制造具有双侧表面结构的膜或层的方法和设备 本发明涉及一种制造膜或层的方法，这种膜在一基箔的至少一侧具有一种表面结构，而在另一侧具有与此结构正好对齐的结构图案或平面图案，它们由一第一辊和一带有一种圆周结构的第二辊形成，两辊被驱动，产生速度大致相同但方向相反的旋转，所述膜或层通过如下步骤形成，在一经过第一辊输送到第二辊上的箔上涂敷一层热塑聚酯，并透过基箔辐射紧贴着第二辊的周边的聚酯层，使其固化。本发明还涉及适用所述方法的设备。
申请人的专利EP-B655032公开了一种通过印刷和/或照相技术在膜的两侧形成由透明材料和线或条状保护层以确定方式错开构成的防复制膜的方法，其包括如下步骤，在膜的一侧涂敷一光敏层，特别是光阻层，利用一个罩进行紫外线(UV)曝光并显影，接着，在膜的另一侧涂敷另一光敏层，利用一罩进行紫外线(UV)曝光并显影。当穿过已经显影的第一层暴露第二光敏层时，线或条覆盖层得到了特别良好的对正。
US-A3241429也公开了一种三维全景显示画，它以纸作为基本膜，或者直接由一种聚酯透镜层构成，在该纸上或透镜层的背面印上图画层。为了使透镜与背面上的印刷物对正，在膜上切口或穿孔，借此实现印刷时地对正。
US-A4420502公开了一种用于在一侧形成具有确定的精制的表面图案的设备，其中一个光滑表面的第一滚筒和一边缘带有图案的第二滚筒被驱动，一种可流动的、未固化的可热固化的树脂材料和一透明箔输送到两滚筒之间的间隙内，通过接下来的紫外线固化，在箔上得到一具有确定图案的膜或层。紫外线固化过程透过箔直接发生在第二辊上。
有一种单层结构图案箔，它特别用于三维图案，正如下面将要描述的US-A4414316所公开的。在这种单层图案箔中，一带有透镜式表面的挠性复合膜由一基膜和一透镜式透明热固层以公知的方式构成，其中透镜形状的聚焦平面基本上在基膜的后侧。可热固化层由一种热固聚酯构成，这种热固聚酯可以借助于紫外线固化。只要将这种膜叠置在立体印刷图案上，这种公知的膜就能用来制造三维图形或照片。
在WO94/01288中还公开了一种单侧结构膜。其中一侧设置圆柱透镜，在背面上通过印刷形成保护条带，然而，却没有从技术上讲授如何获得透镜相对于保护条带的位置上固定的设置。按照说明书，这种膜不能制成防止复制的。
本发明的目的是提供能够经济地制造具有两侧对正的图案的膜的方法和装置。
权利要求1中提出了实现本发明的目的的方法特征。
令人惊奇地发现，在基箔的一侧的表面结构层固化以后，可以在基箔的另一侧形成另一层，该层也具有结构的或平面的图案，该图案可以通过所述一侧的表面结构层的辐射来固化，在此期间，所述一侧表面的结构层与位于第二辊的周边结构接合的位置。因此，在基箔的背面形成绝对对正的层，所制成的膜或层符合公差。
这种方法的另一特征是可以形成这样的一种膜或层，其一侧上表面结构为若干相同的、平行的、细长的透镜结构，特别是圆弧形的，另一侧具有与此结构正好一一对正的平行线或槽或凸脊(或“梁”)。
这种膜或层的表面结构也可以为若干平行的拱形透镜。
另一侧的表面结构也可以设计成平行的凸脊，特别是矩形的凸脊。
符合目的的是，所述一侧的透镜结构和另一侧的平行线、槽或凸脊一个接一个先后，特别是紧接着先后形成，并且彼此对正。
有利的是，透镜和凸脊由一种可紫外线固化的聚酯，特别是一种丙烯酸树酯构成。也可以在聚酯，特别是丙烯酸树酯中加入多达30％重量百分比的颜料，以便降低透明度。
同样有利的是，在凸脊上加上，特别是印上遮光层。
这种遮光层的数目至少为两个，优选为八个。
在各种情况下，为了利用所制成的膜或层来防复制，凸脊的最大透明度应该为大约7％。这样就可保证可实现与视角有关的防复制膜的特性。
如果凸脊的宽度选择为最多覆盖膜或层的表面积的80％，则保证了文件的清晰，并因此在约垂直方向看上去不透明。
