СПОСОБ НАНЕСЕНИЯ РАЗЛИЧИМОЙ НА ОЩУПЬ МАРКИРОВКИ НА ЦЕННЫЙ ДОКУМЕНТ, А ТАКЖЕ ЦЕННЫЙ ДОКУМЕНТ И ЗАЩИЩЕННАЯ ОТ ПОДДЕЛКИ БУМАГА С ТАКОЙ МАРКИРОВКОЙ Российский патент 2008 года по МПК B42D15/00 B42D15/10 

Настоящее изобретение относится к ценному документу, выполненному из защищенной от подделки бумаги, и к защищенной от подделки бумаге с различимой на ощупь маркировкой, а также к способу изготовления такого ценного документа, соответственно такой защищенной от подделки бумаги.

Банкноты, чеки, проездные билеты, входные билеты и иные ценные документы, прежде всего из бумаги, для их защиты от подделки снабжают защитными признаками, с помощью которых можно проверять подлинность ценных документов.

В этом отношении предлагалось наносить на документ маркировки с помощью лазерного излучения, вызывая таким путем необратимое и легко различимое визуально изменение материала документа. Так, например, в DE 2836529 C2 предлагается выжигать в слое печатной краски серийный номер документа соответствующим образом управляемым лазерным лучом. В ЕР 0918649 В1 предлагается дублировать идентификационный номер документа в другом его месте путем локального уменьшения его толщины посредством лазерного травления. Таким образом, в обоих случаях под действием лазерного излучения удаляют материал.

В отличие от этого другие подходы предусматривают воздействие лазерным излучением на материал основы лишь в степени, приводящей к его почернению. Помимо этого для получения особенно хорошо читаемых маркировок с резко очерченными краями известно добавление в бумагу поглотителей и образующих углерод веществ, например измельченных до микрочастиц пластмасс (DE 19732860 А1).

Иной подход предлагается в DE 19822605 А1. В этой публикации предлагается сначала воздействовать на поверхность бумажной основы энергией лазерного излучения для изменения структуры поверхности, а затем наносить на нее, например, печатанием, лакированием и/или металлизацией непрозрачное покрытие. Предшествующее изменение структуры поверхности приводит у нанесенного в последующем покрытия к визуально различимому изменению цветовой плотности, точки цветности, глянца и/или отражающих свойств с образованием в результате видимого защитного признака.

Каждый из описанных выше защитных признаков представляет собой визуально различимый защитный признак. Однако в принципе существует необходимость в других, новых защитных признаках, прежде всего в защитных признаках, доступных для восприятия другим органом чувств, например в защитных признаках, воспринимаемых органами осязания, т.е. различимых на ощупь.

Исходя из вышеизложенного, в основу настоящего изобретения была положена задача предложить ценный документ с различимым на ощупь защитным признаком и прежде всего разработать способ выполнения такого защитного признака на ценном документе.

Указанная задача решается совокупностью признаков независимых пунктов формулы изобретения. Предпочтительные варианты осуществления изобретения приведены в соответствующих зависимых пунктах формулы.

Предлагается наносить лазером на ценный документ, выполненный из защищенной от подделки бумаги, различимую на ощупь маркировку в виде рельефной структуры, выступающей из поверхности ценного документа.

При создании изобретения было установлено, что при соответствующем взаимном согласовании состава защищенной от подделки бумаги и параметров нанесения маркировки, таких как тип и мощность используемого лазера, режим генерирования и длина волны его излучения и т.д., на защищенной от подделки бумаге можно получать рельефную структуру, которая различима на ощупь.

В соответствии с особым вариантом осуществления изобретения нанесение лазерной маркировки сопровождается изменением цвета или окраски защищенной от подделки бумаги в зоне, в которой на нее наносится маркировка. Возникающий в результате четкий контраст между подвергнутыми воздействию лазерного излучения участками и окружающим их фоном обеспечивает возможность простой проверки снабженного такой маркировкой ценного документа невооруженным глазом или с помощью устройства обработки изображений. Характер изменения окраски защищенной от подделки бумаги и приобретаемый ею в результате цветовой тон при нанесении на нее лазером маркировки зависят от состава применяемой защищенной от подделки бумаги. С учетом этого предлагаемые в изобретении ценные документы предпочтительно изготавливать из тех разновидностей защищенной от подделки бумаги, образующаяся на которых при воздействии на них лазерного излучения маркировка имеет оттенок от светло-серого до черного.

Степень подобного изменения окраски, соответственно цвета защищенной от подделки бумаги при воздействии на нее лазерного излучения можно усилить введением в ее состав пригодных для этой цели добавок. Тип применяемых добавок зависит при этом от типа используемого лазера, соответственно от используемой длины волны лазерного излучения. Так, например, возможно использование поглощающих лазерное излучение добавок, таких как сажа, термохромные вещества, поглощающие лазерное излучение пигменты ириодин фирмы Merck или же диоксид титана.

Если же подобное почернение защищенной от подделки бумаги нежелательно, ее перед нанесением маркировки можно дополнительно увлажнять. Подобное увлажнение позволяет предотвратить приобретение бумагой под воздействием лазерного излучения оттенков от светло-серого до черного. Различимость же маркировки на ощупь при этом не ухудшается. Иными словами, получаемая в результате маркировка полностью или практически не различима визуально, но очень хорошо различима на ощупь.

В качестве защищенной от подделки бумаги предпочтительно использовать бумагу, которая по меньшей мере частично содержит волокна однолетних растений, такие как хлопковые волокна, линтерированные волокна, кудельные волокна или аналогичные волокна. Для изготовления предлагаемых в изобретении ценных документов наиболее пригодна защищенная от подделка бумага, содержащая только хлопковые волокна или смесь хлопковых и полимерных волокон. В последнем случае относительное содержание полимерных волокон в защищенной от подделки бумаге предпочтительно должно составлять около 12 мас.% в пересчете на всю ее массу.

Наиболее хорошие результаты получают при нанесении маркировки на веленевую бумагу из хлопковых волокон со средней их длиной, равной 1 мм. В качестве наполнителя такая бумага содержит TiO₂, который поглощает излучение с длиной волны 1064 нм и используется главным образом для регулирования непрозрачности бумаги и подавления ее люминесцентного излучения. В качестве клеевого материала, используемого для проклейки подобной веленевой бумаги из хлопковых волокон, предпочтительно применять поливиниловый спирт (ПВС).

