Состав и способ для приготовления цветных голограмм
Изобретение относится к голографической технике. В способе приготавливают лаковый состав, содержащий: акриловую смолу, отверждаемую под воздействием ультрафиолетового света/пучка электронов, и, по меньшей мере, один пигмент; причем упомянутая акриловая смола является смолой того типа, который по существу мгновенно отверждается под воздействием облучения; наносят упомянутый лаковый состав на определенные участки гибкой основы при помощи ротационной печатной машины; нанесенному лаку придают форму рельефа, формирующего голограмму; и облучают упомянутые имеющие приданную им форму участки ультрафиолетовым излучением/излучением пучком электронов. Технический результат - возможность формирования голограммы непосредственно на пленке для упаковки. 5 н. и 11 з.п. ф-лы, 4 ил.
Изобретение относится к составу и способу создания цветных голограмм.
Как правило, голограммы типов, известных как «рельефные», или «с рельефной поверхностью», имеют слоистую структуру, содержащую слой тисненого материала, который по существу прозрачный и обеспечивает требуемый рельеф, дающий голографический эффект; и очень тонкий металлический слой, используемый для усиления голографического эффекта прозрачного тисненого слоя. Могут также обеспечиваться и дополнительные защитные слои.
Патентное описание US-A-4758296 раскрывает способ изготовления рельефных голограмм путем нанесения отверждаемой ультрафиолетовым излучением смолы на оригинал голограммы, нанесения несущей прозрачной пленки на смолу и отверждения смолы на несущей пленке. Завершающий этап заключается в покрытии отвержденной смолы некоторым веществом для повышения ее отражательной способности.
В этом документе не говорится об окрашивании голограмм - помимо использования специальной продукции "SPECTRA FOIL", характер которой не раскрывается и которая имеет окрашенность за счет дифракции.
В упаковочной промышленности голограммы приобретают все большее значение, где они используются не только для борьбы с подделками, но также и в декоративных целях. В настоящее время идет поиск пути замены классической серебристой голограммы цветной голограммой, т.е. голограммой, имеющей цвет, отличный от серебристого. Примеры известных методов создания цветных голограмм точек приводятся в патенте США №4421380, который описывает цветные голограммы в виде массива точек, с цветным фильтром поверх каждой точки; и в документе ЕР-А-0562839, который раскрывает способ формирования цветных голограмм, согласно которому используют многослойный материал, содержащий два фоточувствительных слоя, расположенных между изолирующими слоями.
Эти и аналогичные известные способы создания цветной голограммы сложные и дорогостоящие, т.к. они обычно предполагают использование нескольких слоев разных материалов; и еще один недостаток этих методов заключается в том, что получаемую голограмму нужно переносить на конечное изделие.
Поэтому необходим способ изготовления голограммы, который сможет обеспечить недорогие и цветные голограммы удобным способом, целесообразным для массового производства, и которую можно формировать непосредственно на конечной основе, например на пластмассовой пленке для упаковки.
Задача настоящего изобретения заключается в устранении упоминаемых выше недостатков и в решении проблемы обеспечения недорогих цветных голограмм, которые можно будет выпускать в массовом производстве.
Эта задача решается настоящим изобретением, предусматривающим способ изготовления цветных голограмм, согласно которому осуществляются следующие этапы:
- изготовления лакового состава, содержащего отверждаемую под действием излучения акриловую смолу и, по меньшей мере, один прозрачный пигмент; причем упомянутая смола является тем типом акриловой смолы, которая по существу мгновенно отверждается под воздействием облучения;
- ротационной печатной машиной наносят упомянутый лаковый состав на определенные участки гибкой основы;
- нанесенному лаку придают форму - придают рельеф, формирующий голограмму; и
- облучают упомянутые участки, которым придана форма, излучением, выбранным из числа ультрафиолетового излучения и излучения пучком электронов; и по существу мгновенно отверждают упомянутые участки, которым придана форма.
Согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения лаковый состав имеет выделяющее свободные радикалы вещество, и имеющий приданную ему форму лак отверждают ультрафиолетовым светом.
Согласно еще одному предпочтительному варианту осуществления изобретения вязкость лака, которому придается форма, составляет 0,2-7,0 пуазов.
Еще одним объектом настоящего изобретения является цветная голограмма, получаемая согласно упомянутому выше способу.
Еще одним объектом настоящего изобретения является использование акриловых смол, отверждаемых ультрафиолетовым светом или пучком электронов, для покровного лака в качестве слоя придаваемой формы для изготовления рельефной голограммы.
Еще одним объектом настоящего изобретения является использование отверждаемых ультрафиолетовьм светом или пучком электронов печатных красок в способе изготовления голограммы, а именно - их применение в качестве пигментов для отверждаемых ультрафиолетовым светом или пучком электронов смол в способе изготовления голограммы.
Смолами, или покрытиями, целесообразными для использования в этом изобретении, являются смолы, известные как «отверждаемые на месте» смолы. Как следует из их названия, эти смолы и покрытия наносят на основу и сразу отверждают под действием излучения. Технология отверждения на месте известна, и она сократила время отверждения смолы покрытия до миллисекунд.
Соответствующими смолами для использования согласно настоящему изобретению являются смолы акриловых сложных эфиров с низким, до нуля, содержанием Летучего Органического Соединения, содержащего акрилаты и/или метакрилаты и имеющего очень короткие сроки отверждения. Эти смолы способны реагировать и осуществлять при этом полимеризацию за очень короткое время после облучения ультрафиолетовым светом или пучком электронов.
Фраза «по существу мгновенное отверждение» в п.1 формулы означает, что состав смолы и количество добавленного в нее выделяющего свободные радикалы вещества таковы, что обусловливают отверждение слоя смолы в течение от милли- до наносекунд после облучения смол ультрафиолетовым светом или пучком электронов.
Известно из уровня техники, что в состав смолы входят мономеры и олигомеры.
Соответствующие мономеры имеют одну, две и три функциональные группы; и предпочтительными мономерами являются акрилаты и метакрилаты низкой вязкости, действующие как реакционноспособные разбавители, сшивающие вещества и вещества, улучшающие рабочие характеристики. Предпочтительными мономерами являются алкоксилированные мономеры. Олигомеры выбирают из акрилированных уретанов, эпоксидных смол, сложных эфиров и акрилов; и предпочтительными олигомерами являются эпоксидные олигомеры и олигомеры акрилата сложного полиэфира. Прочие сведения о целесообразных отверждаемых на месте смолах можно получить у изготовителей и из таких технических журналов, как "Paint & Coatings Industry", особенно в выпусках начиная с 2000 г. включительно. Вязкость состава смолы должна быть достаточно низкой, чтобы дать конечный состав, т.е. даже после введения пигмента; достаточно низкой, чтобы ее можно было использовать во флексографических печатных машинах, и в предпочтительных пределах 0,2-7,0 пуазов. Как упомянуто выше, смолы согласно настоящему изобретению мгновенно отверждаются ультрафиолетовым светом или пучком электронов. Если используется ульрафиолетовое излучение, то инициатор радикалов, активизируемый ультрафиолетовым светом, требуется в достаточном количестве для обеспечения мгновенного отверждения. Целесообразными инициаторами являются, например: бензофенон, бензилдиметилкетал и 2-гидрокси-2-метил-1-фенил-1-пропанон. Если смола отверждается пучком электронов, то инициатор радикалов не требуется, т.к. для выделения нужного количества свободных радикалов бомбардировка электронами дает достаточное количество энергии.
