Маркированное лазером устройство

Маркированное лазером устройство

Иллюстрации

Показать все

Реферат

РОДСТВЕННАЯ ЗАЯВКА

Эта заявка заявляет приоритет Предварительной патентной заявки США под регистрационным номером 61/437,157, поданной 28 января 2011 г., которая включена в полном объеме путем ссылки.

ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение в целом касается маркированного лазером устройства, то есть оптического устройства, проецирующего одно или несколько искусственно увеличенных изображений, маркированных одним или несколькими лазерными статическими двухмерными (2D) изображениями.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ И КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Микрооптические пленочные материалы, проецирующие искусственные изображения, в целом включают (а) светопроводящий полимерный субстрат, (б) множество микроскопических пиктограмм, расположенных на полимерном субстрате или внутри него, и (в) множество фокусирующих элементов (например, микролинз). Множества пиктограмм и фокусирующих элементов сконфигурированы таким образом, что при наблюдении множества пиктограмм через множество фокусирующих элементов проецируются одно или несколько искусственных изображений. Эти спроецированные изображения могут демонстрировать разные оптические эффекты. Конструкции материалов, способные создавать такие эффекты, описываются в Патенте США №7,333,268, выданном Steenblik et al., Патенте США №7,468,842, выданном Steenblik et al., Патенте США №7,738,175, выданном Steenblik et al., Патенте США №7,830,627, выданном Commander et al., Публикации патентной заявки США №2009/0008923 от имени Kaule et al.; Публикации патентной заявки США №2010/0177094 от имени Kaule et al.; Публикации патентной заявки США №2010/0182221 от имени Kaule et al.; Европейской патентной заявки №08784548.3 (или Европейской публикации №2162294) от имени Kaule et al.; и Европейской патентной заявки №08759342.2 (или Европейской публикации №2164713) от имени Kaule.

Эти пленочные материалы могут применяться в качестве защитных устройств для установления подлинности банкнот, защищенных документов и продуктов. Для банкнот и защищенных документов эти материалы обычно применяются в форме ленты или нити и либо частично встраиваются в банкноту или документ, либо наносятся на их поверхность. Для паспортов или других удостоверяющих (ID) документах эти материалы могут применяться как полностью ламинирующие или встроенные в качестве противофальсификационной особенности в поликарбонатных паспортах.

Защищенные документы, состоящие из сплавленных многослойных полимерных пленочных материалов, в последние годы приобретают все большую популярность. К распространенным формам этих защищенных документов относятся страницы с паспортными данными и идентификационные карточки, в которых несколько слоев поликарбоната, полиэтилентерефталата (PET), модифицированного гликолем полиэтилентерефталата (PETG) и других термопластичных полимеров сплавлены вместе для образования надежной неделимой структуры. Такие продукты часто состоят из многих слоев одного типа полимера, такого как поликарбонат, причем некоторые из слоев содержат различные поликарбонатные композиции. Некоторые из различных композиций слоев включают непрозрачные слои и прозрачные слои. Прозрачные слои необязательно могут содержать маркируемые лазером материалы.

Цель настоящего изобретения состоит в повышении сложности и, таким образом, защиты от подделок этих защищенных документов путем включения маркируемых лазером или маркированных лазером оптических (например, микрооптических) пленочных материалов. Маркированные лазером статические двухмерные изображения в этих пленочных материалах, на них или под ними, помогают определять подлинность документов (например, документов, обладающих финансовой ценностью, удостоверяющих личность документов, незащищенных документов) и продуктов, на которых они используются. Материалы согласно изобретению могут использоваться непосредственно с целью продвижения бренда (например, в качестве товарного ярлыка (или его части) при помощи маркированного лазером двухмерного изображения, представляющего, например, логотип компании или другой идентификатор бренда.

