Método para crear un efecto óptico de difracción sobre una superficie objetivo.

Método para crear una estructura (104) fina copiada, que produce un efecto óptico de difracción,

sobre una superficie (120) objetivo, caracterizado porque en el método

- se usa una lámina (100) de transferencia, sobre cuya superficie existe una estructura (102) fina original, que produce un efecto óptico de difracción,

- se coloca la lámina de transferencia sobre la superficie objetivo de modo que dicha estructura fina original está en contacto con la superficie objetivo,

- se calienta la lámina de transferencia hasta una temperatura que es próxima a la temperatura de transición vítrea del material de la lámina de transferencia, pero inferior a su temperatura de fusión,

- se retira la lámina de transferencia de la superficie objetivo, dejando la estructura fina copiada sobre la 10 superficie objetivo.

Método para crear un efecto óptico de difracción sobre una superficie objetivo.

La invención se refiere a un método para crear una estructura fina copiada, que produce un efecto óptico de difracción, sobre una superficie objetivo. La invención también se refiere a una lámina de transferencia usada en el método.

Por efecto óptico de difracción (DOE) , quiere decirse una estructura fina creada sobre la superficie de un objeto, estructura fina que tiene características que afectan el desplazamiento de los haces de luz. Con la ayuda de elementos ópticos de difracción, puede alterarse el aspecto de productos y envases y puede hacerse que el producto parezca diferente desde diferentes ángulos de visión. Con la ayuda de elementos ópticos, puede añadirse a los productos y a sus envases información, que puede leerse mediante la vista o con la ayuda de diversos dispositivos ópticos y diversos identificadores ópticos, tales como hologramas.

Se usan tres técnicas básicas diferentes en la fabricación de elementos ópticos de difracción. El gofrado en caliente usa un molde metálico, normalmente un molde hecho de níquel, con el que se presiona una estructura fina en la superficie de la lámina de polímero calentada. El gofrado en caliente puede realizarse de manera económica y rápida con una máquina de impresión usando un método de rollo a rollo. Los productos comerciales típicos fabricados con este método son envolturas de productos de difracción y los hologramas de seguridad de tarjetas de crédito y billetes de banco. La técnica de gofrado en caliente puede usarse en un procedimiento industrial para fabricar elementos ópticos, cuya anchura de línea es inferior a 100 nanómetros. Otros métodos de fabricación de elementos ópticos de difracción son la técnica de moldeo por inyección, en la que la microestructura óptica se fabrica inyectando polímero fundido a presión al interior de un molde hecho de acero o níquel y realizando gofrado por UV, en el que el polímero o monómero líquido colocado en un molde se endurece con la ayuda de luz ultravioleta.

Aunque la fabricación industrial de elementos ópticos de difracción es comparativamente sencilla, su fabricación todavía requiere máquinas y dispositivos de producción caros. Por tanto, una fabricación a pequeña escala de elementos ópticos de difracción es muy cara.

La fabricación de láminas ópticas de difracción es fácil con la ayuda de máquinas de impresión. Sin embargo, con máquinas de impresión no pueden fabricarse elementos ópticos que no sean de tipo lámina. Si se desea crear un elemento óptico de difracción sobre la superficie de un objeto tridimensional, debe usarse la técnica de moldeo por inyección claramente más cara.

Además, una desventaja de usar elementos ópticos de difracción es que siempre requieren un aparato de fabricación industrial. Por tanto, es imposible dar brillo a la superficie de objetos o productos individuales en el domicilio con la ayuda de elementos ópticos de difracción. Por ejemplo, el documento DE 102007013284 es representativo de la técnica anterior.

El objetivo de la invención es proporcionar un método para crear un elemento óptico de difracción sobre una superficie objetivo y una lámina de transferencia de un elemento óptico de difracción, con el que puedan reducirse significativamente las desventajas y defectos relacionados con la técnica anterior.

Los objetivos de la invención se obtienen con un método, que se caracteriza en lo que se presenta en la reivindicación independiente. Se presentan algunas realizaciones ventajosas de la invención en las reivindicaciones dependientes.

En el método según la invención se crea una estructura fina, que produce un efecto óptico de difracción, sobre la superficie objetivo. En el método se usa una lámina de transferencia, sobre cuya superficie existe una estructura fina original, que produce un efecto óptico de difracción. La lámina de transferencia es de algún material en forma de una lámina flexible, que es adecuado para este fin, tal como plástico termoplástico. La estructura fina original de la lámina de transferencia puede haberse creado con algún método adecuado, tal como litografía por haz de electrones, grabado químico o por plasma o diversas técnicas de impresión, tales como impresión en huecograbado, técnica de impresión offset o flexográfica o serigrafía. La estructura fina original se crea preferiblemente sobre la superficie de la lámina de transferencia con gofrado en caliente, trabajando con láser o con hololitografía. La lámina de transferencia usada en el método puede fabricarse como parte del procedimiento de fabricación de la estructura fina de la superficie objetivo o puede usarse en el método una lámina de transferencia fabricada anteriormente o adquirida de otro lugar, que tiene la estructura fina original deseada. La superficie objetivo puede ser en principio cualquier superficie de un objeto, tal como una superficie de madera pintada o lacada, una superficie de plástico o una superficie de papel recubierta, que tiene una adhesión suficientemente buena con el material de la lámina de transferencia. La superficie objetivo puede estar formada de manera uniforme o puede estar curvada.