本发明还通过关于本发明的设备的权利要求12来完成。
在此设备的特征为，在前面两个辊的下游设有一第三辊，其驱动速度与前面两辊相同，但方向与第二辊相反，并且其周边具有结构的或平面的图案，借助于另一涂敷装置在一侧已经涂有涂层并已经固化的基箔的另一侧上涂上另一层，并接着(在另一侧)借助于一辐射源固化。
符合目的的是，第二辊具有若干同样平行的、细长的圆柱透镜槽，特别是圆弧形透镜槽。该槽在横截面上也可以是拱形。
符合目的的是，第三辊的周边结构为若干平行的槽，特别是矩形槽。
这些槽制造得特别精确并且可以重复生产。
符合目的的是，第一辊具有平整的周面。
在第一辊上设置一接触辊是符合实际需要的，通过该接触辊将用于制造一膜或层的载体箔输送到第一辊的周边。
有利的是，第一辊作为引导驱动辊，控制第一和第三辊的转速。
实践中有利的是，第二辊设计成可借助于一调节装置，特别是基于偏心原理轴向相对于第一和第三辊可调。
同样，第三辊设计成相对于第一和第二辊轴向可调。
调节装置可以很简单地基本上由一个与轴向可调节的辊连接的压紧件构成，压紧件上固定一个偏心轴。
同样有利的是，并非分别轴向可调节的辊由一摆出或拉出装置支撑，以便简单而又迅速地装上载体箔。
为此采用一旋转机构是有利的，该旋转机构由一偏心支撑装置构成。
作为涂层材料用的涂敷装置可以采用一注射器，该注射装置具有一注射间隙，还可设置一提升注射器的装置，以便装入载体膜。
此外，实际上有利的是，采用一种支撑装置，其中第一至第三支撑辊中的两个相对于另一辊(剩下的那个)的平行度可调。
为了驱动三个辊中的每一个，有利的是，设置一盘形转子马达，在马达与辊之间设有传动装置，并且设置一同步调节器。
非常有利的是，涂敷装置为一帘式注射器，其具有一带有光保护装置的壳体，后一部件由PTFE制成。
同样非常有利的是，涂敷装置由精细定量件构成。这些件为带有计量销的柱塞壳体，它们沿辊的涂敷区域的横向移动。
在实践中可以为第一辊与第二辊之间的间隙设置第一间隙调节装置，为第二与第三辊之间的间隙设置另一间隙调整装置。
载体箔的退绕站配有一补偿控制装置，其设置在制膜或层装置的上游，以便保持一可调的恒定的带张力。
优选的是，在膜或层运行方向上制膜装置的上游设置另一补偿控制装置，以便能够调节另一适宜的张力。
同样符合目的的是，凸脊带有用于降低透明度的覆盖层，在膜或层的运行方向上另一驱动站的下游设置一印刷站，用于在载体箔的背面印上凸脊。
如果需要的话，可以在印刷站的下游再设置一站，用于在膜或层上涂敷一种粘合剂。
下面结合附图描述按照本发明的装置的一实施例。
图1是这种设备的一简图；
图2是在图1中的A-A截面上的一可替换的附加单元；
图3是这种设备的3辊结构的放大的视图；
图4是用于辊的轴向调节的一调节装置；
图5是轴向不可调节的辊的拉出装置；
图6是用于在两平面内调节辊的压紧螺丝装置；
图7是辊间隙的偏心调节装置；以及
图8是具有圆弧透镜和所属的梁的一防复制膜的截面图。
一退绕站5由一箔卷6和一切割-粘接台7构成，切割-粘接台用于切割箔9并粘接一新的卷端。粘接台后接一补偿调节器8，用于调节并保持箔9内的一确定的、尽可能恒定的带张力。
一边缘控制器10保证箔9运行时的侧面对正。然后，箔9进入制膜或层装置11，穿过一光栅12，通过转向辊13转向，并在一压紧辊14处到达光滑辊15的周边，该光滑辊具有一非常平并且光滑的周边，它将箔9引导到光滑辊15与邻辊17之间的间隙16内，后者具有一种周边结构，特别是一种透镜结构，因此，还可称为透镜结构辊17。被涂层的箔9在后面称为膜25，它从间隙16绕到透镜结构辊17上，并达到位于透镜结构辊17与梁辊19之间的另一间隙18。梁辊19的周边具有一种加深的或平面的梁结构。膜25绕过该辊的周边后从制膜装置中出来，经过另一光栅12后进入卷绕站20，该站同样包括一补偿控制装置8和一切割-粘接台7以及一膜或层卷绕辊21。在制膜装置中，在透镜结构辊17和梁结构辊19的周边处设置了光源22。