Лазерная персонализация широко используется в качестве средства добавления индивидуализированных данных персонализации к защищенным документам в пункте выдачи. Это средство персонализации также защищает защищенный документ, выдаваемый правительством или юридическим лицом, позволяя выдающей стороне персонализировать документ личной информацией предусмотренного получателя. Благодаря настоящему изобретению этот тип средств персонализации был включен в пленочный материал, приемлемый для использования с защищенными документами, на нем или под ним, таким образом усиливая средства защиты этих документов. Ранее микрооптические системы, способные создавать искусственные изображения, не содержали маркируемых лазером материалов подложки. Кроме того, до настоящего момента маркируемые лазером продукты не содержали микрооптических систем, способных создавать искусственные изображения.

Лазерное маркирование микрооптических пленочных материалов ранее считалось неосуществимым (т.е. его осуществление на практике считалось невозможным) из-за риска вызывания необратимого повреждения этих материалов. Как известно специалистам в данной области, лазерная запись вызывает перегрев и набухание этих пленочных материалов, в результате чего возникают пузырчатость, отделение или отслоение на поверхностях раздела в пределах структуры и/или необратимое повреждение микролинз и/или микроскопических пиктограмм, что вызывает необратимую дисторсию искусственных изображений.

Авторы настоящего изобретения разработали способ лазерной маркировки устройства, которое воплощает или включает оптический пленочный материал без физического повреждения материала или искажения изображения(й), спроецированного(ых) материалом.

В частности, настоящее изобретение обеспечивает способ лазерной маркировки одного или нескольких двухмерных изображений на/в устройстве, воплощающем или включающем оптический пленочный материал, проецирующий по крайней мере одно искусственно увеличенное изображение, причем способ включает:

распознавание одного или нескольких слоев или поверхностей раздела в пределах оптического пленочного материала, которые могут быть повреждены лазерной энергией или высокой температурой и газом, которые вырабатываются из-за лазерной абсорбции в пределах восприимчивого к лазеру слоя (далее называемого "чувствительным к лазеру слоем или поверхностью раздела");

расположение одного или нескольких слоев, поддающихся маркировке лазерной энергией, над чувствительным к лазеру слоем или поверхностью раздела (далее называемого "маркируемым лазером слоем"), расположение одного или нескольких термических разделительных слоев и одного или нескольких маркируемых лазером слоев под оптическим пленочным материалом, причем термический(е) разделительный(е) слой(и) находятся между оптическим пленочным материалом и одним или несколькими маркируемыми лазером слоями, изменение чувствительной к лазеру поверхности раздела для повышения прочности соединения и/или термического сопротивления поверхности раздела или замену чувствительного к лазеру слоя на слой, выполненный из материала с более высокой прочностью соединения и/или более высоким термическим сопротивлением;

необязательно совместное формование слоев с применением нагревания и давления для образования устройства, включающего оптический пленочный материал (например, карточки или составной конструкции); и

подвергание устройства воздействию лазерной энергии для маркирования одного или нескольких двухмерных изображений на/в одном или нескольких маркируемых лазером слоях.

Термин "над" в контексте данного описания означает слой, находящийся ближе к источнику лазерной энергии, чем другой слой в устройстве согласно изобретению, а термин "под" в контексте данного описания означает слой, находящийся дальше от источника лазерной энергии, чем другой слой в устройстве согласно изобретению.

Термин "маркируемый лазером" или любой его вариант в контексте данного описания означает способный к физической или химической модификации, вызванной или созданной лазером, включая, помимо прочего, карбонизацию, гравировку, гравировку с изменением цвета или без него, гравировку с поверхностной карбонизацией, изменением цвета или внутренним чернением, лазерную маркировку путем удаления покрытия, абляции, отбеливания, плавления, утолщения и выпаривания и т.п. Термин "маркированный лазером" или любой его вариант в контексте данного описания означает несущий или отображающий любой знак, образованный лазерным или лазероподобным устройством.