Защищенная от подделки бумага может также иметь многослойную структуру. В этом случае защищенная от подделки бумага может состоять, например, из двух бумажных слоев с любым иным расположенным между ними слоем, например красочным, металлическим или вспениваемым слоем. Вспениваемый слой способствует образованию различимой на ощупь маркировки при воздействии на него лазерного излучения. Подобные вспениваемые слои могут содержать, например, черный порох либо вспенивающие вещества, которые выделяют газ при тепловом воздействии на них, или же полые шарики, заполненные расширяющимся при тепловом воздействии на них газом. Такие вспенивающие добавки можно вводить и непосредственно в бумагу либо в один из слоев многослойной защищенной от подделки бумаги. В другом варианте возможно также примешивать эти добавки в состав для поверхностной проклейки защищенной от подделки бумаги.

Для нанесения маркировки на подобного рода защищенную от подделки бумагу предпочтительно использовать импульсные лазеры на алюмоиттриевом гранате, легированном неодимом (Nd:YAG-лазеры), с длиной волны излучения 1064 нм. Однако в зависимости от требуемого характера рельефной структуры, соответственно от требуемой степени почернения и/или толщины штрихов, воспроизводящих наносимую информацию, может оказаться целесообразным использовать лазеры иных типов и/или лазерное излучение с другой длиной волны, соответственно иные параметры нанесения маркировки. Так, например, для нанесения маркировки можно использовать Nd:YAG-лазеры с удвоением, соответственно утроением частоты, работающие в режиме импульсной или непрерывной генерации. Возможно также использование СО₂-лазеров или лазеров на эксимере.

Для нанесения маркировки на веленевую бумагу на основе хлопкового волокна предпочтительно использовать Nd:YAG-лазеры с длиной основной волны 1064 нм, средней мощностью 65 Вт и частотой модуляции около 10 кГц. При таких параметрах скорость перемещения лазерного луча по бумаге составляет от 330 до 1350 мм/с при диаметре лазерного луча в месте его падения на бумагу около 120 мкм. Скорость перемещения лазерного луча по бумаге можно увеличивать и далее вплоть до значений, достигающих 2700 мм/с. В этом случае, однако, частоту модуляции лазера необходимо повысить до примерно 12 кГц. Конкретная скорость перемещения лазерного луча по бумаге при нанесении на нее маркировки в высокой степени зависит от величины удельной энергии лазерного излучения, необходимой для формирования различимой на ощупь маркировки и приходящейся на единицу площади поверхности бумаги. При нанесении маркировки на необработанную веленевую бумагу на основе хлопкового волокна величина этой удельной энергия лазерного излучения должна составлять не менее 0,31 Дж/мм². Однако это значение можно изменять, прежде всего снижать, введением в состав бумаги соответствующих добавок, что позволяет увеличить скорость нанесения маркировки.

Высота различимого на ощупь рельефа над уровнем поверхности ценного документа также зависит от скорости нанесения маркировки. При нанесении маркировки со средней и высокой скоростью перемещения лазерного луча высота получаемого рельефа составляет от 30 до 80 мкм. При малой же скорости перемещения лазерного луча можно также получать рельеф высотой, достигающей 100 мкм. Тем самым в данном случае требуется искать компромисс между требуемой высотой рельефа и скоростью нанесения маркировки, необходимой для обеспечения требуемой производительности.

Максимальная ширина линий или штрихов различимой на ощупь маркировки, а тем самым и ее максимальное разрешение ограничены диаметром лазерного луча, т.е. разрешение маркировки максимум соответствует диаметру лазерного луча. Однако в большинстве случаев вполне достаточно наносить линии шириной от примерно 200 до 600 мкм.

Параметры нанесения маркировки можно также выбирать с таким расчетом, чтобы рельефная структура в пределах одной маркировки имела переменную высоту рельефа и/или переменную степень почернения. Высоту формируемого лазерным лучом рельефа можно при этом увеличивать, соответственно уменьшать дискретно или же плавно (непрерывно). Такой подход позволяет наносить различимые на ощупь маркировки с зависящим от направления их ощупывания тактильным впечатлением. Иными словами, рельеф такой маркировки может быть различим на ощупь в большей или меньшей степени в зависимости от направления, в котором по нему проводят пальцем руки.

Помимо этого высоту рельефа маркировки можно также увеличивать, многократно воздействуя лазерным лучом на одно и тот же место бумаги. Кроме того, и падение лазерного луча на ценный документ, соответственно защищенную от подделки бумагу при нанесении на него, соответственно на нее маркировки под прямым углом не является строго обязательным условием. Иными словами, лазерный луч может быть направлен под любым углом к поверхности бумаги.

Для нанесения информации на ценный документ, соответственно на защищенную от подделки бумагу предлагаемым в изобретении способом можно также варьировать энергию лазерного излучения, получая таким путем в пределах занимаемого этой информацией участка рельеф переменную высоту и/или переменную степень почернения. При нанесении таким путем маркировки в виде, например, двумерного кода варьирование степени почеренения подвергаемого воздействию лазерного излучения участка бумаги позволяет сделать такой код трехмерным. Иными словами, степень почернения используется в данном случае в качестве дополнительной кодировки, которая, например, может регистрироваться и анализироваться соответствующими детекторами.

Лазерная маркировка может воспроизводить буквенно-цифровые знаки, например серийные номера ценных документов, или любую представленную в кодированном виде информацию, например одномерные или двумерные штрих-коды или знаки шрифта Брайля, или же любые символы либо графические изображения. С помощью лазерной маркировки можно также воспроизводить любые буквенно-цифровые надписи, например дату, время и условное обозначение партии, или же различного рода факсимиле, например подпись министра или президента эмиссионного банка.

Очевидно, что маркировка может воспроизводить и любые геометрические узоры, например структуру из регулярно повторяющихся рельефных бугорков ("пупырчатую" структуру). Такие различимые на ощупь бугорки за счет их формирования лазерным лучом, сфокусированным на бумагу в виде пятна сравнительно небольшого размера, можно при этом получать очень маленьких поперечных размеров, т.е. малого диаметра, и выступающими на большую в сравнении с их поперечными размерами высоту над поверхностью документа. Маркировку подобного типа с высокоразрешенной структурой при одновременно ярко выраженной рельефности, т.е. хорошей различимости на ощупь, невозможно воспроизвести полиграфическими методами.

Согласно еще одному варианту различимой на ощупь можно выполнять и зону, окружающую воспроизводимую информацию, которая сама на ощупь не различима. Иными словами, в этом варианте информация представляется в виде выворотного изображения.

Лазерная маркировка может быть выполнена в виде различимой визуально без вспомогательных средств информации или в виде микрошрифта, который четко можно увидеть лишь под лупой. Различимая на ощупь маркировка может при этом без существенных ограничений располагаться в любом месте поверхности ценного документа или же в нескольких его местах.

