EA030156B1

EA030156B1 - Способ изготовления поляризационных защитных средств

Info

Publication number: EA030156B1
Application number: EA201600374A
Authority: EA
Inventors: Александр Георгиевич Бобореко; Александр Яковлевич Гореленко; Владимир Владимирович Еверкин; Михаил Петрович Захарич; Сергей Владимирович Кислухин; Михаил Николаевич Лущиков; Петр Васильевич Моисеенко; Сергей Петрович Плиска; Александр Васильевич Рак; Леонид Викторович Танин
Original assignee: Закрытое Акционерное Общество "Голографическая Индустрия"
Priority date: 2016-04-19
Filing date: 2016-04-19
Publication date: 2018-06-29
Also published as: EA201600374A1

Abstract

Способ изготовления поляризационных защитных средств, при котором наносят на перемещающуюся подложку с отражающим слоем полимерный слой, структурируют поверхность полимерного слоя в направлении, не совпадающем с направлением вектора перемещения подложки, и затем повторно структурируют отдельные участки поверхности полимерного слоя в направлении, совпадающем с направлением вектора перемещения подложки, а именно участков в виде параллельных упомянутому вектору полос (выборочное структурирование), и получают, тем самым, на указанной поверхности чередующиеся с разным направлением структурирования продольные полосы. Затем осуществляют подогрев полимерного слоя со структурированной поверхностью, наносят на структурированную поверхность композицию, содержащую полимеризуемые жидкие кристаллы, в виде символов или пробельных мест, производят УФ-полимеризацию нанесенной композиции и покрывают сверху защитным прозрачным полимерным слоем.

Description

Изобретение относится к области защиты от подделки и проверки подлинности ценных документов, в частности к изготовлению и производству оптических защитных элементов, несущих комбинацию различных защитных признаков, предназначенных как для быстрой оперативной проверки подлинности защищаемого объекта, так и для детальной инструментальной верификации подлинности.

В настоящее время для защиты от подделки и в качестве знаков подлинности защищаемых объектов используются комбинации различных средств полиграфической защиты, в частности водяные знаки, микротекст, специальные краски, скрытые изображения, основанные на бескрасочном тиснении и киппэффекте и др., а также с использованием магнитных, голографических, оптических и других методов. Среди защитных элементов с переменными оптическими свойствами наиболее надежными и трудно воспроизводимыми являются элементы, содержащие скрытые знаки защиты, позволяющие многократно проводить оперативную верификацию неразрушающими методами, например изображения, видимые только в поляризованном свете.

Развитие поляризационной защиты в последнее время привело к тому, что способы получения скрытых изображений, видимых только в поляризованном свете, стали весьма многообразными, поэтому устойчивость поляризационных защитных средств против подделки стала недостаточно высокой. Например, при формировании скрытого поляризационного изображения с помощью жидкокристаллических полимеров, способом, описанным в [1], получают скрытое поляризационное изображение, сформированное ориентированными и неориентированными участками тонкого слоя жидкокристаллического полимера, которое может быть сымитировано более дешевым простым и доступным термомеханическим методом без использования жидких кристаллов.

Наиболее близким к заявляемому способу является способ изготовления фотолюминесцентных поляризационных защитных средств, описанный в [2].

Этот способ содержит этапы, на которых:

а) наносят на поверхность подложки из анизотропного полимерного материала, имеющего структурированную поверхность, слой ЖК-композиции, которая структурируется в направлении, совпадающем с направлением структурирования поверхности подложки, при этом указанный слой ЖК-композиции состоит из ЖК-мономера с добавлением фотоинициатора полимеризации и люминесцентных красителей, при этом ориентация молекул люминесцентных красителей совпадает с ориентацией молекул ЖКмономера;

б) облучают УФ-излучением через маску по меньшей мере один участок указанного слоя ЖКкомпозиции и формируют по меньшей мере один заполимеризованный анизотропный участок слоя, в котором зафиксирована однородная ориентация молекул как ЖК-полимера, так и молекул люминесцентных красителей;

