Листовой материал с направленным изображением Советский патент 1987 года по МПК G02B5/128 

113

Изобретение относится к оптическим средствам создания изображения, видимого только в пределах ограниченных углов наблюдения.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей листового материала с направленным изображением за счет обеспечения возможностей получения не только черно- белых, но и цветных изображений, а также получения изображений на прозрачном фоне.

На фиг.1, 3, 4 и 5 показаны разрезы листового ретрорефпективного материала, изготовленного в соответствии с предлагаемым изобретением; на фиг.2 часть листового ретрорефпективного материала с направленным изображением.

Листовой ретрорефлективный материал 1 включает в себя слой прозрачного полимерного материала 2, монослой прозрачных микросфер 3, внедренных в слой прозрачного полимерного материала 2 таким образом, что все микросферы находятся между лицевой поверхностью 4 и задней поверхностью 5 слоя 2, тонкий слой зеркально-отражающего материала 6, например образованный испарением слой алюминия или химически осажденного серебра, покрывающий заднюю поверхность 5 слоя прозрачного полимерного материала 2, и слой клеящего материала 7, обеспечивающий закрепление листового ретро- рефлективного материала с направленным изображением на подложке и за- 1ЦИТУ от механических повреждений слоя зеркально-отражакицего материгша 6. Слой прозрачного полимерного материала 2 состоит из трех слоев: слоя 8, в который внедрены передние поверхности микросфер, слоя разделительного материала 9, покрывающего задние поверхности микросфер и повторяющего форму задних поверхностей микросфер, и лицевого слоя 10, защищающего ретрорефлективный материал от атмосферных воздействий и механических повреждений. I

В зеркально-отражающем слое 6 за определенными микросферами 3, расположенными соответственно требуемому изображению, имеются небольшие аксиальные отверстия (окна) I1, образованные удалением материала слоя 6 в соответствующих точках. Аксиальные отверстия 11 в слое зеркально-отра5

5

9652

жающего материала 6 располагаются позади микросфер 3 на линиях, проходящих через оптические центры микросфер под углом об относительно поверхности листового ретрорефпективного материала. В целях упрощения преломление света в материале на рисунках не указывается и, кроме того, предполагается, что свет направлен на

листовой ретрорефлективный материал по линии 12 под углом в6 .

При рассмотрении листового ретро- рефлективного материала с направленным изображением с его лицевой стороны под углом или в направлении линии 12 в случаях рассеянного освещения или освещения с обратной стороны материала аксиальные отверстия 11 оказываются расположенными на линиях,

проходящих от точки наблюдения через оптические центры микросфер 3. Все отверстия 11 видны одновременно и образуют отчетливый рисунок или изображение об .

Предлагаемый листовой ретрорефлективный материал с направленньм изображением при его рассмотрении под углом oi даже в случае рассеянного освещения создает весьма значительный ретрорефлективный эффект. Часть рассеянного света, падающая на ретрорефлективный материал со стороны наблюдателя, отражается обратно, однако ретрорефлексия ослабляется в тех точ- 5 ках зеркально-отражающего слоя, где располагаются аксиальные отверстия 11. Такое ослабление ретрорефлексии воспринимается зрением как затемненное изображение, тогда как под углами, отличными от угла об , в тех местах, где нет отверстий в слое зеркально-отражающего материала 6, ретрорефлективный листовой материал воспринимается наблюдателем в виде ярко . светящейся поверхности. При различных углах наблюдения, отличных от угла «л , и на фоновых участках при углах наблюдения об листовой ретрорефлективный материсш 1 в случае рассеянного освещения имеет белесый вид, а при освещении направленным светом под углом об - ярко-белый (в случае добавления в любой из слоев 17, 18 и 19 прозрачного красителя материал приобретает соответствующую окраску).

При наблюдении листового ретрореф- лективного материала под углом oi или под углами, близкими к углу об , изоб0

0

45

50

ражение I, образованное аксиальными отверстиями 11, воспринимается в виде затемненных участков.

Диапазон углов, под которыми на листовом ретрорефлективном материале 1 можно наблюдать затемненное изображение сх , зависит от диаметра аксиальных отверстий 11. В общем случае, когда диаметр микросфер составляет 50-100 мкм, аксиальные отверстия 11 должны иметь диаметр порядка 3-5 мкм Для изменения диапазона углов наблюдения изображения на листовом ретро- рефлективном материале диаметр аксиальных отверстий 11 должен быть соот ветственно изменен. В большинстве случаев аксиальные отверстия I1 имеют круглую форму, однако, если требуется они могут быть продолговатыми или какой-либо другой формы, что достигается поворотом лазерного луча в некоторых пределах так, что при этом каждая микросфера облучается двумя или несколькими импульсами под различными углами, благодаря чему отверстия 11 в слое зеркально-отражающего материала получаются продолговатыми, так как каждое из них образуется из двух частично перекрывающихся аксиальных отверстий. Таким образом, каждое продолговатое отверстие, как и отверстия другой формы можно рассматривать как некоторую серию круглых аксиальных отверстий.