在图1所示的装置中，在A-A截面上可以装入图2所示的附加单元。
从光栅12出来的膜25进入一驱动站23，该站具有一补偿控制装置8和一带有压印辊14的驱动辊24。然后，膜25进入一印刷站26，除了一台印刷单元27之外，该站还包括一光源22、一补偿控制装置8和一边缘控制装置10。然后，印好的膜25到达一粘接站28，必要时，粘接站28还带有一包覆站29，在该站内，膜25的粘接层上包覆上一层覆盖箔。粘接站包括一粘接介质涂敷单元30和一光源22，包覆站29包括一包覆材料32用的施加装置31，包覆材料32由一贮辊33经一切割和粘接装置7和一补偿控制装置8供给。
图3更准确地示出主要设备，即，三个辊：光辊15、透镜结构辊17和梁结构辊19的位置关系。辊15和19相对于辊17的水平直径D呈大约45°角设置。在辊15的上游侧设有向辊15供给箔9的转向辊13和压印辊14。在间隙16和18中示出一定量的涂层材料和注射器34和35，它们作为涂敷装置将材料涂敷到箔9或膜25上。当采用光固化材料时，注射器34和35优选采用带有光保护装置79的帘式注射器，例如由PTFE制成。
辐射光源22设置在辊17和19的周围。
在辊15和19上还可看出，间隙16和18可以分别调节Δa和Δb，见后面对间隙调节装置的说明。实际上；Δa一般约等于Δb，并且基本上相当于载体箔或载体层的厚度。Δa、Δb也可以选择成不等于箔的厚度，而是大于该厚度，例如比其大一个焦距。
从图中还可看出，辊15至19中的每一个都具有自己的驱动马达15A、17A和19A。各马达15A至19A分别配备有自己的传动装置，但在图中未示出，并具有很小的转动惯量和自己的转速计。
所有的马达通过一电子同步器相互耦合。
符合目的的是，在本实施例中，将光辊15设计成具有引导功能。这就是说，马达15A是引导驱动单元，它确定机器的速度，特别是另外两个辊17和19的速度。
在此，补偿控制装置8也是重要的，补偿辊与一摆辊联接。此外，符合目的的是，退绕和卷绕站，必要时还有传动站23(在制膜装置11后)都连接在引导辊控制装置上。
可以理解，由于透镜结构辊17和梁结构辊19分别与光辊15的转速匹配，所以要求特别精确地转速匹配，因为在多数情况下，任何转速差都会对膜的质量产生负作用。
从理论上讲，在辊和其相联的驱动马达之间应该具有高抗扭刚度。通过直接连接的传动装置和提供辊的实际转速的转速计，可以实现非常精确的同步运行控制。
例如可以调整得使透镜结构辊17比引导驱动(辊15、15A)快1‰(千分比)，从而使箔9张紧。因此，可以不断地调节辊15与19之间的带张力，使之达到理想值。当例如辊间距(a、b)(从而有效辊直径)变化时，同步控制装置作适应性调整，补偿这种变化。
为了调整辊间隙16和18(见图3中的间隙宽度Δa和Δb)，引导辊、光辊15和梁结构辊19例如通过偏心调节装置相对靠近或远离地摆动，这从图3可以看出。
图4以横截面和视图示出一适用的偏心调节装置50。
其中标号15、19表示被调节的辊的横截面和视图，标号36为辊轴，标号37、38为偏心轴，标号39-41为一组彼此啮合的齿轮，标号42为偏心轴37、38和齿轮39-41的不同的轴承，标号AB为一轴向驱动装置，标号43为一压盘，标号44为一连接装置，标号45为一弹簧件，标号46为一壳体，标号47为一轴向引导件。齿轮39可由折板38带动旋转，从而使齿轮40和41以及偏心轴37、38同步旋转，因此，凸轮压向压板43，使压板沿双箭头的方向作轴向移动。弹簧件45提供预应力。这一轴向移动的数量级为0至1mm，精度达到1-2μm。