Равным образом наносимые согласно изобретению лазером маркировки могут дополнять полученные иным путем маркировки и тем самым образовывать в сочетании с ними новый защитный элемент. Так, например, цветные печатные линии можно комбинировать с выполненными в соответствии с изобретением рельефными линиями, располагая цветные линии на боковых поверхностях рельефных линий. В этом случае при изменении угла зрения будет изменяться создаваемое подобной комбинацией из цветных линий и рельефных линий зрительное впечатление из-за эффекта затенения.

При нанесении на ценный документ нескольких маркировок они могут воспроизводить информацию идентичного или различного содержания. В другом варианте маркировки могут также находиться в любой взаимосвязи между собой или с информацией, нанесенной на документ другими методами, и таким путем способствовать дальнейшему повышению степени защиты ценного документа от подделки. Так, например, на ценный документ можно лазером нанести контрольно-проверочную цифру, вычисленную на основе цифр его серийного номера.

Предлагаемый в изобретении ценный документ может представлять собой любой документ, существенным компонентом которого является защищенная от подделки бумага, из которой он выполнен, например банкноту, чек, визу, этикетку, страницу паспорта или иной защищаемый от подделки документ из защищенной от подделки бумаги. Предлагаемый в изобретении ценный документ может быть также выполнен из слоистого композиционного материала со структурой бумага-пленка, и в этом случае для возможности его тактильной проверки предпочтительно должен иметься свободный доступ к той зоне защищенной от подделки бумаги, в которой на нее нанесена различимая на ощупь лазерная маркировка. Соблюсти это условие можно, расположив пленку только с обратной относительно наносимой маркировки стороны ценного документа, соответственно защищенной от подделки бумаги или же выполнив в пленке вырез в виде окошка, оставляющего открытой зону нанесения маркировки. При этом может оказаться целесообразным наносить лазерную маркировку и за пределы граничного участка между бумагой и пленкой. В этом случае в зависимости от конкретно используемых параметров нанесения маркировки пленка либо будет только темнеть, либо дополнительно к этому будет прорываться с образованием в результате дополнительного различимого на ощупь рельефа.

При создании изобретения было установлено также, что поверх различимой на ощупь маркировки можно печатать без потери ее различимости на ощупь. При печати поверх маркировки, например, металлической краской возникают особые эффекты игры светотени, зависящие от отражающих свойств слоя, имеющего металлическую окраску. Если печатная краска из-за направленного отражения от нее света выглядит под определенным углом зрения как светлая, то рассеивающая свет различимая на ощупь маркировка визуально воспринимается как темная информация на этом окружающем ее светлом фоне, и наоборот.

В другом варианте поверх различимой на ощупь маркировки можно печатать печатной краской того же цветового тона, что и цветовой тон нанесенной лазером различимой на ощупь маркировки. Так, например, различимую на ощупь маркировку, для нанесения которой используется инфракрасный Nd:YAG-лазер и которая внешне имеет серую окраску, можно закамуфлировать, сделав ее невидимой за счет печати поверх нее серой печатной краской.

Предлагаемый в изобретении ценный документ может дополнительно иметь другие защитные признаки, например защитную нить, защитный элемент с оптически переменными свойствами, защитный оттиск или же допускающие их автоматическое считывание защитные признаки, например люминесцирующие или магнитные вещества. При наличии у ценного документа защитной нити предлагаемая в изобретении лазерная маркировка может быть предусмотрена и в зоне этой защитной нити. Если такая защитная нить как бы вплетена в материал ценного документа в виде так называемой "ныряющей" нити, т.е. через определенные интервалы выходит ("выныривает") непосредственно на поверхность ценного документа, то лазерную маркировку можно наносить на промежуточные участки, на которых защитная нить проходит под поверхностью ценного документа. В другом варианте лазерная маркировка может, как уже указывалось выше, выходить за пределы граничного участка между пленкой и бумагой и тем самым располагаться и на защитной нити. Другая возможность состоит в размещении маркировки только на защитной нити на ее выходящем на поверхность ценного документа участке. Предлагаемые в изобретении ценные документы могут использоваться для защиты любого рода товаров и изделий от подделки.

В одном из конкретных вариантов осуществления изобретения предлагаемую в изобретении различимую на ощупь маркировку можно комбинировать с иными различимыми на ощупь защитными элементами, например оттиском с формы для металлографской печати. При этом используются различия в их тактильных свойствах. Рельеф, получаемый в результате металлографской печати, образует резкий, соответственно четко ограниченный переход к окружающей его зоне, тогда как предлагаемая в изобретении маркировка образует плавный переход к окружающей ее зоне и имеет мягкую, бархатистую на ощупь поверхность.

Различимая на ощупь маркировка, полученная методом металлографской печати, может, например, образовывать обрамление цветного, не различимого на ощупь поля, которое в предпочтительном варианте выполнено той же краской, что и охватывающее его различимое на ощупь обрамление, и которое также получено методом металлографской печати. Если такая краска поглощает лазерное излучение, то под воздействием на нее лазера происходит ее абляция, которая может сопровождаться образованием различимой на ощупь маркировки. Однако лазерную маркировку можно наносить и без абляции красочного слоя. Под этим красочным слоем может дополнительно располагаться грунтовочный слой, который содержит люминофоры и/или положительно влияет на свойства удаляемой путем абляции краски, которыми определяется легкость ее отделения от подложки, и/или положительно влияет на стойкость не удаляемой краски.

Согласно еще одному варианту расположенная в зоне лазерной маркировки печатная краска может также обладать магнитными или электропроводными свойствами или может представлять собой способный к свечению органический полупроводниковый слой (органический светоизлучающий диод, ОСИД). Нанесенная в последующем на такую печатную краску лазерная маркировка вносит в формирующийся при автоматической проверке ценного документа измеряемый сигнал, идущий от отдельных слоев, искажения, которые могут служить дополнительным признаком подлинности. Подобные искажения могут, например, отражать индивидуализирующую информацию, такую как серийный номер ценного документа. Подобный подход позволяет сделать различимую визуально и на ощупь лазерную маркировку и пригодной для ее автоматической проверки.

Согласно следующему варианту защищенную от подделки бумагу, соответственно ценный документ можно также снабжать покрытием, содержащим сажу и полые шарики. В этом случае при лазерном нанесении предлагаемой в изобретении маркировки лазерное излучение будет поглощаться частицами сажи, в результате чего будет происходить визуально различимое почернение. Одновременно с этим полые шарики будут увеличиваться в объеме из-за расширения заполняющего их газа, происходящего в результате его нагрева лазерным излучением, и в конечном итоге будут лопаться, приводя к образованию хорошо различимого на ощупь рельефа. По завершении процесса нанесения маркировки полые шарики на почерневшем участке будут полностью отсутствовать. По краю же лазерной маркировки все еще будут присутствовать вздувшиеся, но не лопнувшие полые шарики, рассеивающие свет и контрастирующие с окружающим их фоном. В результате при рассматривании ценного документа, соответственно защищенной от подделки бумаги под различными углами зрения дополнительно будет возникать эффект обращения контраста, обусловленный различиями в отражающих свойствах краев лазерной маркировки и окружающих их участков.