На фиг.2 показан разрез аксиального отверстия 11 в разделительном слое полимерного материала 9, полученного с помощью лазерного луча. По краю аксиального отверстия 11 в слое полимерного материала 9 в результате плавления материала образуется кольцевой выступ 9с|. Аналогичным образом при образовании аксиального отверстия в слое зеркально-отражающего материала 6 часть материала удаляется и вокруг отверстия образуется кольцевой выступ 6а. При последующем плавлении материала слоя 6 кольцевой выступ 6 а сглаживается и материал частично возвращается в отверстие.

На фиг.З показан второй вариант изготовления листового материала,в котором листовой ретрорефлективный материал, аналогичный изображенному на фиг.1, модифицирован введением красителя, благодаря которому изображение I оказывается окрашенным. При изготовлении листового ретрорефлективного материала 13, показанного на фиг.З, на слой зеркально-отражающего материала 14 был нанесен слой окрашенного материала 15, которьй затем был импрегнирован в слой разделительного материала 16 в областях I5q, окружающих аксиальные отверстия 17 в слое зеркально-отражающего материала 14. В другом варианте окрашенный материал может быть внедрен между слоем разделительного материала 16 и слоем зеркально-отражающего материала, либо просто может заполнять акси альнуе отверстия 17. Другие эффекты могут быть получены во-первых введением красителя в слой разделительного материала (путем растворения или смешивания с материалом разделительного слоя) с последующим нанесением слоя материала без красителя, и во- вторых в целях достижения ретрореф- лективности материала при наблюдении в направлении осей аксиальных отверстий 17 на первый слой зеркально-отражающего материала 14 может быть нанесен второй слой зеркально-отражающег материала 18.

При рассмотрении листового ретро- рефлективного материала 13 с лицевой стороны под любым углом наблюдения в пределах между линиями 19 и 20 направленное изображение на нем имеет окраску, соответствующую введенному в слой покровного материала 14 красителя (если окрашенный покровный материал заполняет только аксиальные отверстия 17 диапазон углов наблюдения изображения получается очень узким). Цветные направленные изображения на ретрорефлективном листовом материале наиболее яркими получаются при соблюдении условий ретрорефлексии, когда падающий на материал свет от источника отражается в обратном направлении слоем зеркально-отражающего материала, находящегося за окрашенными участками 15q. Следует отметить, что окрашенное изображение на ретрорефлективном листовом материале можно наблюдать и в случае рассеянного освещения материала,когда, как это было указано вьшге, эффекты ретрореф- лективности проявляются слабее. При наблюдении направленного изображения на листовом ретрорефлективном материале вдоль линий, совпадающих с осями отверстий 17, в случае отсутствия слоя зеркально-отражающего материала

513

18 окраска изображения получается слабой или вообще отсутствует. При наличии зеркально-отражающегося слоя 18 изображение I можно наблюдать из любой точки, находящейся между линиями 19 и 20.

Для окрашивания слоев органического материала 16 могут быть использованы различные красители на базе органических растворителей и другие покровные материалы. Степень миграции красителя и, следовательно, ширину диапазона углов наблюдения направленного изображения между линиями 19 и 20 можно изменять путем соответствующего изменения вязкости покровного материала, удалением слоя 15, например протиркой по истечении определенного периода времени, в течение которого покровный материал мигрирует через отверстия 17, повторным нанесением покровного материала, нагреванием и другими подходящими способами.

На фиг.4 показан еще один вариант предлагаемого листового ретрорефлек- тивного материала 21 с направленным изображением, в котором позади каждой микросферы, находящейся в поле изображения I, в слое зеркально-отражающего материала 22 имеется два аксиальных отверстия 23. Эти отверстия образуются при обработке листового ретрорефлективного материала 21 лазерным лучом по определенной схеме движения луча по поверхности материала или с использованием маски при двух различных углах наклона луча. При наблюдении с самых различных точек листовой ретрорефлективный материал 21 благодаря наличию на его задней поверхности слоя зеркально-отра- жающего материала 22 воспринимается в виде белесой поверхности, либо в виде окрашенной поверхности, если в материал введен прозрачный краситель, однако при наблюдении материала под углами, соответствующими углам наклона линий 24 и 25, на поверхности материала можно видеть затемненное (или черное) изображение. I

На фиг.5 показан еще один из вариантов изготовления листового ретро рефлективного материала с направленным изображением, на котором образовано несколько направленных изображений различного цвета. На листовом ретрорефлективном материале 26 обра9656

зовано первое изображение 1 , состав- ленное первой группой аксиальных отверстий 27 в первом слое зеркально- отражающего материала 28 с использо5 ванием окрашивающей композиции 29, проникающей в слой разделительного материала 30 в зонах 29 а вокруг отверстий 27. Поверх первого слоя зеркально-отражающего материала 28 и

o слоя окрашивающей композиции 29 нанесен второй слой зеркально-отражающего материала 31, в котором лазерным . лучом под другим углом наклона образовано множество аксиальных отверс15 тий 32, составляющих второе направленное изображение 1. Аксиальные отверстия 32 проходят через первый слой зеркально-отражающего материала 28, через слой красящей композиции