Настоящее изобретение также обеспечивает маркируемое лазером оптическое устройство, включающее:

оптический пленочный материал, включающий одно или несколько, необязательно инкапсулированных, множеств фокусирующих элементов и одно или несколько множеств пиктограмм, расположенных на противоположных сторонах слоя оптической прокладки, причем по крайней мере часть фокусирующих элементов образует по крайней мере одно искусственно увеличенное изображение по крайней мере части пиктограмм; и

необязательно один или несколько слоев, расположенных над и/или под оптическим пленочным материалом,

причем, по крайней мере одно множество или слой в оптическом пленочном материале, над ним или под ним, поддается маркировке лазерной энергией, и

статические двухмерные изображения могут быть маркированы лазером на маркируемом(ых) лазером множестве(ах) или слое(ях) или внутри них без повреждения фокусирующих элементов или пиктограмм оптического пленочного материала и без вызывания пузырчатости, отделения или отслоения на любой поверхности раздела в пределах устройства.

В первом типичном варианте осуществления оптический пленочный материал маркируемого лазером оптического устройства имеет один или несколько слоев, расположенных над и/или под пленочным материалом (далее устройство согласно изобретению, в котором оптический пленочный материал, имеющий слои, расположенные над, а также под пленочным материалом, иногда указывается как "составная защитная структура").

В одном таком варианте осуществления маркируемое лазером устройство состоит из оптического пленочного материала, включающего множество инкапсулированных преломляющих фокусирующих элементов и множество пиктограмм, разделенных слоем оптической прокладки, и один или несколько слоев, расположенных над или над и под оптическим пленочным материалом, причем, одно или несколько множеств или слоев, расположенных над множеством пиктограмм, является маркируемым лазером множеством или слоем.

В другом таком варианте осуществления множество(а) фокусирующих элементов является множеством отражающих фокусирующих элементов, и одно или несколько множеств или слоев, расположенных над множеством отражающих фокусирующих элементов, является маркируемым лазером множеством или слоем.

В еще одном таком варианте осуществления маркируемое лазером устройство состоит из оптического пленочного материала, одного или нескольких расположенных снизу маркируемых лазером слоев и одного или нескольких термических разделительных слоев, расположенных между оптическим пленочным материалом и одним или несколькими расположенными снизу маркируемыми лазером слоями. В этом варианте осуществления лазерная маркировка производится сквозь оптический пленочный материал.

В еще одном таком варианте осуществления маркируемое лазером устройство состоит из оптического пленочного материала, включающего множество фокусирующих элементов, встроенных в адгезивный материал, одного или нескольких расположенных снизу маркируемых лазером слоев и адгезивного слоя, расположенного между оптическим пленочным материалом и одним или несколькими расположенными снизу маркируемыми лазером слоями. В этом варианте осуществления лазерная маркировка производится сквозь оптический пленочный материал.

Во втором типичном варианте осуществления оптический пленочный материал маркируемого лазером оптического устройства является отдельным пленочным материалом, который не покрывается и не встраивается.

В типичных "отдельных" вариантах осуществления маркируемое лазером устройство состоит из оптического пленочного материала, включающего множество преломляющих или отражающих фокусирующих элементов и множество пиктограмм, разделенных маркируемым лазером слоем, который также функционирует как оптическая прокладка.

Настоящее изобретение также обеспечивает маркированное лазером оптическое устройство, которое в основном включает оптический пленочный материал, как описано выше, и, необязательно, один или несколько слоев, расположенных над и/или под оптическим пленочным материалом, причем, по крайней мере одно множество или слой оптического пленочного материала или по крайней мере один слой над или под оптическим пленочным материалом является маркируемым лазером множеством или слоем, и на маркируемое(ый)(ые) лазером множество(а) или слой(и) наносят одно или несколько маркированных лазером статических двухмерных изображений.

Настоящее изобретение также обеспечивает листовые материалы и базовые платформы, которые состоят из маркируемого лазером или маркированного лазером оптического устройства согласно изобретению или включают его, а также документы, изготовленные из этих материалов. Термин "документы" в контексте данного описания означает документы любого типа, обладающие финансовой ценностью, такие как банкноты или денежные знаки и т.п., или удостоверяющие личность документы, такие как паспорта, идентификационные карточки, водительские права и т.п., или другие документы, такие как этикетки и ярлыки. Оптическая система согласно изобретению также предусмотрена для использования с потребительскими товарами, а также сумками или пакетами, используемыми с потребительскими товарами, такими как пакеты для картофельных чипсов.