В соответствии с особым вариантом ценный документ имеет в зоне предлагаемой в изобретении различимой маркировки дополнительное покрытие. При этом лазерная маркировка может полностью или только частично располагаться в зоне этого покрытия. Подобное покрытие может представлять собой любой оттиск, например печатные буквенно-цифровые знаки, логотипы, узоры, гильоши и т.д., сплошной красочный либо лаковый слой или же многослойный защитный элемент типа различимой в отраженном свете вызывающей дифракцию света структуры. В соответствии с этим такое покрытие в зависимости от его типа может наноситься печатанием, распылением или переводным методом. В предпочтительном варианте лазерную маркировку предлагается наносить на печатные слои с оптически переменными свойствами, например на содержащие жидкокристаллические или интерференционные пигменты печатные слои, либо на металлические слои, например, из алюминия, серебра или золота.

В случае прозрачного для используемого лазерного излучения покрытия выполнение на расположенной под ним защищенной от подделки бумаге различимой на ощупь маркировки будет при соответствующем выборе параметров ее нанесения сопровождаться выпучиванием и самого этого покрытия без его разрушения. Поскольку такое покрытие проницаемо для оптического излучения, а воздействие лазера на расположенную под ним защищенную от подделки бумагу приводит к изменению ее окраски, оно хорошо заметно в дополнение к различимому на ощупь рельефу предлагаемой в изобретении маркировки. Если такое покрытие представляет собой цветной оттиск, соответственно красочный слой, то на создаваемое им цветовое впечатление можно влиять с помощью расположенной под ним маркировки, т.е. влиять на него за счет изменения окраски защищенной от подделки бумаги. Таким путем на одну и ту же цветную, соответственно покрытую краской поверхность можно наряду с различимой на ощупь маркировкой наносить и визуально различимую маркировку, отличающуюся по своему цветовому тону от окружающего ее фона.

При применении же поглощающих лазерное излучение покрытий перед или одновременно с нанесением на защищенную от подделки бумагу собственно маркировки материал такого покрытия частично или полностью удаляется на занимаемом маркировкой участке. В этом случае удаление материала покрытия на занимаемом маркировкой участке также позволяет сделать ее видимой.

Согласно одному из особых вариантов осуществления изобретения указанное выше покрытие образовано нанесенным на защищенную от подделки бумагу или ценный документ многослойным защитным элементом, например, в виде этикетки или переводного элемента. В простейшем случае отдельные слои такого защитного элемента расположены в следующей последовательности, считая от его обращенной к человеку стороны: полимерный слой, предпочтительно лаковый слой, металлический слой, например тонкий алюминиевый слой, и клеевой слой для прикрепления защитного элемента к защищенной от подделки бумаге, соответственно к ценному документу. В лаковом слое дополнительно тиснением может быть выполнена рельефная структура, которая создает основанные на дифракции света визуально различимые эффекты и в качестве примера которой можно назвать голограмму или дифракционную решетку, воспроизводящую любое изображение. В процессе нанесения маркировки лазером, предпочтительно Nd:YAG-лазером, металлический слой удаляется на отдельных участках. Одновременно с этим на защищенной от подделки бумаге под воздействием лазерного излучения образуются выпуклости, которые в местах их образования приподнимают и пленочную слоистую структуру защитного элемента с образованием в результате различимой на ощупь маркировки. В ходе этого процесса лаковый слой защитного элемента в зависимости от выбранных параметров нанесения маркировки не удаляется вовсе, практически не удаляется или удаляется полностью. При соответствующем выборе параметров нанесения маркировки одновременно с этим может происходить почернение защищенной от подделки бумаги. Подобное почернение хорошо заметно сквозь прозрачный участок защитного элемента, на котором (участке) удален металлический слой. Параметры нанесения маркировки можно подобрать и с таким расчетом, чтобы размеры участка, на котором удаляется металлический слой, были больше размеров занимаемого различимой на ощупь маркировкой отдельного участка.

Поскольку в рассматриваемом варианте участок с различимой на ощупь лазерной маркировкой окружен исключительно гладкой зоной, различимость защитного признака на ощупь дополнительно возрастает.

Повысить различимость защитного признака на ощупь можно и за счет каландрирования основы до нанесения на нее лазером маркировки. Благодаря каландрированию вокруг защитного признака также образуется особо гладкая окружающая его зона.

Различимую же на ощупь маркировку лучше наносить лазером на шероховатые поверхности, т.е. для возможности получения рельефа определенной высоты на шероховатые поверхности требуется воздействовать меньшей энергией лазерного излучения.

В следующем варианте защищенную от подделки бумагу, соответственно ценный документ можно подвергать воздействию лазерного излучения и с ее, соответственно его обратной относительно пленочного элемента стороны. В этом случае различимая на ощупь маркировка образуется на обращенной к лазеру поверхности защищенной от подделки бумаги, соответственно ценного документа. Одновременно с этим на подвергающемся воздействию лазерного излучения участке происходит абляция металлического слоя пленочного элемента, в результате чего маркировка становится видна и со стороны его расположения. Таким путем обеспечивается своего рода прозрачная, т.е. видимая на просвет, приводка между лазерной маркировкой и пленочным элементом.

Согласно одному из конкретных вариантов по меньшей мере на отдельный участок поверхности содержащей волокна основы ценного документа маркировку наносят с помощью лазерного излучения таким образом, что на этом отдельном участке, на котором лазером нанесена маркировка, волокна осязаемо выступают из основы над ее поверхностью, образуя различимый на ощупь защитный признак.

Обычно у защищенной от подделки бумаги ее волокна ориентированы в приповерхностной зоне практически параллельно поверхности бумаги и за счет ее проклейки удерживаются в таком положении. Под воздействием лазерного излучения волокнистая структура основы прорывается, в результате чего концы отдельных волокон освобождаются из скрепляющей их структуры, и волокна под действием собственного напряжения приподнимаются над поверхностью основы. В предпочтительном варианте такие волокна образуют выступающую над поверхностью основы плетеную структуру, которая образует различимую на ощупь маркировку.

В этом отношении как наиболее пригодные для нанесения на них лазером маркировки содержащие волокна материалы основы зарекомендовали себя веленевая бумага на основе хлопкового волокна и иные сорта защищенной от подделки бумаги на основе хлопкового волокна, которые состоят из длинных по сравнению с бумагой других сортов волокон, обладающих высокой прочностью на разрыв. Бумага этих сортов при любых условиях наиболее пригодна для печатания ценных бумаг. Наилучшие результаты были получены, как уже указывалось выше, при экспериментах с нанесением маркировки Nd:YAG-лазером (длина волны 1064 нм) на защищенную от подделки бумагу на основе хлопкового волокна.