Отверждаемые ультрафиолетовым светом или пучком электронов смолы, особо целесообразные для данного изобретения, являются смолами на основе акриловых или метакриловых сложных эфиров: такие смолы, которые используются в полиграфии в качестве отделочного покрытия для придания глянца (покровный лак) пластмассовым или бумажным упаковочным материалам.
Эти смолы оказались очень целесообразными для обеспечения прозрачного голограммного слоя, без необходимости в металлизированном или неметаллизированном оптимизирующем слое. Особая целесообразность этих смол для создания голограмм объясняется особыми «глянцевыми» характеристиками смол покровного лака; причем хорошие цветные голограммы получаются путем введения пигмента в состав смолы, который используется для формирования рельефной голограммы. Другими словами, настоящее изобретение обеспечивает возможность окрашивания непосредственно голограммного слоя, т.е. имеющей приданную ей форму смолы, при этом не ухудшая отражательной способности голограммы; причем печатные машины, используемые для нанесения смол покрытия на бумажную или пластмассовую основу, могут работать на очень высокой скорости. Помимо этого существенного преимущества данное изобретение обеспечивает и многие другие преимущества. Акриловые смолы согласно настоящему изобретению целесообразны для непосредственного сцепления с бумажной и/или пластмассовой основой, т.е. необходимости в адгезивном слое нет; и рельефную голограмму можно сформировать непосредственно на основе печатной машиной. Поэтому имеется возможность создания цветной голограммы, содержащей только один слой окрашенной акриловой смолы, непосредственно нанесенный на бумагу, пластмассовую пленку или на аналогичную основу.
Окрашенные смолы можно напечатать на основе такой печатной машиной, как флексографическая машина, на очень большой скорости и с высокой производительностью. Помимо этого, использование флексографической печатной машины позволяет нанесение смолы только на определенные участки основы и позволяет формировать голограмму на этих же участках с наибольшей точностью, поскольку валики печатной машины можно совместить.
Соответствующие известные из уровня техники выделяющие свободные радикалы вещества, которые в состоянии инициировать отверждение и полимеризовать смолу, являются веществами, выбираемыми из группы, состоящей из: бензофенона, бензилдиметилкетала и 2-гидрокси-2-метил-1-фенил-1-пропанона. Количество выделяющего свободные радикалы вещества должно быть достаточным для обеспечения мгновенного отверждения смолы, и само это вещество можно получить у изготовителей. Пигмент является стойким к ультрафиолетовому излучению, и он предпочтительно прозрачный или полупрозрачный. Пигмент входит в состав смолы в количестве 5-20 вес.%, предпочтительно: от 12 до 17 вес.%, для обеспечения приемлемых значений прозрачности и показателя преломления окрашенного слоя смолы. Это количество также зависит от природы пигмента: чем более мелкими будут его частицы, тем лучшей будет прозрачность смолы. Как правило, количество пигмента должно быть таким, чтобы ограничивать потери пропускания света через окрашенный отвержденный слой до 40%; или менее чем при пропускании света через соответствующие неокрашенный слой. Предпочтительный размер частиц пигмента - менее 3 микрон.
Примеры соответствующих пигментов: синий 15:3,15:0, или аналогичный; красный 48:1, 48:3, 57:1; желтый 14, 17, 83, 150; оранжевый 34; зеленый 7 и другие аналогичные пигменты.
Также обнаружено, что возможным способом окрашивания смолы является введение 5-30% отверждаемой ультрафиолетовым светом типографской краски того типа, который будет использоваться в печатании на этой же основе, на которую наносится голограмма. Изобретение далее излагается со ссылкой на прилагаемые, неограничивающие, чертежи, на которых:
Фиг.1 - схематическое и частичное изображение печатной машины, соответствующей выполнению способа согласно настоящему изобретению;
Фиг.2 - схематическое и частичное изображение еще одной печатной машины;
Фиг.3 - увеличенное изображение рабочего валика при изготовлении голограммы
согласно настоящему изобретению; и
Фиг.4 - увеличенное изображение еще одного варианта осуществления изобретения: во
время изготовления голограммы.