Другие особенности и преимущества изобретения станут понятными специалистам в данной области по ознакомлении с представленным ниже подробным описанием и прилагаемыми фигурами.

Если нет иного определения, все применяемые авторами технические и научные термины имеют значение, являющееся общепринятым среди специалистов в области, к которой относится настоящее изобретение. Все публикации, патентные заявки, патенты и другие упомянутые авторами источники включаются путем ссылки в полном объеме. В случае противоречия, данное описание, включая определения, имеет преимущество. Кроме того, материалы, способы и примеры представлены лишь для пояснения и не являются ограничивающими.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ФИГУР

Данное описание станет более понятным благодаря ссылкам на представленные ниже фигуры. Одинаковые условные номера обозначают соответствующие детали на всех фигурах, и компоненты на фигурах не обязательно показываются с соблюдением масштаба, поскольку главное внимание уделяется четкому пояснению принципов представленного изобретения. Хотя в сочетании с фигурами описываются типичные варианты осуществления, настоящее изобретение не ограничивается представленным описанием раскрываемого авторами варианта или вариантов осуществления. Наоборот, цель состоит в схватывании всех альтернативных вариантов, модификаций и эквивалентов.

Конкретные особенности раскрываемого изобретения поясняются со ссылками на прилагаемые фигуры, среди которых:

ФИГ.1 является боковой проекцией в разрезе типичного варианта осуществления маркируемого лазером устройства согласно настоящему изобретению в форме составной защитной структуры, в которой в оптическом пленочном материале используется множество инкапсулированных преломляющих фокусирующих элементов;

ФИГ.2 является боковой проекцией в разрезе другого типичного варианта осуществления маркируемого лазером устройства согласно настоящему изобретению, также в форме составной защитной структуры, в которой в оптическом пленочном материале используется множество отражающих фокусирующих элементов;

ФИГ.3 является боковой проекцией в разрезе типичного "отдельного" варианта осуществления маркируемого лазером устройства согласно настоящему изобретению, в котором оптический пленочный материал включает множество преломляющих фокусирующих элементов и множество пиктограмм, разделенных маркируемым лазером слоем оптической прокладки;

ФИГ.4 является боковой проекцией в разрезе другого типичного "отдельного" варианта осуществления маркируемого лазером устройства согласно настоящему изобретению, в котором оптический пленочный материал включает множество отражающих фокусирующих элементов и множество пиктограмм, разделенных маркируемым лазером слоем оптической прокладки;

ФИГ.5 является боковой проекцией в разрезе еще одного типичного варианта осуществления маркируемого лазером устройства согласно изобретению, состоящего из оптического пленочного материала, расположенного снизу маркируемого лазером слоя и термического разделительного слоя, расположенного между оптическим пленочным материалом и расположенным снизу маркируемым лазером слоем; и

ФИГ.6 является боковой проекцией в разрезе еще одного типичного варианта осуществления маркируемого лазером устройства согласно изобретению, состоящего из оптического пленочного материала с адгезивными встроенными фокусирующими элементами, расположенным снизу маркируемым лазером слоем, непрозрачным белым слоем и адгезивным слоем, расположенным между оптическим пленочным материалом и расположенным снизу маркируемым лазером слоем.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Благодаря настоящему изобретению повышается сложность, а значит, и защита от подделок известных оптических (например, микрооптических) пленочных материалов, а также документов, в которых используются эти материалы. Кроме того, некоторые описанные авторами варианты осуществления устройства согласно изобретению обеспечивают повышенную устойчивость к подделкам или изменениям и износу. Хотя описанные авторами варианты осуществления имеют один или несколько маркируемых лазером слоев, расположенных над оптическим пленочным материалом, в его пределах или под ним, изобретение ими не ограничивается. Настоящее изобретение также предусматривает устройство, в котором маркируемые лазером слои располагаются на обеих сторонах оптического пленочного материала, возможно, в комбинации с прозрачными или чувствительными к лазеру окнами, расположенными над пленочным материалом в составной защитной структуре.