В рассматриваемом варианте осуществления изобретения на поверхности основы также может быть предусмотрено покрытие, сквозь которое на основу наносится маркировка. В первом варианте под воздействием лазерного излучения материал такого покрытия испаряется, а волокнистая структура расположенной под ним содержащей волокна основы прорывается, в результате чего некоторые волокна оказываются выступающими из основы над ее поверхностью. Указанное покрытие может представлять собой, например, пленку, прежде всего пленку с голограммой. В этом случае отдельный участок с различимой на ощупь лазерной маркировкой оказывается окружен исключительно гладкой зоной, в результате чего возрастает различимость защитного признака на ощупь.

Во втором варианте покрытие представляет собой не поглощающий лазерное излучение слой, прежде всего плоский оттиск или печатный узор, например гильош. Подобные напечатанные красочные слои обычно имеют настолько малую толщину, что при прорыве расположенной под ними волокнистой структуры они прорываются вместе с ней, в результате чего волокна основы и в этом случае оказываются осязаемо выступающими из основы над ее поверхностью.

Не поглощающий лазерное излучение слой может также представлять собой сглаживающий поверхность основы, прежде всего прозрачный, тонкий лаковый слой, который также прорывается освобождающимися из волокнистой структуры волокнами при воздействии на нее лазерного излучения. Этот вариант равным образом отличается повышенной различимостью защитного признака на ощупь, окруженного гладкой зоной.

Не поглощающим лазерное излучение слоем может служить любое тонкое покрытие, которое вне зависимости от того, нанесено ли оно печатанием, осаждением из паровой фазы или распылением, при прорыве волокнистой структуры прорывается поднимающимися из нее волокнами.

К материалу не поглощающего лазерного излучения слоя наиболее предпочтительно примешивать добавки, например люминофоры, которые становятся видимыми только при наличии особых условий или присутствие которых можно обнаружить только в диапазоне длин волн невидимой, прежде всего ультрафиолетовой, области спектра. Связанное с введением подобных добавок преимущество состоит в возможности интегрировать в ценный документ в дополнение к различимому на ощупь защитному признаку еще один защитный признак. Обусловлено это тем, что в результате подъема волокон основы и прорыва не поглощающего лазерное излучение слоя возникает особый контраст с окружающим лазерную маркировку участком не поглощающего лазерное излучение слоя, который (контраст) можно обнаружить визуально либо с помощью соответствующих контрольных приборов.

Согласно особому варианту воздействие лазерным излучением на основу при нанесении маркировки сопровождается изменением окраски или цвета участка, на который наносится маркировка, в результате чего происходит существенное повышение контраста между маркировкой и окружающим ее фоном, обеспечивающее возможность простой проверки снабженного такой маркировкой ценного документа невооруженным глазом или с помощью устройства обработки изображений.

Степень подобного изменения окраски или цвета основы, происходящего под воздействием лазерного излучения, предпочтительно повышается, как уже указывалось выше, благодаря соответствующим добавкам, которые могут присутствовать в содержащей волокна основе. В зависимости от типа используемых добавок изменение окраски или цвета основы происходит термически под действием энергии воздействующего на основу лазерного излучения либо основано на иных механизмах зависящего от длины волны лазерного излучения изменения окраски. В рассматриваемом примере в качестве подобного рода добавок также могут использоваться поглощающие лазерное излучение пигменты ириодин фирмы Merck. Степень термоинициируемого изменения окраски можно дополнительно повысить за счет применения пригодных для этой цели поглотителей лазерного излучения. Если же участки, занимаемые рельефно выступающей различимой на ощупь маркировкой, в результате изменения их цвета становятся еще и визуально отличимы от окружающего их фона, то связанное с этим преимущество заключается в существенном усложнении их имитации путем простого тиснения, поскольку в этом случае маркировки для создания соответствующего цветового контраста потребовалось бы запечатывать с точным соблюдением приводки.

Создание различимой на ощупь маркировки может быть основано и на взаимодействии различных механизмов. Так, в частности, лазерное излучение может приводить либо только к вздутию волокнистой основы, либо только к прорыву волокнистой структуры. Прорыв волокнистой структуры приводит, как указывалось выше, к образованию рельефной структуры из выступающих из основы над ее поверхностью волокон. Однако в зависимости от свойств материала используемой основы, соответственно от используемых параметров лазера различимый на ощупь рельеф может образовываться и в результате сочетания указанных эффектов. Иными словами, в этом случае материал основы под воздействием лазерного излучения вздувается и одновременно по меньшей мере частично прорывается, в результате чего отдельные волокна выступают из основы над ее поверхностью и образуют пронизанную полостями плетеную структуру.

Наносить лазером маркировку на ценный документ можно на любом этапе процесса его изготовления. Так, в частности, в некоторых случаях может оказаться целесообразным снабжать соответствующей маркировкой защищенную от подделки бумагу уже непосредственно в процессе ее изготовления перед сматыванием в рулон. Сказанное относится прежде всего к случаю, когда на защищенную от подделки бумагу в виде "бесконечного" полотна наносят пленочное покрытие, в частности вызывающий дифракцию света защитный элемент, который имеет, например, форму полоски и на который, как описано выше, требуется нанести предлагаемую в изобретении маркировку.

Предпочтительно, однако, наносить лазером маркировку на одной из заключительных стадий процесса изготовления ценного документа. При печати ценных документов, например, в виде множества идентичных копий на одном крупноформатном листе маркировку можно наносить лазером еще на не разрезанный на отдельные ценные документы лист либо уже на вырезанный, готовый ценный документ. Последнюю из указанных возможностей целесообразно использовать прежде всего при необходимости воспроизведения лазерной маркировкой различимой на ощупь индивидуальной информации, например серийного номера. При необходимости нанесенную лазером информацию можно еще раз проверять на правильность на завершающей стадии процесса изготовления ценного документа.

Особое преимущество настоящего изобретения с точки зрения техники защиты ценных документов от подделки состоит в невозможности сымитировать описанный выше эффект простыми средствами. Применение лазеров требует высоких капиталовложений и очень глубокого знания "ноу-хау", которое далеко выходит за пределы уровня знаний, необходимого для эксплуатации обычных печатных машин или оборудования для цифровой печати.

