тисненые структуры согласно изобретению могут быть особенно просто получены, например, методом модифицированной флексографской печати. При этом прокатывание жесткого клише, например, с твердостью D примерно 60-70 по Шору осуществляется по предпочтительно отражающему износостойкому деформируемому печатному носителю, соответственно материалу для печати, при этом прижимающий цилиндр оснащен эластичным резиновым полотнищем, например, с твердостью А примерно 50-60 по Шору.

Глубина тиснений регулируется ростом давления прижима. Дополнительно, например, печатные или тисненные структуры могут быть получены за счет варьирования толщины клише в одном и том же отпечатке области с различной глубиной тиснения. В зависимости от того, осуществляется печать печатным средством при помощи клише, и если да, то получаются либо бескрасочные тиснения, либо тиснения, которые покрываются, например, изотропными лаками или особенно важными в данной связи, например, нематическими жидкокристаллическими пленками с оптически двойным лучепреломлением.

В основе последних лежат, например, нематогенные жидкокристаллические смеси, которые изготавливаются, например, фирмой Merck KGaA и могут использоваться, например, в форме их расплавов при температуре примерно 60-70°C или в форме их растворов в органических растворителях.

Далее, изготовление тиснения согласно изобретению может быть осуществлено соответственно любым инструментом для тиснения. Оно может осуществляться рельефно, например, металлографской печатью, при этом тисненные структуры гравируются известным способом на металлической пластине. В патентной публикации WO 97/48555, например, описывается электронный способ изготовления такого рода металлографских пластин. В процессе печати материал для печати вдавливается в углубления гравированной металлической пластины и таким образом устойчиво формируется. Для получения бескрасочного тиснения в процессе печати эти печатные формы не заполняются печатным средством, а используются лишь для того, чтобы формировать, то есть осуществлять тиснение на материале для печати.

Независимо от того, изготавливается ли таким способом углубленное или рельефное тиснение, для наблюдателя невозможно невооруженным глазом отличить, например, бескрасочное тиснение от тиснения с использованием имеющихся на рынке (оптически изотропных) прозрачных лаков или от тиснения с использованием нематогенных жидкокристаллических смесей. Наблюдателю предстает скорее единая тисненая структура, передающая в результате игры светотеней обычные трехмерные оптические изображения.

Вместе с тем в результате, например, миниатюризации и пересечения отдельных запечатанных областей посредством многократного запечатывания получается значительная микроструктура, которую трудно фальсифицировать и которая выявляется в форме различных зависящих от угла обзора оптических эффектов только при рассматривании с помощью линейного или циркулярного поляризатора.

В типичной практике, когда серебристая, невытянутая полиэтиленовая пленка с зеркальным блеском подвергается тиснению, например, как печатный носитель с использованием нематогенного жидкокристаллического расплава при температуре 60°С, наблюдателю, пользующемуся линейным поляризатором в положении 0° предстают лишь тисненые области в голубом цвете, покрытые нематической жидкокристаллической пленкой. Все другие области не отличаются от того, как если бы они рассматривались без поляризатора. При вращении поляризатора на 45° голубой цвет изображения изменяется на желто-красный.

Аналогичные цветные изображения видны при анализе тисненого отпечатка с помощью циркулярного поляризатора. Здесь цветные изображения в зависимости от положения поляризатора изменяются, например, между блестящим золотым и блестящим серебристо-голубым цветами. Вместе с тем возможны также случаи, когда в зависимости от положения поляризатора цвета не претерпевают значительных изменений, или бывают случаи, когда не каждые 45°, а, в частности, каждые 90° цвет лишь незначительно изменяется между, например, близким к темно-коричневому и близким к светло-коричневому.

В целом это (динамическое) поведение цвета зависит от множества факторов, к которым можно отнести, например, свойства печатных носителей, используемый способ печати, свойство перехода и смачивания (Verlaufs- und Benetzungseigenschaft) жидкокристаллической краски, а также толщину, однородность и микроструктуру полученной жидкокристаллической пленки.

В целом нематические пленки, например, предстают при обзоре с помощью циркулярного поляризатора отражающими значительно сильнее, чем при использовании линейного поляризатора. Изменение угла наблюдения ни в коем случае не имеет влияния на соответственно полученное цветное изображение.

Особый вариант реализации способа имеет место, когда используются, например, вышеупомянутый модифицированный флексографский способ печати или аналогичные способы, которые в процессе тиснения требуют применения силы, например срезающего усилия, на (нематогенные) жидкокристаллические пленки и инструменты тиснения которых структурированы таким образом, что микроскопическая ориентация компонентов полученной жидкокристаллической пленки поддерживается в предпочтительном направлении.

Если, например, при использовании нематогенной жидкокристаллической смеси вслед за первым прогоном тиснения происходит вращение изображения на угол предпочтительно 45°, а затем следует другой прогон, наблюдателю при анализе с помощью линейного или циркулярного поляризатора представляется двухцветное тисненое изображение. Многоцветные тиснения становятся возможными, когда используется весь диапазон между возможными цветными изображениями.