Как указывалось выше, маркируемое лазером устройство согласно настоящему изобретению включает следующие основные компоненты: оптический пленочный материал для проецирования по крайней мере одного искусственно увеличенного изображения, включающий одно или несколько, необязательно инкапсулированных, множеств фокусирующих элементов и одно или несколько множеств пиктограмм, которые располагаются на противоположных сторонах слоя оптической прокладки; и необязательно, один или несколько слоев, расположенных над и/или под оптическим пленочным материалом, причем по крайней мере одно множество или слой в оптическом пленочном материале, над ним или под ним является маркируемым лазером множеством или слоем. Далее в контексте описания изобретения охватываются формы как единственного, так и множественного числа, если не указывается иного или прямо не отрицается контекстом. Термин "слой" в одинаковой мере относится к множествам и слоям, расположенным над/под оптическим пленочным материалом или в его пределах.

Статические двухмерные изображения (например, буквы, цифры, символы, картинки, цифровые фотографии, элементы дизайна или машиносчитываемая информация) маркируются лазером на/в маркируемых лазером слоях маркируемого лазером устройства. Устройство согласно изобретению предназначено для обеспечения возможности визуального изменения при помощи лазера маркируемых лазером слоев без повреждения фокусирующих элементов или пиктограмм оптического пленочного материала и без вызывания пузырчатости, отделения или отслоения на любой поверхности раздела в пределах устройства.

Расположение маркируемого(ых) лазером слоя(ев) определяет, какой слой или поверхность раздела является восприимчивым или чувствительным слоем, требующим защиты от повреждения, вызванного воздействием лазерной энергии. Поскольку при поглощении маркируемым(и) лазером слоем (слоями) лазерного излучения вырабатываются теплота и газ, слои и поверхности раздела, ближайшие к этому (этим) маркируемому(ым) лазером слою(ям), являются восприимчивыми к повреждению (например, пузырчатости, отделению или отслоению).

В случае необходимости, маркировки в маркируемых лазером слоях, расположенных над оптическим пленочным материалом, оптический пленочный материал и поверхность раздела над оптическим пленочным материалом являются восприимчивыми к повреждению, возникающему при поглощении маркируемым(и) лазером слоем (слоями) лазерной энергии и потемнении, таким образом вырабатывая теплоту и газ вследствие поглощения лазерной энергии, а в случае необходимости маркировки в маркируемых лазером слоях, расположенных под оптическим пленочным материалом, оптический пленочный материал и поверхность раздела под оптическим пленочным материалом являются особенно восприимчивыми к повреждению.

В случае когда фокусирующие элементы являются отражающими фокусирующими элементами, множество отражающих фокусирующих элементов составляет восприимчивый или чувствительный слой из-за непрозрачности отражающего материала.

Для защиты чувствительных слоев и поверхностей раздела от повреждения, вызванного воздействием лазерной энергии и побочными продуктами поглощения лазерного излучения в маркируемом(ых) лазером слое(ях), учитывают относительную позицию маркируемых лазером слоев в устройстве согласно изобретению, выбирают концентрацию поглощающих лазерную энергию ингредиентов в пределах этих слоев, прочность граничных соединений и интенсивность лазерного излучения, применяемого во время лазерной маркировки, и в некоторых типичных вариантах осуществления используют термические разделительные слои, таким образом, чтобы достаточное количество лазерной энергии поглощалось в маркируемых лазером слоях для маркировки этих слоев при избежании повреждения чувствительного слоя или поверхности раздела. В других типичных вариантах осуществления чувствительную к лазеру поверхность раздела модифицируют для повышения прочности соединения и/или термического сопротивления поверхности раздела или чувствительный к лазеру слой заменяют на слой, выполненный из материала с более высокой прочностью соединения и/или более высоким термическим сопротивлением. Например, чувствительная к лазеру поверхность раздела может быть модифицирована путем применения на поверхности раздела адгезивной пленки, грунтовочной композиции для сварки растворителем или двухслойной эпоксидной смолы, создающей прочную межповерхностную связь, или термопластичного материала, который создает связь во время необязательного этапа формования способа согласно изобретению.