Еще одно преимущество изобретения состоит в возможности бесконтактного нанесения лазером маркировки при типичной для полиграфических предприятий скорости работы оборудования. Так, в частности, каждый документ можно снабжать индивидуальной маркировкой, интегрируя в качестве различимого на ощупь защитного признака в ценный документ, например, его серийный номер или иной индивидуализирующий признак. Особые преимущества достигаются при наличии в покрытии или в по меньшей мере одном из его слоев, соответственно слоев защитного элемента добавок, например люминофоров, которые можно увидеть только при особых условиях или которые можно обнаружить только в диапазоне длин волн невидимой, прежде всего ультрафиолетовой или инфракрасной, области спектра. Тем самым в ценный документ в дополнение к различимому на ощупь защитному признаку интегрируется еще один защитный признак.

Существует также возможность предусматривать на одной и той же содержащей волокна основе поглощающее лазерное излучение покрытие, испаряющееся под воздействием лазерного излучения, и не поглощающий лазерное излучение слой, при этом испаряющийся под воздействием лазерного излучения слой целесообразно располагать сверху.

Еще одно преимущество изобретения заключается в том, что благодаря предлагаемому в нем подходу, основанному на нанесении маркировки на ценный документ с помощью лазера, впервые появляется возможность предусматривать различимые на ощупь маркировки в краевой зоне ценного документа, прежде всего банкноты. Подобное преимущество обусловлено тем, что до настоящего времени представлялось нежелательным, чтобы выполненный металлографской печатью различимый на ощупь оттиск доходил вплоть до краев отдельных документов, поскольку ценные документы обычно печатают сразу несколькими идентичными копиями на одном крупноформатном листе, при разрезании которого в последующем на отдельные ценные документы резальные инструменты пачкаются краской. Предлагаемая же в изобретении различимая на ощупь маркировка никоим образом не препятствует разрезанию листов на отдельные документы и поэтому может доходить вплоть до обрезаемого края документа. Связанное с размещением различимой на ощупь маркировки в краевой зоне банкнот заключается в немедленном ее восприятии в качестве признака подлинности, поскольку банкноты обычно берут за край.

Преимущества изобретения более подробно поясняются на рассмотренных ниже примерах со ссылкой на прилагаемые чертежи. Представленные в описании отдельные отличительные признаки изобретения и описанные ниже варианты его осуществления могут использоваться индивидуально, а также в различных их сочетаниях. Рассмотренные ниже примеры представляют собой предпочтительные варианты осуществления изобретения, которыми, однако, не ограничивается его объем. Показанные на чертежах соотношения размеров не соответствуют реальным, а служат главным образом для более наглядной иллюстрации лежащих в основе изобретения принципов.

На прилагаемых к описанию чертежах, в частности, показано:

на фиг.1 - предлагаемый в изобретении ценный документ,

на фиг.2 - предлагаемый в изобретении ценный документ в разрезе плоскостью А-А,

на фиг.3 - вариант волокнистой структуры предлагаемого в изобретении ценного документа,

на фиг.4 - другой вариант выполнения предлагаемого в изобретении ценного документа, изображенного в разрезе плоскостью А-А,

на фиг.5 - предлагаемый в изобретении ценный документ в разрезе плоскостью В-В,

на фиг.6 - предлагаемый в изобретении ценный документ с расположенной в его краевой зоне предлагаемой в изобретении маркировкой,

на фиг.7 - вариант выполнения предлагаемого в изобретении ценного документа, изображенного в разрезе,

на фиг.8 - другой вариант выполнения предлагаемого в изобретении ценного документа, изображенного в разрезе,

на фиг.9 - еще один вариант выполнения предлагаемого в изобретении ценного документа, изображенного в разрезе,

на фиг.10 - следующий вариант выполнения предлагаемого в изобретении ценного документа, изображенного в разрезе,

на фиг.11 - схематичное изображение лазерного сканера для нанесения маркировки, и

на фиг.12 - схематичное изображение лазерного устройства для нанесения маркировки на лист со множеством расположенных на нем идентичных копий ценного документа.

На фиг.1 показан предлагаемый в изобретении ценный документ 1 в виде банкноты. Такой ценный документ 1 снабжен согласно изобретению различимой на ощупь маркировкой 2 в виде рельефной структуры, сформированной под воздействием лазерного луча. В показанном на чертеже примере банкнота дополнительно снабжена защитным элементом 3 в виде накладки, представляющим собой, например, переводной элемент или этикетку с вызывающими дифракцию света структурами. В зоне защитного элемента 3 также расположена предлагаемая в изобретении лазерная маркировка 4, которая различима на ощупь. В рассматриваемом примере обе лазерных маркировки 2, 4 идентичны по своему содержанию. На защищенном от подделки документе имеется далее еще одна информация 9, нанесенная на него любым другим методом, например металлографской печатью, струйной печатью или иным методом печати.

Обе лазерных маркировки 2, 4, однако, могут также иметь полностью независимое друг от друга исполнение либо находиться в определенной взаимосвязи, составляющей дополнительный признак подлинности. Так, в частности, такую взаимосвязь можно использовать для проверки, действительно ли защитный элемент 3 относится к данному ценному документу 1. Равным образом одна из лазерных маркировок или обе они могут находиться в любой смысловой взаимосвязи с иной информацией на ценном документе, например с информацией 9.

Очевидно, что защитный элемент 3 может иметь и любую иную форму. Так, например, в некоторых вариантах может оказаться целесообразным выполнять защитный элемент 3 в виде полосы, проходящей по всей ширине или длине ценного документа 1. Равным образом на ценном документе 1 можно предусматривать только одну из лазерных маркировок 2, 4. Вместо защитного элемента 3 можно также использовать иной тип наносимого на ценный документ покрытия, например лаковое или пленочное покрытие, или же любое печатное изображение.

Наряду с предлагаемой в изобретении различимой на ощупь лазерной маркировкой ценный документ 1 может также иметь иные защитные признаки, например защитную нить или защитные признаки, обладающие люминесцентными, электропроводными или магнитными свойствами.

Помимо этого и сам ценный документ 1 необязательно должен представлять собой банкноту, а может представлять собой любой иной документ на бумажной основе, например чек, защитную этикетку, визу, страницу паспорта и т.п. Существенное значение имеет лишь выполнение одного из свободно доступных компонентов ценного документа из волокнистой бумажной основы. При этом речь предпочтительно идет о бумаге исключительно из хлопковых волокон либо из смеси хлопковых и полимерных волокон.

На фиг.2 ценный документ 1 показан в разрезе плоскостью А-А. В зоне лазерной маркировки 2 эмиссионная бумага, из которой выполнен ценный документ, имеет различимый на ощупь бугорок 5, образовавшийся под воздействием лазерного луча. Высота, на которую такой бугорок 5 выступает над остальной поверхностью 6 основы, в значительной степени зависит от энергии используемого для его получения лазерного излучения и от скорости относительного перемещения ценного документа и лазерного луча в процессе нанесения маркировки.