Давление прижима и, следовательно, глубина тиснения также могут быть уменьшены по усмотрению так, что тисненые структуры больше не будут неразличимы невооруженным глазом, но несмотря на это сохраняется ориентация жидких кристаллов, в результате чего при использовании поляризатора, по меньшей мере, проявляются соответствующие цветные изображения.

Для всех вариантов реализации согласно изобретению существенным является то, что анизотропный слой, в частности слой с двойным лучепреломлением, например, из нематогенных жидких кристаллов при любом способе печати наносится, по меньшей мере, на одну частичную область печатного носителя, имеющего, по меньшей мере, одну структуру со слоевой ориентацией.

Через структуру на жидкие кристаллы анизотропного жидкокристаллического слоя, по меньшей мере, в одном направлении может действовать сила, которая приводит к выравниванию жидких кристаллов, в частности, вдоль соответственно действующей силы.

До или во время печатания анизотропного слоя одна или несколько таких структур могут быть нанесены на запечатываемую область печатного носителя. Поэтому используемые здесь печатные носители могут поставляться с уже готовой такой структурой или снабжаются такой структурой только в печатной машине, например, во время нанесения печатного средства.

Происхождение и тип структуры в сущности не имеют значения, поскольку они обладают свойством способствовать слоевой ориентации анизотропного слоя, то есть, например, кристаллической ориентации жидких кристаллов. Поэтому печатный носитель может быть снабжен механической структурой и/или электростатической структурой или потенциальным рельефом, т.е. распределением зарядов в соответствии с передаваемой оптической картиной. Также могут быть нанесены отдельные слои ориентации перед жидкокристаллическим слоем. Изменения или целевые выравнивания кристаллической ориентации могут осуществляться также путем локального подогрева нанесенного жидкокристаллического слоя или путем наложения электрических и/или магнитных полей.

Другие формы реализации способа, например, изготовления печатного носителя согласно изобретению, касаются, например:

- изготовления положительных и отрицательных тиснений на одном и том же изображении (отпечатке),

- усовершенствования оптически анизотропных или разноцветных печатных носителей способом согласно изобретению,

- использования предварительно не тисненых печатных носителей с заданными и локально определенными направлениями ориентации различного рода для мезогенных систем,

- надпечатки или нанесения на предварительно тисненые печатные носители также голографических структур и пр., например, произведенных методами литья под давлением или другими методами формования рельефных структур, например, с использованием нематических жидкокристаллических смесей, при этом, в частности, структурирования тисненых областей или рельефов могут способствовать ориентации текстур оптически анизотропных жидкокристаллических пленок,

- изготовления различных, толстых, оптически анизотропных жидкокристаллических пленок на одном и том же тисненом изображении, в результате чего создаются другие цветовые эффекты,

- нанесения дополнительного прозрачного, оптически изотропного или анизотропного покровного лакового слоя, пленки и пр., например, с целью защиты от царапин или повышения защищенности тиснения от фальсификации,

- последующего тиснения частично или полностью отвержденных, оптически анизотропных, например, нематических жидкокристаллических пленок,

- надпечатки тиснений на прозрачном печатном носителе и запечатки обратной стороны этих обработанных таким образом печатных носителей, например, отражающими красками,

- надпечатки или покрытия на первом этапе пленочной подложки предпочтительно полностью отвержденнной нематической жидкокристаллической пленкой, при этом параметры способа изготовления регулируются таким образом, что между пленочной подложкой и жидкокристаллической пленкой создается лишь одна определенная незначительная, но достаточная когезия.

Перенос определенных участков жидкокристаллической пленки во втором этапе на печатный носитель посредством обработки обратной стороны соответственно запечатанной или покрытой пленочной подложки соответствующими инструментами тиснения, причем этот процесс может осуществляться как при комнатной температуре, так и при более низких или более высоких температурах, а также при воздействии лишь очень незначительных усилий тиснения. Согласно способу изготовления предпочитается печатный носитель, поддающийся деформации, имеющий повышенную относительно пленочной подложки адгезию и способный отражать свет таким образом, что с помощью поляризатора становятся видимыми оптические эффекты согласно изобретению.

Примеры реализации и преимущества изобретения поясняются на основании фигур 1а, 1b, 1с и 2а, 2b, 2с. Они представлены не в масштабе, лишь схематически передают цветные изображения и служат только для наглядного представления изобретения.

На фиг. 1а показаны схематично тиснение согласно изобретению на серебристом печатном носителе с зеркальным блеском и различимое без оптического вспомогательного средства упрощенно представленное цветное изображение. Видна в сущности только тисненая структура, но не видны цветовые различия между областями ВР бескрасочного тиснения без всякого лакового слоя, P+LC тиснения с жидкокристаллическим слоем, P+KL тиснения с изотропным прозрачным лаком и нетисненой областью LC, включающей лишь жидкокристаллический слой.

На фиг. 1b показаны то же тиснение согласно изобретению, что и на фиг. 1, на серебристом печатном носителе с зеркальным блеском и упрощенно представленное в качестве примера различимое с помощью линейного поляризатора в положении 0° цветное изображение. Здесь наблюдаются цветовые различия на основании ориентации кристаллов между тисненой областью P+LC и нетисненой областью LC. Эта область выполнена жирной линией.