в) нагревают слой ЖК-композиции, при этом по меньшей мере один неэкспонированный участок ЖК-слоя переходит в изотропное состояние, и под действием УФ-излучения в течение 1 мин на всю поверхность осуществляют фиксирование указанного по меньшей мере одного изотропного участка, таким образом обуславливая образование в ЖК-слое предварительно заданных комбинаций из скрытого изображения, видимого в поляризованном свете, и скрытого поляризованного фотолюминесцентного изображения;

г) наносят защитный прозрачный слой по всей поверхности защитного средства. Недостатком данного способа является низкая защищенность полученных поляризационных защитных средств против подделки из-за доступности используемых люминесцентных красителей и из-за ограниченности визуализируемых эффектов, так как для наблюдения за полученными защитными признаками необходим только линейный поляризатор.

Другим недостатком данного способа является высокая трудоемкость изготовления защитных средств из-за использования масок при облучении УФ-излучением и необходимости длительного воздействия УФ-излучением.

Еще одним недостатком является повышенный расход ЖК-композиции, так как формируется сплошной слой ЖК-композиции на всей поверхности подложки из анизотропного полимерного материала.

Задачей данного изобретения является создание способа изготовления поляризационных защитных средств, которые имеют более высокую степень защиты, меньшую трудоемкость изготовления и меньший расход ЖК-композиции на единицу площади по сравнению с перечисленными характеристиками поляризационных защитных средств, изготовленных по способу, описанному в [2].

Поставленная задача согласно изобретению решается способом изготовления поляризационных защитных средств, который включает следующие этапы.

Берут подложку с отражающим слоем, устанавливают ее с возможностью продольного перемещения, осуществляют перемещение и наносят на отражающий слой подложки полимерную композицию, затем производят ее сушку и получают на отражающем слое полимерный слой. Далее осуществляют структурирование всей поверхности полимерного слоя в направлении, не совпадающем с направлением вектора перемещения подложки, а затем повторно структурируют отдельные участки поверхности полимерного слоя в направлении, совпадающем с направлением вектора перемещения подложки, а именно

- 1 030156 участки в виде параллельных упомянутому вектору полос, т.е. осуществляют выборочное повторное структурирование (далее, выборочное структурирование), и получают тем самым на указанной поверхности чередующиеся с разным направлением структурирования продольные полосы.

Далее продолжают перемещать подложку и осуществляют подогрев полимерного слоя со структурированной поверхностью, а затем на структурированную поверхность наносят композицию, содержащую полимеризуемые жидкие кристаллы, в виде символов или пробельных мест; производят УФполимеризацию нанесенной композиции и наносят защитный прозрачный полимерный слой на всю поверхность полимерного слоя, содержащего символы или пробельные места из заполимеризованных жидких кристаллов.

Предпочтительным является то, что подложка с отражающим слоем представляет собой базовую голографическую фольгу, или голографическую фольгу с нанесенным оригинальным рисунком, или позолотную фольгу, или дифракционную фольгу, или металлизированную бумагу, или бумагу либо картон либо полимер, покрытые металлизированной краской.

Предпочтительным является также то, что сплошное и выборочное структурирование осуществляют длинноворсовой тканью.

Предпочтительным является также то, что выборочное структурирование осуществляют длинноворсовой тканью с периодически выбранным ворсом в виде полос, расположенных параллельно направлению вектора перемещения подложки.

Предпочтительным является также то, что угол между направлением сплошного и направлением выборочного структурирования составляет примерно 45°.

Предпочтительным является также то, что полимерный слой со структурированной поверхностью перед нанесением композиции из полимеризуемых жидких кристаллов подогревают до температуры 50±3°С.

Предпочтительным является также то, что символы или пробельные места позиционно совпадают с местами сплошного или выборочного структурирования.

Предпочтительным является также то, что полимеризацию нанесенной композиции осуществляют длиной волны 365 нм при мощности излучения не менее 8 Вт/см².

Изобретение поясняется прилагаемыми чертежами.