Подходящие маркируемые лазером слои изготавливают при помощи термопластичных полимеров. В первой категории применяют термопластичные полимеры с хорошим поглощением и карбонизацией. Эти полимеры могут маркироваться лазером в отсутствие так называемых лазерных добавок, представляющих собой соединения, поглощающие свет с длиной волны используемого лазера и преобразующие в тепло. Примерами таких полимеров, создающих обширное почернение в области, подвергнутой воздействию лазера, являются полиэфирсульфон (PES), полисульфон (PSU), поликарбонат (PC) и полифениленсульфид (PPS). Во второй категории могут применяться термопластичные полимеры с лазерными добавками (например, пигментами или специальными добавками). Примерами таких полимеров, которые могут быть маркированы равномерно и с надлежащим качеством, являются полистирол (PS), стиролакрилонитрил (SAN), акрилонитрилбутадиенстирол (ABS), PET, PETG, полибутилентерефталат (РВТ) и полиэтилен. Примерами таких лазерных добавок являются сажа газовая, металлическая сурьма, оксид сурьмы, смешанные оксиды олова-сурьмы, фосфоросодержащие смешанные оксиды железа, меди, олова и/или сурьмы, слюда (слоистый силикат), покрытый оксидами металлов. Маркируемые лазером слои имеют предпочтительную толщину от приблизительно 5 до приблизительно 500 микрон, более предпочтительно от приблизительно 25 до приблизительно 200 микрон. В предпочтительном варианте осуществления, в котором оптический пленочный материал покрыт составной защитной структурой или составляет ее часть, маркируемые лазером слои маркируемого лазером устройства согласно изобретению представляют собой маркируемые лазером прозрачные поликарбонатные пленки (толщина составляет от приблизительно 5 до приблизительно 500 микрон), серийно выпускаемые компанией SABIC Innovative Plastics, One Plastics Ave., Pittsfield, MA 01201 ("SABIC") под товарным названием Lexan SD8B94. В предпочтительном варианте осуществления "отдельного" варианта, в котором оптический пленочный материал не является покрытым или встроенным, маркируемая лазером оптическая прокладка представляет собой прозрачный поликарбонатный лист (толщина составляет от приблизительно 5 до приблизительно 500 микрон), серийно выпускаемый 3M, 3M Center, St. Paul, MN 55144-100 ("3M") под товарным названием Clear LE.

Эти типичные варианты осуществления маркируемого лазером устройства согласно изобретению маркируются с применением любого приемлемого лазера, такого как импульсный лазер Nd:YAG, Nd:YO₄ или FAYb, обычно имеющий длину волны 1064, 532 или 355 нанометров (нм), установленных гальванометрических зеркал и сканирующей линзы для обеспечения возможности маркировки по двухмерному полю. С этой целью могут применяться любой лазер с длиной волны в этом диапазоне (а также с большей и меньшей длиной волны) и различные механизмы регулирования. Другими примерами подходящих лазеров являются CO₂, Excimer или двойные лазеры Nd:YAG. Устройство согласно изобретению облучают сфокусированным лазерным лучом в определенных местах и с определенной энергией импульса. Площадь, облученная лазером, поглощает лазерную энергию и вырабатывает тепло, в результате чего происходит карбонизация, вызывающая видимое обесцвечивание или потемнение в маркируемом(ых) лазером множестве(ах) или слое(ях). Видимое обесцвечивание служит в качестве "метки" и обычно выглядит в цвете от оттенков серого до непрозрачного черного.