为了将膜穿入和清洗，间隙16、18可以张开8mm。一图中未示出的制动片保证了精确的重复准确性，该制动片可通过压紧套筒安装在加长的辊轴上。辊15和19的彼此靠近和远离的摆动可以通过适当的气缸来实现，该气缸也具有一公差补偿的功能。
图5中示出一种替换的调节装置60，它是在轴向不可移动的基础上的一种直线引导的调节辊。
以15(19)表示在此不可调节的固定辊。其轴49支撑在旋转轴承51A、B上。
可以拉出的另一辊17也由一轴52支撑，该轴刚好装在同样的轴承51A中。一壳体53与气缸55连接，该壳体内离开旋转轴承51A、B装有适宜的滑动或滚动件54。在操作气缸55时，滑动或滚动件54沿双箭头B的方向在直线引导轨56上移动。在此也达到1-2μm的精度。
在图3中简要示出注射器34和35，一方面具有一外部轮廓(34)，另一方面(35)具有一用于调节涂敷量的调节螺栓。
注射器35显然在整个箔9的宽度上延伸，其整体可在一往复摆动装置的带动下远离辊17的摆动，以便清洁和装箔9，然后重新靠近辊，往复摆动装置虽然未示出，但由双箭头C表示。注射器34也是同样。注射器到辊的距离可通过螺栓作适当的调节。
所有三个辊，光辊15、透镜结构辊17和梁结构辊19都可在其没装驱动马达15A、17A、19A一侧调节彼此相对的轴平行度，调节可以在两个平面内进行。这种调节必须在微米的范围内精确地进行，精度达到大约1μm至大约2μm，借助于下述精确调节装置90通过压紧螺丝可以实现这种调节，如图6所示。
支撑装置57以十字形支撑在4个调节装置58A-D之间。这四个调节装置分别由一压脚59、一螺栓61、一支架62、一螺孔63和一锁紧螺母64构成。将螺栓旋入螺孔63，使支撑装置57在纵向运动方向上移动，对于上调节装置58A，其移动方向向下(箭头a)，对于58C朝上，对于58B朝左，对于58D朝右(箭头b-d)。
压脚59压在支撑座65上。
除了图4中所示出的偏心调节装置50以外，还可以采用图7所示的一偏心调节单元70来调节辊间隙16和18(图1)。
单元70包括一固定壳体66，其由一压紧套筒67旋紧固定。一盘68通过压紧套筒67与辊15(19)连接并与偏移缸72连接，辊在摆出的位置以虚线圆69表示，在左上角以虚线的圆段71表示。
盘68上有压紧螺栓73A和73B，它们与可调节的止挡件74A和74B配合。偏移缸72伸出(在虚线偏移缸72的方向上)，使辊15(19)与盘68一起沿顺时针方向旋转，因此，辊移动到摆离的位置(圆段71)，直到压紧螺栓73A顶到可调节的止挡件74A。(调节好的止挡件74A、74B可借助于锁紧螺母75固定)。
如果现在借助于塞尺在辊的左右两侧上测量间隙，并察觉到误差，则可通过调节止挡件74A、74B纠正间隙宽度。支撑装置81至84也可以设计成轴向平衡精度微调装置，如图6中的58A-58D。
通过这种装置实现的方法基本在于，首先注射上透镜结构(例如借助于帘式注射方法)，在结构辊(透镜结构辊17)不离开透镜结构的情况下通过热或辐射固化法使透镜结构固化，在膜的背面注射上一与透镜垂直相对的、凸出的或平面的、与透镜结构对正的梁结构并使之固化，特别是用相同的注射和固化方法，并且特别是采用相同的可固化聚酯材料。
注射材料例如为一种光阻材料，例如美国Fa.Moton InternationalInc.，的ZM-2483R或美国Fa.Craig Adhesives al Coatings Co.，的Craigcoat 1051 X，注射材料在一注射器中定量，该注射器可封闭以构成一定量装置。一箔，特别是由聚对苯二甲酸乙二酯(PET)构成的箔穿过光辊15与透镜结构辊17之间，绕过180°，继续绕过第三辊(梁结构辊19)，通过该辊在膜的背面上施加上一背面结构或一平面图案。两注射器同样设计是适宜的。如图3所示，注射器34、35包括一带有光保护装置79的壁，该光保护装置由聚酯-箔-材料构成，其特别是用于相对于辊17、19密封。