0 29 и через второй слой зеркально- отражающего материала 31. На второй слой зеркально-отражающего материала 31 нанесен второй слой красящей композиции 33, которая проникает через

отверстия 32 в зоны ЗЗа. Поверх слоя красящей композиции 33 нанесен третий слой зеркально-отражающего материала 34. При рассмотрении листового ретрорефлективного материала 26 с

50 двумя направленными изображениями 1 и 1 в направлении линии 35 наблюдатель видит изображение I, , цвет которого соответствует цвету слоя красящей композиции 29, а в направлении

35 линии 36 - второе изображение 1, цвет которого определяется цре- том слоя красящей композиции 33.

40 Несмотря на то, что для получения изображения на листовом ретрорефлективном материале в соответствии с предлагаемым изобретением используется в общем случае тонкий слой прони45 цаемого для лазерного излучения маскирующего материала, нет необходимости в сохранении этого слоя по завершении операции формиров.ания изображения. Например, после введения в слой

50 маскирующего материала через аксиальные отверстия окрашивающей покровной композиции слой маскирующего материала может быть удален с использованием травильных растворов при сохранесс НИИ отметок, образованных красящим материалом под маскирующим слоем. Таким способом можно изготавливать прозрачный листовой ретрорефлективный материал с направленным изображе71314965

нием, который может быть использован для изготовления прозрачных обложек.

Формула изобретения

1.Листовой материал с направленным изображением, содержащий монослой прозрачных микросфер, прозрачный слой, покрывающий по крайней мере задние поверхности микросфер, при ем форма задней поверхности прозрачного слоя повторяет форму задней поверхности монослоя прозрачных микросфер, и образующие изображение средства, расположенные на задней по верхности прозрачного слоя, о т л и чающийся тем, что, с целью расщирения функциональных возможностей, образующие изображение средства выполнены в виде по крайней мере одной группы дискретных меток, при этом дискретные метки одной группы расположены под находящимися в зоне изображения Q кpocфepaми и лежат на прямых, проходящих через центры соот ветствующих микросфер и параллельных одна другой или сходящихся в общей точке.

2.Материал по п.1, отличаю щ и .и с я тем, что содержит две группы дискретных меток, при этом дискретные метки разных групп лежат на прямых, проходящих через центры соответствующих микросфер и непараллельных одна другой и сходящихся в разных точках.

3.Материал по пп.1 и 2, о т л и- чающийся тем, что дискретные

8

10

15

метки выполнены маркерным материалом, нанесенным на ограниченные участки задней поверхности прозрачного слоя.

4.Материал по пп.1 и 2, отличающийся тем, что на заднюю поверхность прозрачного слоя нанесено покрытие, а дискретные метки выполнены в виде окон в этом покрытии.

5.Материал по п.4, отличающийся тем, что покрытие вьтолне-. но рассеивающим или поглощающим, а окна покрыты зеркально-отражающим слоем.

6,, Материал по п.4, отличающийся тем, что покрытие выполнено зеркально-отражающим.

7.Материал по пп.4-6, отличающийся тем, что в окна введен маркерный материал .

8.Материал по п.6, отличающий с я тем, что в окна введен маркерный материал и они покрыты зеркально-отражающим слоем.

9.Материал по п.3, отличающий с я тем, что дискретные метки, соответствующие разным группам, выполнены маркерным материалом разного цвета.

10.Материал по пп.7-8, отличающийся тем, что в окна, соответствующие дискретным меткам разных групп, введен маркерный материал разного цвета.

11.Материал по пп.1-3, о т л и - 35 чающийся тем, что является

прозрачным и вьтолнен с возможностью использования в качестве обложки документов .

20

25

30

Изобретение относится к оптическим средствам создания изображения. видимого только в пределах ограниченных углов наблюдения. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей материала за счет обеспечения возможности получения цветных изображений, а также изображений на прозрачном фоне. На заднюю поверхность 5 слоя прозрачного полимерного материала 2 нанесено зеркально-отражающее покрытие 6, в котором выполнены дискретные метки в виде аксиальных отверстий (окон) 11. Окна расположены на прямых, проходящих через центры соответствующих микросфер 3. В местах расположения окон в покрытии 6 ретрорефлексия материала ослабляется. В окна 11 может быть введен маркерный материал разного цвета. При выполнении материала прозрачным он может быть использован для изготовления обложек документов. 10 з.п. ф-лы 5 ил. / Ю & ш с со 4 со сг ел сн Фиг. 1

fSflr Г5а П

15 17 15а

18 / 16

Фиг.З

Редактор Ю.Середа

v

Фик.5 2

Составитель Н.Богданов

Техред H.rnyuietiKo Корректор И.Эрдейи

Заказ 2225/59 Тираж 522Подписное

ВНИИГШ Государственного коьштета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4.