印刷产品微特征的高速制造
【技术领域】
[0001]本发明大体上涉及印刷产品的制造，并且具体而言，涉及用于生产具有布置在基底片材的表面上的印刷产品微特征的印刷产品的制造方法和布置。
【背景技术】
[0002]在许多应用中已使用了光学布置，所述光学布置产生合成三维图像或在不同角度改变其外观的图像。除纯粹的美学用途之外，这样的布置已例如被用作纸币或其它有价文件、识别文件等上的安全标记或者用作品牌保护。合成三维图像还已被用于例如在二维信息文件中提供复杂形状的更好的几何理解。
[0003]合成图像装置基于聚焦元件的阵列与微图像部分之间的相互作用。在一些现有技术中，由于经验图像由一起被解释为整体单元的许多部分组成，所以“合成图像”还被称为“整体图像”或“莫尔图像”。相对几何关系从不同的3D水平到例如取决于观察角度移动或改变其外观的图像产生不同的光学效应。聚焦元件与微图像部分通常通过在基本上透明的聚合物膜上印刷来提供。
[0004]在公布的国际专利申请W02011/102800 Al中公开了一种用于制造合成图像装置的方法。在这里，辊对辊过程通过基体辊与基底的相互作用实现。基体辊包括充满可固化化合物的凹部。可固化化合物在基体辊与基底之间的滚动接触期间转移到基底上。通常，为了便于可固化化合物到基底的粘附，基底的表面被预处理，例如设置有表面层。当滚动接触结束时，该表面层与基体辊中的可固化化合物之间的良好的附着帮助从凹部去除可固化化合物。
[0005]能给在提供合成整体的光学布置的许多应用中的图像对象着色，以获得黑白图像、灰度图像或着色图像，或简单地提供合适的光学特性。该着色通常可通过用墨填充基体辊中的凹部获得。由于从微米级空腔到厘米级空腔变化的压花空腔应在残墨不留在中间表面上的情况下完全同等地填充，所以该操作是一项挑战，特别是在例如利用上述辊对辊布置的大规模生产中。
[0006]当墨转移至基底片材时，墨可散布在通过凹部限定的区域外。如果基底设置有用于改善粘附特性的表面层，则这尤其地麻烦。基底与基体辊之间的接触通常至少在微观层面上十分强烈，并且接触力使表面层在基底与基体辊之间剪切。这增加将墨从凹部拖出的危险。
[0007]缓和这样的效应的一种方式是使墨在其与基底的表面层接触之前预固化。印刷速度越高，则需要越高的预固化水平，以抵消表面层的所有剪切作用。然而，在凹部内的墨的预固化通常使得更加难以从凹部释放墨，并从而墨变得粘在基体凹部中的危险增加。这些释放问题通常还随着提高的印刷速度而增加。如果墨在与表面层的接触建立之前固化过度，则表面层与墨之间的所有交联同样将减弱，以减轻表面层的粘附效应。
[0008]换句话说，在现有技术的制造方法中，当它们用于高速制造时可能存在墨散布的问题。
【发明内容】
[0009]本发明的一个目的在于便于基底片材的表面上的高精度产品微特征的高速印刷。以上目的通过根据所附独立权利要求的用于制造的方法和布置达到。优选的实施例由从属权利要求限定。一般来说，在第一方面中，用于制造印刷产品的方法包括基体的提供，所述基体包括具有多个凹部的基体表面。将第一可固化化合物涂覆于基体表面和凹部，以便用第一可固化化合物填充凹部。基体表面和充满第一可固化化合物的凹部被第二可固化化合物的拾取层覆盖。使基体与基底表面接触，并且至少部分地使第一可固化化合物和第二可固化化合物固化。将基体表面与基底表面分开，以将拾取层和第一可固化化合物留在基底表面上。拾取层与填充凹部的第一可固化化合物一起从基体表面转移到基底片材的基底表面上。第一可固化化合物因而在覆盖基底表面的拾取层处形成印刷产品微特征。