На фиг. 1 схематически представлен вид в разрезе подложки с отражающим слоем и последовательно (снизу - вверх) сформированными на ней согласно изобретению слоями. На фиг. 2 схематично представлено устройство структурирования полимерного слоя. На этих фигурах:

- подложка с отражающим слоем 2; 3 - полимерный слой, который нанесен на отражающий слой 2 и поверхность которого подвергнута сплошному и выборочному структурированию; 4 - символы или пробельные места, сформированные из полимеризуемых жидких кристаллов на поверхности полимерного слоя 3; 5 - защитный прозрачный полимерный слой; 6 - узел устройства, для сплошного структурирования поверхности полимерного слоя в направлении, не совпадающем с направлением вектора перемещения подложки 1; 7 - узел устройства для выборочного структурирования поверхности полимерного слоя в направлении, совпадающем с направлением вектора перемещения подложки 1; 8 - длинноворсовая ткань; 9 - ткань, состоящая из чередующихся полос с ворсом и полос без ворса, расположенных параллельно направлению вектора перемещения подложки 1.

Описание предпочтительного примера осуществления изобретения

Подложка 1 с отражающим слоем 2 представляла собой голографическую фольгу с нанесенным оригинальным рисунком.

Рулон с упомянутой фольгой установили на установку для нанесения покрытий, этой фольге задали перемещение со скоростью 15 м/мин и анилоксовым валом на отражающий слой голографической фольги нанесли полимерную композицию, состоящую из поликарбоната в метиленхлориде, при этом количество полимера (поликарбоната) в этой композиции составляло примерно 20 мас.%, пропустили подложку 1 через сушильную камеру и получили полимерный слой 3 толщиной 200±20 нм.

Затем рулон с упомянутой фольгой, содержащей полимерный слой 3, перенесли в установку для структурирования полимерного слоя, в качестве которой использовали установку для перемотки фольги, которую снабдили специально разработанными и изготовленными устройством с узлом 6 для сплошного структурирования поверхности полимерного слоя и устройством с узлом 7 для выборочного структурирования полимерного слоя (фиг. 2). Скорость перемещения подложки 1 (голографической фольги с полимерным слоем 3) составляла 15 м/мин, скорость перемещения длинноворсовой ткани 8 и ткани 9, состоящей из чередующихся длинноворсовых полос и полос без ворса, составляла 150 м/мин (соотношение указанных скоростей 1:10). Устройство с узлом 7 было выполнено так, что шаг выборочного структурирования с помощью ткани 9 составлял 8 мм в соотношении 1:1 (ширина длинноворсовой полосы и ширина полосы без ворса были равны по 4 мм). На установке для структурирования полимерного слоя использовали контроль края рулона для позиционирования структурированных участков относительно края.

Затем рулон с упомянутой фольгой и структурированным полимерным слоем на ней перенесли на

- 2 030156 модуль струйной персонализации со специализированным модулем УФ-полимеризации, снабженный устройством для предварительного нагрева фольги с нанесенным на нее полимерным слоем. Скорость перемещения фольги установили 15 м/мин, предварительный нагрев полимерного слоя осуществляли в пределах 50±3°С. На предварительно подогретый перемещающийся структурированный полимерный слой нанесли композицию, содержащую полимеризуемые жидкие кристаллы, в виде символов или пробельных мест, которые переходя в анизотропное состояние, получали ориентацию 0° или 45° в зависимости от направления структурирования участка, на который наносили упомянутую композицию. Композиция содержала примерно 30 мас.% полимеризуемых жидких кристаллов, остальное - растворитель, в частности толуол.

Контролем края рулона фольги модуля струйной персонализации устанавливали совпадение символов или пробельных мест с местами сплошного или выборочного структурирования. УФ-полимеризацию нанесенной композиции из полимеризуемых жидких кристаллов осуществляли при режимах: мощность УФ-излучения - 8 Вт/см², длина волны - 365±20 нм.