Согласно предпочтительной технологии лазерной маркировки применяют систему лазерной маркировки V-Lase на 10 Вт с модуляцией добротности 1064 нанометра (нм) для маркировки маркируемого лазером устройства согласно изобретению, причем система лазерной маркировки создает лазерное излучение с установкой на 30000 герц (Гц). Систему лазерной маркировки устанавливают на 80% от максимальной мощности и скорость сканирования 200 миллиметров в секунду (мм/сек). Эти установки создают высококонтрастную метку в нужном месте в маркируемом лазером устройстве согласно изобретению без пережога или передержки. Устройство, подлежащее маркировке лазером, помещают под лазерную сканирующую головку системы лазерной маркировки при помощи механизма автоматической загрузки или вручную. Затем лазер регулируют при помощи компьютера с использованием файла данных, содержащего схему маркировки. Необязательно используют направляющий луч малой мощности перед этапом маркировки для проверки правильности расположения устройства. Когда система лазерной маркировки получает команду, сфокусированный лазер сканирует участки, подлежащие маркировке, выходным импульсным лазером со скоростью сканирования, частотой импульсов и выходной мощностью, которые модулируются в соответствии с файлом контрольных данных. Они представляют собой входные переменные, регулируемые в соответствии с типом устройства, толщиной и необходимыми эстетическими качествами наносимой(ых) метки(ок). Путем регулирования этих переменных можно создавать более светлые или более темные метки. Выбирают оптимальные установки для конкретных материалов и меток, причем все установки контролируются во избежание чрезмерного потемнения, набухания или пережога устройства.

Как объяснялось выше, оптический пленочный материал маркируемого лазером оптического устройства согласно настоящему изобретению необязательно может быть покрытым или встроенным.

В одном таком типичном варианте осуществления маркируемое лазером устройство состоит из оптического пленочного материала, включающего множество инкапсулированных преломляющих фокусирующих элементов и множество пиктограмм, которые разделяются оптической прокладкой, и один или несколько слоев, расположенных над и/или под оптическим пленочным материалом. В одном таком варианте осуществления один или несколько слоев, расположенных над множеством пиктограмм, являются восприимчивыми к лазеру слоями, причем крайний внешний слой представляет собой слой прозрачного термопластичного материала. Крайний внешний слой из прозрачного термопластичного материала обеспечивает устройство согласно изобретению с повышенной устойчивостью к подделкам или изменениям и износу.

Оптический пленочный материал в этом типичном варианте осуществления может быть получен в соответствии с идеями Патента США №7,333,268, выданного Steenblik et al., Патента США №7,468,842, выданного Steenblik et al., и Патента США №7,738,175, выданного Steenblik et al., которые включены в данное описание в полном объеме путем ссылки, которая равноценна их полному изложению. Как описывается в этих источниках, множества фокусирующих элементов и пиктограмм могут быть сформированы из различных материалов, таких как практически прозрачные или осветленные, окрашенные или бесцветные полимеры, такие как акриловые, акрилированные полиэстеры, акрилированные уретаны, эпоксидные смолы, поликарбонаты, полипропилены, полиэстеры, уретаны и т.п., с применением разных способов, известных специалистам в области микрооптической и микроструктурной репликации, включая экструзию (например, экструзионное штампование, мягкое штампование), радиационную вулканизацию и прессования, реактивного прессования и литья способом противодавления. Высокий коэффициент преломления, цветные или бесцветные материалы, имеющие коэффициент преломления (при 589 нм, 20°C) более 1,5, 1,6, 1,7 или выше, например, такой как описано в Публикации патентной заявки США №US 2010/0109317 A1 от имени Hoffmuller et al., также могут применяться при практическом осуществлении настоящего изобретения.

Типичный способ изготовления оптического пленочного материала состоит в формировании пиктограмм в форме пустот в вулканизированном излучением жидком полимере (например, акрилированном уретане), который наносят литьем на несущую пленку (т.е., оптическую прокладку), такую как покрытая адгезивом полиэтилентерефталатная (PET) пленка 75-го размера, с последующим формированием фокусирующих элементов в форме линз из вулканизированного излучением полимера на противоположной поверхности несущей пленки с надлежащим выравниванием или наклоном относительно пиктограмм, с последующим заполнением пустот пиктограмм субмикронными частицами пигментированного цветного материала при помощи нанесения граверного покрытия ракельным ножом на поверхность пленки и отверждением заполнения соответствующими способами (например, при помощи удаления раствора, вулканизации излучением или химической реакции).