Фактическая волокнистая структура на маркированном участке также в значительной степени зависит от параметров нанесения маркировки и используемой бумажной основы. При использовании бумаги на основе хлопковых волокон, проклеенной клеевым материалом, он в сочетании с каландрированием бумаги обеспечивает наличие у нее однородной и в первом приближении сомкнутой поверхности.

На фиг.3 показан фрагмент поверхности подобной предлагаемой в изобретении защищенной от подделки бумаги 20 на основе хлопковых волокон в зоне лазерной маркировки 2. Весь показанный на чертеже фрагмент защищенной от подделки бумаги 20 пропитан клеевым материалом, слой которого для упрощения на чертеже не изображен. На участке 61 защищенная от подделки бумага 20 имеет обусловленную технологией ее изготовления сомкнутую поверхность. В зоне лазерной маркировки бумага имеет прорванную проклеенную поверхность и рыхлую волокнистую структуру, т.е. между волокнами 51, вероятно вследствие газовыделения, образуются полости 52. При соответственно высокой энергии лазерного излучения над поверхностью 61 защищенной от подделки бумаги 2 образуется выступающая над ней сравнительно крупноячеистая структура из переплетенных хлопковых волокон 51, которые, как и ранее, покрыты слоем клеевого материала.

Поскольку различимый на ощупь бугорок 5 при ином составе бумаги может выглядеть абсолютно по-иному, предлагаемая в изобретении различимая на ощупь маркировка показана на чертеже лишь схематично в виде рельефно выступающего участка 5.

На фиг.4 ценный документ 1 также показан в разрезе плоскостью А-А. Однако в данном случае под воздействием лазерного луча не только сформировался бугорок 5, но и произошло изменение окраски, прежде всего почернение 7, материала ценного документа. Произошло ли изменение окраски, соответственно почернение 7 материала ценного документа 1 и на какую именно его глубину, также в значительной степени зависит от параметров нанесения маркировки, а также от состава защищенной от подделки бумаги, из которой изготовлен ценный документ 1.

На фиг.5 ценный документ 1 показан в разрезе плоскостью В-В. В показанном на этом чертеже примере в зоне лазерной маркировки 4 предусмотрено покрытие в виде защитного элемента 3, выполненного в виде переводного элемента. Этот переводной элемент прикреплен к ценному документу 1 клеевым слоем 31. Между клеевым слоем 31 и полимерным слоем, в частности лаковым слоем 33, расположен металлический слой 32. Этот металлический слой 32 отсутствует в зоне лазерной маркировки 4. Обусловлено это тем, что в процессе нанесения маркировки лазером металлический слой 32 испаряется и/или разлагается и поэтому пропадает. По этой причине изменившуюся под воздействием лазера при нанесении маркировки окраску 7 заметно сквозь лаковый слой 33 и клеевой слой 31. Соответствующим подбором параметров нанесения маркировки можно добиться того, чтобы размеры зоны, в которой удален металлический слой 32, были больше размеров отдельного участка, на котором расположена различимая на ощупь маркировка. В результате видимое, произошедшее под воздействием лазера изменение окраски, соответственно почернение оказывается окружено прозрачным участком.

В показанном на чертеже примере полимерный слой 33 и клеевой слой 31 практически или вообще не повреждены лазером. Однако в зависимости от используемых параметров нанесения маркировки можно также частично или полностью удалять материал одного из или обоих этих слоев.

Вместо переводного элемента волокнистую основу можно также снабжать слоем прозрачной или пигментированной краски. Важное значение в этом отношении имеет наличие у такого красочного слоя свойств, исключающих поглощение используемого для нанесения маркировки лазерного излучения. Красочный слой можно наносить на основу любым пригодным для этого методом, например печатанием. В наиболее предпочтительном варианте подобный красочный слой должен создавать впечатление гладкой покрытой им поверхности основы. В данном контексте под "красочным слоем" подразумевается также обладающее грязеотталкивающими свойствами, необязательно прозрачное покрытие или защитное лаковое покрытие.

Поскольку красочный слой не поглощает используемое для нанесения маркировки лазерное излучение, поглощение его энергии происходит лишь в слое основы. В соответствии с этим на основе возникает бугорок 5, который и образует различимую на ощупь маркировку в пределах красочного слоя.

В предпочтительном варианте не поглощающий лазерное излучение красочный слой содержит красители, которые становятся видны лишь при наличии особых условий, например люминесцентные красители, или которые обладают свойствами, наличие которых глаз человека обнаружить не в состоянии, например люминофоры, испускающие излучение в инфракрасной или ультрафиолетовой области спектра.

Красочный слой необязательно должен быть сплошным. Он может представлять собой цветной узор, прежде всего часто используемый в технике печати защищенных от подделки документов гильош. Единственным необходимым условием является практически полная прозрачность красочного слоя, воспроизводящего такой узор, для используемого для нанесения маркировки лазерного излучения.

На фиг.6 показан следующий вариант выполнения предлагаемого в изобретении ценного документа 1, изображенного в виде в плане. В этом случае различимая на ощупь маркировка 2 проходит вплоть до края ценного документа 1. Поскольку банкноты при их ручной обработке или же при обычных наличных расчетах обычно берут за край, преимущество, связанное с подобным размещением различимого на ощупь защитного элемента на крае ценного документа, состоит в возможности простой и быстрой проверки его подлинности. Иные различимые на ощупь признаки подлинности, например различимые на ощупь оттиски с формы для металлографской печати, невозможно вовсе или возможно лишь с трудом размещать в краевой зоне ценного документа 1, поскольку ценные документы обычно печатают целыми листами, на каждом из которых размещено множество идентичных копий ценного документа и которые затем режут на отдельные ценные документы. При размещении же выполняемого металлографской печатью элемента в краевой зоне ценного документа существует опасность испачкать печатной краской резальные инструменты в процессе разрезания листа на отдельные ценные документы.

На фиг.7-10 показаны различные варианты выполнения различимой на ощупь маркировки 2, нанесенной лазером на однослойную защищенную от подделки бумагу 100.

На фиг.7 показан пилообразный различимый на ощупь рельеф 25, для получения которого варьируют параметры лазерного излучения, прежде всего его энергию. Преимущество этого варианта состоит в том, что такой рельеф в зависимости от того, проводят ли по нему пальцем руки слева направо или справа налево, вызывает различные тактильные ощущения. Подобное свойство такого рельефа может использоваться в качестве дополнительного защитного признака. Помимо этого из-за различных величин энергии лазерного излучения, которой воздействуют на материал ценного документа, создается также хорошо заметный эффект переменной степени почернения. В соответствии с этим отдельные зубчики пилообразного рельефа различаются между собой оттенками серого.