[0010]在第二方面中，用于印刷产品的连续生产的布置包括基体辊、第一涂覆器、第二涂覆器、驱动单元、基底引导件和固化装置。基体辊具有带有凹部的周向表面。第一涂覆器布置成用于第一可固化化合物到基体辊上的涂覆，以便用第一可固化化合物填充凹部。与第一涂覆器分开的第二涂覆器布置成用于由第二可固化化合物的拾取层覆盖周向表面和充满第一可固化化合物的凹部。驱动单元布置成用于使基体辊沿旋转方向旋转。基底引导件布置成用于在接触部段中使基底片材与基体辊接触。接触部段沿旋转方向位于第二涂覆器之后。拾取层与第一可固化化合物一起从周向表面转移并留在基底表面上。第一可固化化合物在覆盖基底表面的拾取层处形成印刷产品微特征。固化装置布置成用于使第一可固化化合物和第二可固化化合物固化。固化装置布置成在接触部段中至少部分地进行固化。
[0011]以上提出的技术的一个优点在于它在减少的将墨从凹部散布出的危险的情况下使高速印刷成为可能。结合详细说明进一步讨论优选实施例的其它一般优点和优点。
【附图说明】
[0012]本发明与其另外的目的和优点一起将通过参考以下结合附图的说明而可被最好地理解，附图中:
[0013]图1是印刷广品的不意图；
[0014]图2A-D是印刷方法的实施例的印刷情形的示意图；
[0015]图3是印刷方法的实施例的步骤的流程图；
[0016]图4是印刷布置的实施例的示意图；
[0017]图5是另一印刷布置的实施例的示意图；以及
[0018]图6示意性地图示大的凹部中的支撑结构。
【具体实施方式】
[0019]贯穿附图，相同的附图标记用于相似的或对应的元件。
[0020]根据本教导制造的产品包括本体，所述本体在产品中、或者在中间产品中构成相对于沿其正交方向的延伸具有有限厚度的基底片材。产品具有布置在基底片材的一个或两个主表面上或之中的印刷产品微特征。作为示例，所述产品的一个实施例可包括在基底片材的第一侧上的主要产品微特征和在基底片材的相对侧上的辅助产品微特征。主要产品微特征通常与辅助产品微特征定位地相关。所述产品的其它实施例可包括三组或更多组产品微特征。在其最基本的形式中，产品包括具有仅印刷在其一个表面上的产品微特征的基底片材。
[0021]产品微特征能用于不同的用途，例如如上所述在合成图像装置中用作结构和/或功能元件，或者用于诸如光学装置、电子装置、微流体装置、显示装置、电化学装置、电变色装置、生物测定装置等的其它装置，或者在印刷制品中用作印刷墨。在大部分的这些应用中，由于产品的功能性耦连至产品微特征的尺寸和/或分布，所以产品微特征常常必须设置有高的分辨率和高的尺寸公差。通常，产品微特征还必须小，以获得期望的效果。
[0022]为了说明性的目的，图1示出了根据本教导的一个实施例制造的产品1，所述产品I包括微透镜2的阵列和分别布置在透明基底片材5的相对侧上的图像对象4的相关阵列。本公开的方面主要根据这样的产品布置的制造描述。然而，本教导不仅限于该类型的产品，而且可应用于具有印刷产品微特征的各种产品。在这样的特定实施例中，图像对象4在不预构建基底片材5的情况下被印刷在布置于基底片材5上的一个或多个拾取层6 (示出了由第一虚线指示的一个这样的层)上。微透镜2可通过在基底片材中压花或者通过在基底片材5上的单独的层7 (由第二虚线指示)中的浇注固化过程形成。尽管本发明的实施例以微透镜作为例证，但应意识到的是，能将能够聚焦在相关图像对象的一部分和/或限制相关图像对象的视野的其它元件用于获得整体表示。除微透镜之外，其它这样的聚焦元件的示例是微镜片、孔隙、双凸镜片和双凸透镜。图像对象4因而在该实施例中被看作在覆盖基底表面10的拾取层6处的印刷产品微特征3。在以下描述的大部分实施例中，将球形微透镜用作示范示例。