Преломляющие фокусирующие элементы оптического пленочного материала инкапсулируют с использованием материала, имеющего коэффициент преломления, который существенно или заметно отличается от коэффициента преломления материала, используемого для формирования фокусирующих элементов. В частности, разница в этих коэффициентах преломления вызывает схождение фокусного расстояния фокусирующих элементов на множестве(ах) пиктограмм.

Инкапсулирующий материал может быть прозрачным, просвечивающимся, окрашенным или пигментированным и может обеспечивать дополнительные функции с точки зрения защиты и установления подлинности, включая поддержку систем автоматического установления подлинности денежных знаков, подтверждения, отслеживания, подсчета и обнаружения, которые основываются на оптических эффектах, электрической проводимости или электроемкости, обнаружении магнитного поля. К подходящим материалам относятся адгезивы, гели, клеи, лаки, жидкости, формованные полимеры и полимеры или другие материалы, содержащие органические или металлические дисперсии, при условии отсутствия полного нарушения преломления или света.

Инкапсулирующий материал наносят на множество(а) фокусирующих элементов путем прозрачной печати, литья, золь-гелевой технологии (химического осаждения из раствора), покрытия поливом или покрытия ракельным ножом, покрытия обливом и высушивания/вулканизации на открытом воздухе, покрытия и ультрафиолетового (УФ)/энергетического отверждения на гладком цилиндре, ламинирования покрытой клеем пленкой, при помощи анилоксового или накатного валика, испарения, химического осаждения из паровой фазы (CVD), физического осаждения из паровой фазы (PVD) или любых других способов нанесения вещества на поверхность, включая описанные в Патенте США №7,333,268, выданном Steenblik et al., Патенте США №7,468,842, выданном Steenblik et al., и Патенте США №7,738,175, выданном Steenblik et al., которые, как указывалось выше, включены в данное описание в полном объеме путем ссылки, которая равноценна их полному изложению.

Оптический пленочный материал согласно этому типичному варианту осуществления также может включать дополнительные особенности, такие как описываемые в Патенте США №7,333,268, выданном Steenblik et al., Патенте США №7,468,842, выданном Steenblik et al., Патенте США №7,738,175, выданном Steenblik et al., и Публикации патентной заявки США №2007/0273143 от имени Crane et al. Например, усиленные оптически изменчивые эффекты могут достигаться путем сочетания или совмещения искусственно увеличенных изображений, создаваемых оптическими пленочными материалами со статическими двухмерными изображениями, такие как эффекты, описанные в Публикации патентной заявки США №2007/0273143 от имени Crane et al.

В другом типичном варианте осуществления множество(а) фокусирующих элементов маркируемого лазером оптического устройства согласно изобретению является множеством отражающих фокусирующих элементов, и один или несколько слоев, расположенных над множеством отражающих фокусирующих элементов, является маркируемым лазером слоем, причем слой, расположенный непосредственно над оптическим пленочным материалом, необязательно является слоем прозрачного термопластичного материала. Отражающие фокусирующие элементы могут приобретать отражающую способность вследствие металлизации или покрытия неметаллическим материалом с высоким коэффициентом преломления, таким как сульфид цинка (ZnS) или оксид индия и олова (ITO).

Оптическая система согласно этому типичному варианту осуществления также может обеспечиваться с применением материалов и способов изготовления, описанных в Патенте США №7,333,268, выданном Steenblik et al., Патенте США №7,468,842, выданном Steenblik et al., и Патенте США №7,738,175, выданном Steenblik et al., и также может включать дополнительные особенности, описываемые в этих источниках, а также в Публикации патентной заявки США №2007/0273143 от имени Crane et al.

Слой прозрачного термопластичного материала, расположенный над оптическим пленочным материалом в каждом из этих вариантов осуществления, добавляют для достижения необходимой толщины составного устройства из конструктивных или иных функциональных соображений, и он может располагаться в разных местах в составном устройстве. Если он располагается как крайний внешний слой, он также служит для обеспечения устройства согласно изобретению с повышенной устойчивостью к подделкам или изменениям и износу. Этот необязательный слой может быть изготовлен из таких материалов, как акрилонитрилбутадиенстиролы, этиленвинилацетаты, полиакрилаты, полиамиды, полик