На фиг. 1с показаны то же тиснение согласно изобретению, что и на фиг. 1а, на серебристом печатном носителе с зеркальным блеском и упрощенно представленное различимое с помощью линейного поляризатора в данном случае в положении 45° цветное изображение. Здесь области P+LC и область LC имеют другое цветное изображение, чем на фиг. 1b, в связи с измененным положением поляризатора. Это другое цветное изображение представлено жирными пунктирными линиями.

На фиг. 2а показаны тиснение согласно изобретению на серебристом печатном носителе с зеркальным блеском и упрощенно представленное различимое без использования вспомогательного средства цветное изображение. Здесь опять видно, что без поляризующего вспомогательного средства цветное изображение для области KL (изотропный прозрачный лак без тиснения), P1/P2+LC (тиснения 1/2 с жидким кристаллом), P+KL (тиснение с изотропным прозрачным лаком) ВР (жидкий кристалл без тиснения) везде идентично.

На фиг. 2b показаны тиснение 2а согласно изобретению на серебристом печатном носителе с зеркальным блеском и упрощенно представленное в качестве примера различимое с помощью линейного поляризатора в положении 0° цветное изображение. Области KL и P+KL не выявляют никаких изменений цветного изображения, так как здесь был использован лишь изотропный прозрачный лак. Напротив, области P1+LC и P2+LC имеют теперь два разных цветных изображения, так как в этих областях тиснения отличаются тем, что имеют разную ориентацию жидких кристаллов. Цветное изображение области LC может соответствовать изображению области P1+LC.

На фиг. 2с показаны тиснение 2а согласно изобретению на серебристом печатном носителе с зеркальным блеском и упрощенно представленное в качестве примера различимое с помощью линейного поляризатора в данном случае в положении 45° цветное изображение. Опять наблюдаются разные цветные изображения в покрытых жидким кристаллом областях P1+LC, P2+LC и LC. Здесь в связи с изменением положения поляризатора цветное изображение зеркально перевернуто относительно фиг. 2b.

1. Печатный носитель, содержащий, по меньшей мере, одну частичную область с прозрачным анизотропным слоем, отличающийся тем, что указанный слой наносится методом печати на структуру со слоевой ориентацией до и/или во время процесса впечатывания указанного слоя, сформированную инструментами для печати и/или для тиснения, указанный носитель содержит, по меньшей мере, одну частичную область с бескрасочным тиснением и/или непокрытую рельефом, и/или с тиснением стандартным оптическим изотропным прозрачным лаком, при этом все частичные области при рассматривании их невооруженным глазом независимо от угла обзора проявляют неделимое по частичным областям оптическое изображение.

2. Печатный носитель по п.1, отличающийся тем, что анизотропный слой включает бесцветные нематические жидкие кристаллы с двойным лучепреломлением.

3. Печатный носитель по п.1, отличающийся тем, что включает частичную область со стандартным оптическим изотропным прозрачным лаком.

4. Печатный носитель по п.1, отличающийся тем, что частичная область, снабженная оптическим анизотропным лаком, выполнена с возможностью распознавания вспомогательным оптическим средством.

5. Печатный носитель по п.1, отличающийся тем, что по меньшей мере одна частичная область с оптически анизотропным слоем, имеет заданные разграниченные между собой участки с различной слоевой ориентацией, в результате чего, в частности, при использовании оптического вспомогательного средства, возникают определенные разграниченные между собой участки с различными цветными изображениями.

6. Способ изготовления печатного носителя с нанесенным на него, по меньшей мере на частичные области оптически анизотропным слоем, отличающийся тем, что анизотропный слой наносится методом печати, по меньшей мере, на одну частичную область печатного носителя, который имеет, по меньшей мере, одну структуру со слоевой ориентацией, сформированную инструментами для печати и/или для тиснения до и/или во время процесса впечатывания указанного анизотропного слоя, при этом в непосредственной близости с этой, по меньшей мере, одной частичной областью создается, по меньшей мере, одна дополнительная частичная область с бескрасочным тиснением и/или с тиснением оптическим изотропным прозрачным лаком, при этом все частичные области при рассматривании их невооруженным глазом, независимо от угла обзора проявляют неделимое по частичным областям оптическое изображение.

7. Способ по п.6, отличающийся тем, что через указанную структуру на жидкие кристаллы анизотропного жидкокристаллического слоя по меньшей мере в одном направлении действует сила, которая приводит, в частности перед отверждением анизотропного слоя, к выравниванию жидких кристаллов, в частности вдоль соответственно действующей силы.

8. Способ по п.6 или 7, отличающийся тем, что область, подлежащая процессу впечатывания, снабжается механической структурой и/или электростатической структурой или потенциальным рельефом, при этом такая структура обеспечивает одну или несколько различных ориентации анизотропного слоя.

9. Способ по п.6, отличающийся тем, что структура со слоевой ориентацией создается печатным валиком.

10. Способ по п.6, отличающийся тем, что после процесса впечатывания печатный носитель поворачивается на угол, вслед за чем следует по меньшей мере еще один процесс впечатывания.