Затем упомянутый рулон перенесли на установку для нанесения покрытий и нанесли на всю поверхность полимерного слоя, содержащего символы или пробельные места из полимеризуемых жидких кристаллов, защитный прозрачный полимерный слой, используя для этого 10% раствор поликарбоната в метиленхлориде. Скорость нанесения защитного слоя составляла также 15 м/мин.

Таким образом, в заявляемом способе, во-первых, скорость всех этапов составляет 15 м/мин. Сравним эту величину со скоростью повторного облучения УФ-излучением всей поверхности слоя ЖКкомпозиции в аналоге, которую осуществляют в течение 1 мин. Если даже длина зоны облучения составляет 0,5 м, то в аналоге скорость облучения не превышает 0,5 м/мин, что в 30 раз меньше скорости облучения УФ-излучением по предлагаемому способу.

Во-вторых, в полученных заявляемым способом поляризационных защитных средствах не используются широко доступные компоненты, такие как люминесцентные красители, и при этом их идентификация проводится двумя способами при использовании циркулярного поляризатора визуализируются светлые символы или пробельные участки на темном фоне вне зависимости от угла поворота поляризатора;

при использовании линейного поляризатора поочередно визуализируются темные символы или пробельные участки на светлом фоне в зависимости от положения оси поляризатора.

В-третьих, в результате использования предлагаемого способа происходит экономия ЖКкомпозиции, так как заполняемые этой композицией площади для получения защитных средств не превышают 50% площади заполнения по известному способу.

Источники информации

1. И8 6955839, опубл. 18.10.2005 г., МПК В41М 3/14.

2. ЕА 014999 от 06.07.2010 г., МПК О09Р 3/00.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Способ изготовления поляризационных защитных средств, который включает следующие этапы: берут подложку с отражающим слоем и устанавливают ее с возможностью продольного перемещения;

осуществляют перемещение подложки и наносят на отражающий слой подложки полимерную композицию, затем производят ее сушку и получают на отражающем слое полимерный слой;

осуществляют структурирование всей поверхности полимерного слоя в направлении, не совпадающем с направлением вектора перемещения подложки;

производят повторное структурирование отдельных участков поверхности полимерного слоя в направлении, совпадающем с направлением вектора перемещения подложки, а именно участков в виде параллельных упомянутому вектору полос, и получают тем самым на указанной поверхности чередующиеся с разным направлением структурирования продольные полосы;

продолжают перемещать подложку и осуществляют подогрев полимерного слоя со структурированной поверхностью, а затем на структурированную поверхность наносят композицию из полимеризуемых жидких кристаллов в виде символов или пробельных мест;

производят УФ-полимеризацию нанесенной композиции;

наносят защитный прозрачный полимерный слой на всю поверхность полимерного слоя, содержащего символы или пробельные места из заполимеризованных жидких кристаллов.
2. Способ по п.1, в котором подложка с отражающим слоем представляет собой базовую голографическую фольгу, или голографическую фольгу с нанесенным оригинальным рисунком, или позолотную фольгу, или дифракционную фольгу, или металлизированную бумагу, или бумагу, либо картон, либо полимер, покрытые металлизированной краской.
3. Способ по п.1, в котором сплошное и повторное структурирование осуществляют длинноворсовой тканью.
4. Способ по п.3, в котором повторное структурирование осуществляют длинноворсовой тканью с

- 3 030156 периодически выбранным ворсом в направлении вектора перемещения подложки.
5. Способ по п.1, в котором угол между направлением сплошного и направлением выборочного структурирования составляет примерно 45°.
6. Способ по п.1, в котором полимерный слой со структурированной поверхностью перед нанесением композиции из полимеризуемых жидких кристаллов подогревают до температуры 50±3°С.
7. Способ по п.1, в котором символы или пробельные места позиционно совпадают с местами сплошного или выборочного структурирования.
8. Способ по п.1, в котором полимеризацию нанесенной композиции из полимеризуемых жидких кристаллов УФ-излучением осуществляют длиной волны 365 нм при мощности излучения не менее 8 Вт/см².