Фиг.1 схематически изображает вариант осуществления системы изготовления рельефной голограммы согласно излагаемому выше способу.
Основная смола выпускается промышленностью. Как упоминалось выше, пигмент вводят или диспергируют в основную смолу; при этом количество вводимого пигмента зависит от природы пигмента и размера его частиц.
Как правило, количество пигмента составляет 5-20 вес.%, и предпочтительно 13-17 вес.% от неотвержденной смолы, т.е. смолы, готовой для печатания на основе.
Если смола отверждается ультрафиолетовым светом, то также вводят и фотоинициатор, т.е. выделяющее свободные радикалы вещество.
Приготовленную таким образом смолу вводят в резервуар 2 для смолы печатающей группы печатной машины 1; причем печатающая группа включает в себя анилоксовый валик, который забирает смолу из резервуара 2 и переносит ее на валик 4 клише (или фотополимерный).
Валик клише переносит заданные количества смолы на выбранные участки основы S, когда основа задействована валиком 4 и формным цилиндром 5; и получаемая при этом основа (см. Фиг.3) обеспечена несколькими ровными слоями 6 смолы в определенных участках основы, т.е. смола отпечатана на основе.
Соответствующими основами являются: бумага и такие пластмассовые пленки, как полиэтиленовые и полипропиленовые пленки; и слоистые упаковочные пленки.
Отпечатанную основу подают на рабочий валик 7, который придает ровным слоям 6 форму рельефных голограмм 8. Для этого основу S пропускают между рабочим валиком 7 и опорным валиком 9, обычно выполненным из резины и который прилагает регулируемое и небольшое давление к основе S, чтобы придать слоям 6 форму, без их уплощения.
Смола отверждается ультрафиолетовой лампой 10, установленной вблизи рабочего валика 7; если основа S бумажная или выполнена из аналогичного непрозрачного материала, то ультрафиолетовая лампа расположена в том месте, в котором основа выходит из ролика 7, на стороне голограммы 8, и на чертежах Фиг.2 и 4 она обозначена как лампа 10а.
Основу с голограммами на ней можно затем обработать обычным образом: например, если основа является упаковочной пленкой, то ее затем сваривают, разрезают и нарезают согласно требуемым упаковкам.
Фиг.2 показывает предпочтительный вариант осуществления изобретения, согласно которому рабочий (придающий форму) валик 7 заменяется гладким цилиндром 11, и придание формы ровным слоям 6 выполняется при помощи тисненой ленты 12. Лента 12 получена тиснением определенной формы на термопластной ленте известным способом, например - приданием ей формы нагревом на рабочем валике; и обычно тиснение выполняется по всей ее поверхности. Таким образом, тисненая поверхность уже имеет вид голограммы, и теперь ее можно обеспечить металлизированным слоем, либо она может быть тисненой алюминиевой фольгой на основе. Эти ленты, которым придана форма голограммы, выпускаются промышленностью.
Тисненая поверхность, например в сложном эфире, ленты 12 имеет поверхностное натяжение, меньшее чем поверхностное натяжение основы, на которую был нанесен лак, - чтобы лак не приклеивался к ленте 12. При контактировании тисненой поверхности ленты с ровными слоями 6 смолы (Фиг.4) слоям 6 придается форма рельефной голограммы - аналогично варианту осуществления согласно Фиг.3. Ультрафиолетовая лампа 10b на стороне ленты обеспечивает требуемое отверждение имеющим приданную им форму слоям с превращением их в голограммы 8 - если лента 12 пропускает ультрафиолетовый свет.