[0023]此外，微透镜2能以相似的方式制造，并且在这样的观点下，微透镜2被看作在覆盖基底表面10的拾取层处的印刷产品微特征3。
[0024]在本公开中，术语“基体”用于指示具有呈现凹部或孔的图案的表面的本体。这些凹部之间的表面基本上是平坦的，或者沿着大体上平滑的形状，例如圆柱形状。术语“基体辊”类似地解释成具有显示凹部或孔的图案的外或周向表面。这些凹部之间的表面沿着大体上平滑的圆柱形状。凹部的图案与要印刷到基底上的结构对应。
[0025]在图2A-D中，示意性地图示了本公开的一些基本思想。在图2A中，第一涂覆器15布置成与基体辊20相互作用。基体辊20具有带有凹部22的周向表面24。第一涂覆器20布置成用于第一可固化化合物12到基体辊20上的涂覆，以便用第一可固化化合物12填充凹部22。第一可固化化合物12的过量体积在有些实施例中可出现在周向表面上，但如以下进一步更详细地讨论地可容易地去除。第一可固化化合物12从第一源16被提供到第一涂覆器15的涂覆辊14上。基体辊20在旋转方向26上旋转，并且涂覆辊14布置成与基体辊20的周向表面24滚动接触，并因此沿相反的方向旋转。第一涂覆器15与基体辊20之间的相互作用导致第一可固化化合物12到凹部12中的转移。换句话说，凹部当离开第一涂覆器15时充满第一可固化化合物12的填料28。在替代性实施例中，第一涂覆器15能由其它部分组成，例如不同种类的喷雾布置、浇注行为、刮擦边缘、狭缝模具等。
[0026]第一可固化化合物12取决于实际应用是有色的或无色的。这样的有色的可固化化合物常常被称为“墨”。
[0027]在图2B中，图示了基体辊20的参考旋转方向26的后续部分。第一涂覆器30布置成与基体辊20相互作用。第二涂覆器30在该特定的实施例中包括用于第二可固化化合物32的涂覆辊34和第二源36。涂覆辊34与涂覆辊14 (图2A)类似地布置成与基体辊20的周向表面24滚动接触，并因此同样沿相反的方向旋转。第二涂覆器30与基体辊20之间的相互作用导致第二可固化化合物32的层、在本公开中指示的拾取层6到基体辊20的周向表面24上的转移和覆盖填充物28。换句话说，基体辊20的周向表面24和填充物28当离开第二涂覆器30时被拾取层6覆盖。在替代性实施例中，第二涂覆器30能由其它部分组成，例如不同种类的喷雾布置、浇注行为、刮擦边缘、狭缝模具等。
[0028]基体辊20与第二涂覆器30之间的相互作用非常温和，以便留下连续的拾取层6。这具有的优点是，由第二涂覆器30提供的第二可固化化合物32与填充物28的第一可固化化合物12之间的剪切效应变小。从而将填充物28散布在凹部22外的危险非常低。
[0029]在图2C中，图示了基体辊20的参考旋转方向26的进一步的后续部分。在这里，使基底5与基体辊20、更确切地与覆盖基体辊20的周向表面24的拾取层6接触。在供给方向8上大致以与基体辊20的周向表面24的旋转速度对应的速度供给基底。基底表面10与拾取层6相互作用。该过程与通过第二涂覆器30 (图2B)的涂覆相反至少在微观层面上相当强烈，并存在高的剪切力。来自拾取层6的材料的前部39在预期的接触点前面积聚。然而，这些强烈的力集中在拾取层的外部37。拾