装置在间隙很小的情况下运行，这就是说，光辊15只是轻微地压在透镜结构辊17上，光敏固化树脂材料，例如一种光阻材料通过注射器给出到定量装置，并到达箔上，由箔携带到达辊17的周边结构的凸起空间之下，或者当辊19设计成结构辊时到达辊19的凸起空间之下。按照辊预定的大约130-170°的预定周边角，根据辊15和19相对于辊17呈45°角的布置，树脂材料层借助于通过透明箔的辐射干燥。可以配备多个辐射源22，以便保持较小的在辐射区域停留的时间，从而可以以高的箔或膜输送速度工作。
间隙调节装置50和70以及轴平行度调节支撑装置90是在大约1-大约2μm范围内的这种调节装置的一种技术实施的例子。也可以采用另一种等效并同样精确的用于此目的的装置。
在本申请中所说的膜或层是相同的，其具有如下含义。
一个膜总应理解成一箔，其至少一侧具有上述涂敷方法意义上的一层。
但也可以按照所述方法并借助于所述装置形成一种自身携带的层，并且直接借助于辐射固化，然后借助于辊19施加上另一结构或平面层。
在本发明的意义上的辐射光线可以通过各种电磁源产生，它包括紫外线、红外线和粒子射线(例如电子射线)。公知为正-负阻的光阻材料适合于用作形成透镜结构层和梁结构层。
这些材料功能上的不同在于，负阻在曝光处固化，而正阻在曝光处是更可溶的，因此是可洗净的。
负工作的光阻通常以可光聚合的混合物为基础，这种混合物除了一种聚合粘合剂以外还包括一种可光聚合的化合物，这种化合物包含一种光敏引发剂。这种混合物包含例如一种部分环化的聚异戊二烯作为可聚合化合物和一种二叠氮化聚合物作为光敏的双功能交联剂(光敏引发剂)。部分环化的聚丁二烯作为可聚合化合物和二叠氮化物(见上面)也是公知的。
正工作的光阻为包括以酚醛清漆为基础的光敏碱溶性基质和一种光敏组分构成的系统，这种光敏组分用作溶解抑制剂，并在曝光之后转变成碱溶性物，因此，在整个曝光区域内在碱性显影溶解介质中溶解。
作为短波长的紫外线范围的光阻，还公知例如以聚甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯和茚满酮的共聚物以及甲基丙烯酸酯和3-wo-2酊烷作为光活化组分。公知的还有由一种聚甲基-丙烯酸酯-共-丙烯酸-基质和0-硝基苯甲基酯的聚合物构成的双组分系，例如胆酸的酯作为溶解抑制剂。
可以选出适用于本发明的目的的光阻材料，并且使用起来有利，必要时采用适当的透明粘合剂或胶粘剂。
其它适用的树脂材料也可以使用，这种材料带有符合本发明目的的适宜的光抑制剂。在此重要的是，固化步骤占用较少的时间，并且只有很少或者根本没有后续加工，即，显影、干燥等等都是不必要的。
下面结合图8详细描述用上述方法和装置制成的防复制膜。
从横截面(简图)上看，一防复制膜80由一透镜层76、一基箔77和一梁层78构成。透镜层76包括凸起设计的单透镜U，该透镜的形状例如为圆弧形(L)。梁层包括凸起设计的梁B，该梁为长方六面体形状(横截面为矩形)。二者之间为基箔77，其用作层76和78的载体，在商业上该层通常设计成均匀的厚度，并且优选由聚酯，例如聚对苯二甲酸乙二酯(PET)构成。厚度误差在商业上通常为，对于100μm的箔，误差在大约±1μm的范围内。原则上讲，可采用大约10μm至大约125μm厚度的箔。