Если лента 12 непрозрачная после формирования голограммы между валиком 11 и резиновым валиком 9, то основа S и лента 12 удерживаются в контакте до тех пор, пока они не пройдут мимо лампы 10а (на Фиг.4 это не показано; но представлено на Фиг.2); и затем они разделяются; при этом лента 12 возвращается в рулон и основа S обрабатывается упоминаемым выше способом. В варианте осуществления изобретения согласно Фиг.1 ультрафиолетовые лампы можно заменить устройством облучения пучком электронов, что обеспечит то преимущество, что для состава смолы обычно не будет требоваться инициатор свободных радикалов. Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения: основой, на которую нанесены голограммы, является упаковочный материал, отпечатанный флексографической печатной машиной; и формирующее голограмму устройство установлено на упомянутой флексографической машине для непрерывного изготовления упаковочного материала с голограммами.
1. Способ изготовления цветной голограммы, согласно которому:
приготавливают лаковый состав, содержащий акриловую смолу с глянцевыми характеристиками, отверждаемую под воздействием ультрафиолетового света и/или пучка электронов, и, по меньшей мере, один пигмент, причем упомянутая акриловая смола является смолой такого типа, который по существу мгновенно отверждается под воздействием облучения;
наносят упомянутый лаковый состав на выбранные участки гибкой основы при помощи ротационной печатной машины, обеспечивая непосредственное сцепление с основой;
нанесенному лаку посредством печатной машины придают форму рельефа, формирующего голограмму; и
облучают упомянутые, имеющие приданную им форму участки ультрафиолетовым излучением и/или излучением пучком электронов для осуществления по существу мгновенного отверждения упомянутых, имеющих приданную им форму участков, обеспечивая создание цветной голограммы, содержащей один слой окрашенной акриловой смолы.
2. Способ по п.1, в котором указанная акриловая смола содержит эпоксидные олигомеры или олигомеры акрилата сложного эфира и имеет вязкость в пределах 0,2-7 П.
3. Способ по п.1, в котором упомянутый пигмент выбирают из числа прозрачных и полупрозрачных пигментов, и количество пигмента равно 5-20 вес.% состава.
4. Способ по п.1, в котором упомянутый этап придания формы выполняют посредством рулонной печатной машины с тисненой на ней голограммой.
5. Способ по п.1, в котором упомянутый слой смолы, имеющий приданную ему форму, наносят на конечную основу.
6. Способ по п.2, в котором упомянутый пигмент выбирают из числа прозрачных и полупрозрачных пигментов, и количество пигмента равно 5-20 вес.% состава.
7. Способ по п.2, в котором упомянутый этап придания формы выполняют посредством рулонной печатной машины с тисненой на ней голограммой.
8. Способ по п.2, в котором упомянутый слой смолы, имеющий приданную ему форму, наносят на конечную основу.
9. Способ по п.3, в котором упомянутый этап придания формы выполняют посредством рулонной печатной машины с тисненой на ней голограммой.
10. Способ по п.3, в котором упомянутый слой смолы, имеющий приданную ему форму, наносят на конечную основу.
11. Способ по п.4, в котором упомянутый слой смолы, имеющий приданную ему форму, наносят на конечную основу.
12. Цветная голограмма, получаемая способом согласно одному из пп.1-6.
13. Применение отверждаемых ультрафиолетовым светом и/или пучком электронов окрашенных акриловых смол с глянцевыми характеристиками, нанесенных на основу из бумаги или пластмассы, для изготовления рельефной цветной голограммы.
14. Применение по п.13, в котором указанные акриловые смолы содержат эпоксидные олигомеры или олигомеры акрилата сложного эфира, и имеют вязкость в пределах 0,2-7 П.
15. Упаковочный материал, имеющий, по меньшей мере, одну цветную голограмму, получаемую способом согласно одному из пп.1-6.
16. Применение отверждаемых ультрафиолетовым светом или пучком электронов печатных красок при окрашивании отверждаемых ультрафиолетовым светом и/или пучком электронов акриловых смол с глянцевыми характеристиками, нанесенных на основу из бумаги или пластмассы, для изготовления рельефной цветной голограммы.