La lámina de transferencia seleccionada se coloca sobre la superficie objetivo de modo que su estructura fina original está en contacto con la superficie objetivo. Después de esto, se calienta la lámina de transferencia hasta una temperatura que es próxima a la temperatura de transición vítrea del material de la lámina de transferencia, pero inferior a su temperatura de fusión. Durante el calentamiento, el material de la lámina de transferencia se adhiere a la superficie objetivo. La lámina de transferencia puede presionarse contra la superficie objetivo durante el calentamiento o inmediatamente después del mismo. Finalmente, se retira la lámina de transferencia de la superficie del objeto. El material de la lámina de transferencia, que se ha adherido a la superficie objetivo, crea una estructura fina copiada, que es una imagen especular de la estructura fina original de la lámina de transferencia.

La altura de la estructura fina copiada creada sobre la superficie objetivo es en la dirección de la normal de la superficie objetivo preferiblemente algo más pequeña que la altura de la estructura fina original, es decir, de 100200 nm, preferiblemente de 100-150 nm. Sin embargo, las dimensiones de la estructura fina copiada son tales que producen un efecto óptico de difracción cuando interacciona con la luz.

En una realización ventajosa del método según la invención, el material de la lámina de transferencia es acetato de celulosa. Con el fin de que el material de la lámina de transferencia alcance un estado en el que se adhiere a la superficie objetivo, se calienta hasta una temperatura de 100-130ºC.

En otra realización ventajosa del método según la invención, se dispensa una sustancia que mejora la adhesión, es decir, una capa de preparación, sobre la superficie objetivo antes de que se coloque la lámina de transferencia en su lugar. La sustancia que mejora la adhesión puede ser por ejemplo alguna capa de preparación adecuada comercialmente disponible, que está indicada para productos de impresión. Con la ayuda de la sustancia que mejora la adhesión, puede mejorarse la adhesión entre la lámina de transferencia y la superficie objetivo, lo que permite la creación de una estructura fina copiada también sobre superficies que tienen una adhesión débil, tales como superficies de vidrio.

Con el método según la invención pueden fabricarse estructuras finas, que producen un efecto óptico de difracción, para diferentes fines, tales como una estructura fina copiada que produce un efecto óptico decorativo, o una estructura fina copiada que funciona como red de acoplamiento para un haz de luz.

Una ventaja de la invención es que permite la creación de elementos ópticos de difracción sobre objetos tridimensionales y superficies curvadas de objetos de una manera sencilla y económica. La invención también proporciona una posibilidad de crear elementos ópticos de difracción sobre tales objetos y superficies, en los que la creación de elementos ópticos ha sido previamente muy cara o incluso imposible.

Una ventaja adicional de la invención es que permite la creación de elementos ópticos de difracción sobre superficies de objetos con la ayuda de medios disponibles en las casas sin habilidad... [Seguir leyendo]

1. Método para crear una estructura (104) fina copiada, que produce un efecto óptico de difracción, sobre una superficie (120) objetivo, caracterizado porque en el método

- se usa una lámina (100) de transferencia, sobre cuya superficie existe una estructura (102) fina original, que produce un efecto óptico de difracción,

- se coloca la lámina de transferencia sobre la superficie objetivo de modo que dicha estructura fina original está en contacto con la superficie objetivo,

- se calienta la lámina de transferencia hasta una temperatura que es próxima a la temperatura de transición vítrea del material de la lámina de transferencia, pero inferior a su temperatura de fusión,

- se retira la lámina de transferencia de la superficie objetivo, dejando la estructura fina copiada sobre la superficie objetivo.

2. Método según la reivindicación 1, caracterizado porque se presiona la lámina de transferencia contra la superficie objetivo durante el calentamiento o después del mismo.

3. Método según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque se crea dicha estructura (102) fina original en la superficie de la lámina (100) de transferencia mediante gofrado en caliente.

4. Método según cualquiera de las reivindicaciones 1-3, caracterizado porque en el método se usa una lámina

(100) de transferencia, cuyo material es plástico termoplástico.

5. Método según la reivindicación 4, caracterizado porque el material de la lámina (100) de transferencia es acetato de celulosa.

6. Método según la reivindicación 5, caracterizado porque el material de la lámina (100) de transferencia es diacetato de celulosa o triacetato de celulosa.

7. Método según cualquiera de las reivindicaciones 4-6, caracterizado porque se calienta la lámina (100) de transferencia hasta una temperatura d.

10. 130ºC.

8. Método según cualquiera de las reivindicaciones 2-7, caracterizado porque se presiona la lámina (100) de transferencia contra la superficie (120) objetivo a mano.

9. Método según cualquiera de las reivindicaciones 1-8, caracterizado porque se dispensa una sustancia que mejora la adhesión antes de que se coloque la lámina (100) de transferencia sobre la superficie (120) objetivo.

10. Método según cualquiera de las reivindicaciones 1-9, caracterizado porque se crea una estructura (104) fina copiada en la superficie (120) objetivo, siendo la altura de la estructura fina copiada en la dirección de la normal de la superficie objetivo d.

10. 200 nm, preferiblemente d.

12. 150 nm.

11. Método según cualquiera de las reivindicaciones 1-10, caracterizado porque se crea una estructura (104) fina copiada, que produce un efecto óptico decorativo, sobre la superficie (120) objetivo.

12. Método según cualquiera de las reivindicaciones 1-11, caracterizado porque se crea una estructura (104) fina copiada, que funciona como red de acoplamiento para un haz de luz, sobre la superficie (120) objetivo.