透镜层76和梁层78可以由热塑和可固化材料制成分别带有透镜-圆弧或长方形六面体结构的压印或注塑层。由于各透镜-圆弧必须与各长方形六面体梁对正，所以，有利的是，首先形成透镜-圆弧结构，然后以光学透过已制成的透镜-圆弧的方式制成梁(类似于EP-PS655032)，最好通过借助于光辐射的固化步骤。
有利的是，使用热塑和可辐射固化的可注塑聚酯，例如像丙烯酸树脂这样的光阻材料，利用紫外线固化附件进行固化，例如借助于紫外线或者激光，首先制成透镜-圆弧结构，并以与其对正的方式，用相同或相似的辐射固化材料制成长方形六面体-梁结构。生产可以以幅带的形式连续地进行，因此，通过相应的表面结构化的辊可以以极高的精度制造。
在图8中，中间的透镜-圆弧L具有一中线M，并具有一大约为60°的开角2θ。弦长以d表示，其由每长度单位上的透镜-圆弧数量所确定，可以达到大约每厘米50至800透镜-圆弧，例如可以定为约100/cm。通过角度θ和长度d/2计算出高度h。
梁B在横截面上大致为矩形，其平均厚度b在不包括可能存在的压印层的情况下为大约4μm，带有压印层DR时优选为大约5至大约10μm，为厚度c的两倍。透镜-圆弧L的中线M和梁B象征理想的彼此分布状态，实际上是无法达到的。因此，画出了与线M相邻的右及左偏移中线M1和M2，其与M的距离保证了对称的公差偏移ΔL，在此，ΔL仅表示梁B的宽度1向左或向右的公差偏移。如虚线所示出的。按照本发明，这一对称公差偏移最大大约为梁宽度1的+15％，特别是±3至±5％，这样才能达到防复印的特征。原则上，梁宽l这样选择，它最多遮盖住不被复印的文件的表面面积的大约80％，因此，尽管上面施加了防复印膜，但还是能够保证人阅读文件的清晰。
为了防止用复印装置复印，上述防复印膜的开角设置为大约20°至大约50°，该开角是各种复印机的光学系统的最大开角。
在文件的中部区域有很多小开角，这些小开角不是关键的。最大的开角包括在文件的边缘区域内，因此，对于防复印的安全性来说是关键的。实际上，以最大开角为大约44°的Ricoh FT5535型光复印机为例作为图8的基础。
在图8中，在梁的厚度b上施加了一层双印刷层DR，因为已经发现，一个接一个地印上两个较薄的层比单独地印上一个较厚的层要有利。
印刷层DR可以例如在图2所示的印刷站26上施加。
透镜-圆弧层L和梁B用的材料指的是尽可能透明的材料(在固化后仍然如此)，基箔77也是这样，以便尽可能充分利用膜的光学特征。
聚酯制的基箔具有透光、经济和尺寸稳定的优点。也可以考虑使用例如聚砜箔，特别是由于其折射率比聚酯高，但其不经济，因为其成本非常高。在开角不变的情况下，折射率较大则可以使梁宽1较小，或者在梁宽1不变的情况下，折射率较大则可以有较大的复印机开角。
在如上所述的梁B设计成凸起的注塑层的情况下，需要一个上述的大约为3μm的最小厚度。
但是完全可以想象出，将辊19设计成压印辊，大约为0.5-1μm厚度的压印层设计成梁状或其它形状，但在几何和光学上相对于膜或层的另一侧的透镜层固定地分布。
这种平面设计可以用于三维图形和其它光学符号、安全标记等。
如果如上面多次指出的，用光化学辐射源作为光源，则当然是有利的，也有利于相应地选择压印颜色和粘合剂材料，以便能够在整个涂敷、固化或干燥工艺中都使用同一辐射光源，从而保持一最佳流程，而无需很大的停留时间。
所述3辊接触方法和装置的特别大的优点是，在涂层或生产的各时刻，都通过与各辊对接触来引导层。
所述发明涉及用于制造一透明膜或一透明层的有利的方法和装置，所述膜或层的至少一侧带有一种表面结构，另一侧带有与此对正的结构的或平面的图案，其以至少两个转动辊工作，在两辊之间涂层，并使一结构层固化。通过一第三旋转涂敷辊，将另一层对正地涂敷在结构层的背面，并使其固化。辊和辊间隙可通过适当的装置非常精确地调节。各辊的旋转通过一引导驱动件控制。