На фиг.8 показан защитный признак, образованный комбинацией из различимого на ощупь выполненного методом металлографской печати элемента и выполненной в соответствии с изобретением различимой на ощупь лазерной маркировки. В показанном на этом чертеже примере различимая на ощупь маркировка 26, выполненная методом металлографской печати, образует обрамление различимой на ощупь лазерной маркировки 27. В процессе металлографской печати защищенная от подделки бумага 100 вдавливается в углубления в печатной форме для металлографской печати и в результате необратимо деформируется в этой зоне. Одновременно с этим в подвергаемой тиснению зоне на бумагу из печатной формы переносится краска 28. В соответствии с этим эффект различимости на ощупь такой выполненной методом металлографской печати маркировки 26 возникает в результате тиснения бумаги и одновременного нанесения на рельефно выступающие участки сравнительно толстого слоя краски 28. Маркировка подобного типа характеризуется наличием крутых боковых поверхностей и в качестве жесткого, резко обрывающегося элемента легко отличима на ощупь от мягкой, почти бархатистой лазерной маркировки 27.

На фиг.9 показана защищенная от подделки бумага, на которой на первой стадии были напечатаны узоры из цветных линий 30, 31. Затем в граничной зоне между печатными линиями 30, 31 в соответствии с изобретением лазером наносят маркировку, получая различимый на ощупь рельеф. В результате выпучивания защищенной от подделки бумаги на участке 5 линии 30, 31 смещаются на боковые поверхности рельефно выступающих участков 5. Такая комбинация из печатных линий 30, 31 и рельефно выступающих участков 5 образует обладающий оптически переменными свойствами защитный элемент, создаваемое которым визуальное впечатление изменяется с изменением угла зрения. Если, например, линии 30 имеют первый цвет, а линии 31 - второй цвет, то при рассматривании защитного элемента под острым углом слева видны будут только линии 31 второго цвета. Соответственно в этом случае защитный элемент будет визуально восприниматься окрашенным в этот второй цвет. Линии 30 при этом будут не видны из-за эффекта их затенения. При рассматривании же защитного элемента под острым углом справа линии 31 будут затеняться, и поэтому в идеальном случае видны будут только цветные линии 30. В соответствии с этим защитный элемент будет визуально восприниматься окрашенным в первый цвет. При этом печатные линии и нанесенные лазером линии необязательно должны образовывать точный растр, поскольку вполне достаточно, если указанный эффект будет создаваться лишь частью печатных линий.

На фиг.10 показан следующий вариант выполнения предлагаемого в изобретении защитного элемента 100. В этом варианте на поверхности защищенной от подделки бумаги 100 расположен защитный элемент 3, аналогичный защитному элементу, уже рассмотренному выше со ссылкой на фиг.5. Такой защитный элемент состоит из клеевого слоя 31, дифракционной структуры 34, а также отражающего слоя 32 и защитного слоя 33. С обратной стороны защищенная от подделка бумага 100 снабжена нанесенной на ее поверхность предлагаемой в изобретении лазерной маркировкой 2. Для нанесения такой маркировки энергию и остальные параметры лазерного излучения подбирают с таким расчетом, чтобы одновременно с образованием рельефно выступающей маркировки 5 на подвергающемся воздействию лазера участке защитного элемента 3 происходило разрушение первоначально нанесенного на него сплошным слоем металлического покрытия 32. Иными словами, защитный элемент 3 является прозрачным на участке, который подвергнут воздействию лазерного излучения и сквозь который поэтому можно увидеть почернение, произошедшее одновременно с формированием рельефно выступающей маркировки 5. Однако в отличие от показанного на фиг.5 варианта в данном случае предлагаемый в изобретении бугорок 5 расположен с обратной по отношению к защитному элементу 3 стороны и поэтому практически не различим на ощупь на его поверхности.

Рассмотренные выше варианты можно также комбинировать между собой, нанося сначала на поверхность основы красочный слой, а затем располагая поверх него материал в виде тонкой пленки. В этом случае сначала лазером испаряют пленочный материал, обнажая таким путем расположенный под ним красочный слой. Затем при последующем воздействии лазерным излучением на основу на ней, как уже описано выше, формируют различимую на ощупь маркировку 5.

При использовании в качестве пленочного материала непрозрачной пленки, например металлизированной полимерной пленки, возникает также хорошо различимый контраст между лазерной маркировкой 5 и окружающим ее фоном из-за наличия расположенного под ней и обнаженного красочного слоя.

При наличии красочного слоя в зоне лазерной маркировки между выступающими из поверхности основы волокнами и окружающим их фоном возникает отчетливый контраст, который можно обнаружить соответствующими контрольными приборами. С учетом этого подобный эффект хорошо пригоден для его автоматической проверки.

На фиг.11 схематично показан лазерный сканер, используемый для нанесения лазерной маркировки 11 на основу 10. Основа 10 может представлять собой ценный документ окончательного формата, еще не разрезанный на отдельные ценные документы лист с несколькими их идентичными копиями или защищенную от подделки бумагу в виде "бесконечной" полосы.

Лазерный луч 12 отклоняется двумя зеркалами 13, одно из которых отклоняет луч по оси X, а другое - по оси Y и которые приводятся в действие гальванометрами 14. Лазерный луч 12 фокусируется плоской полевой линзой 15 на поверхность основы 10 и наносит на нее маркировку 11. Основа 10 в процессе нанесения на нее маркировки может перемещаться со скоростью v. Скорость v перемещения основы регистрируется датчиками и передается в компьютер, который для ее компенсации соответствующим образом управляет гальванометрами 14. С учетом этого подобный способ нанесения маркировки наиболее предпочтительно применять для бесконтактного нанесения маркировки на ценные документы, обработка которых осуществляется с обычной для типографий высокой скоростью.

Маркировку можно наносить на основу 10 и иным путем, например, с помощью матрицы точечных выходных лазерных лучей или с помощью лучей большего сечения, частично закрываемых трафаретом. Такие трафареты могут быть выполнены автоматически регулируемыми. Если же перемещение луча одновременно с перемещением основы с учетом скорости v ее движения невозможно или нежелательно, наносить маркировку на движущиеся основы можно также, выбрав меньшую продолжительность воздействия лазерного луча на основу. В этих же целях можно также использовать зеркальный барабан для управления лазерным лучом.

В качестве источников лазерного излучения в зависимости от особенностей основы, на которую наносится лазерная маркировка, могут использоваться СО₂-лазеры, Nd:YAG-лазеры или лазеры иных типов, в том числе, например, и те, которые подобно Nd:YAG-лазеру могут работать с удвоением или утроением частоты.

Варьирование параметров нанесения маркировки, таких, например, как мощность лазерного излучения, продолжительность воздействия лазерного излучения, режим работы лазера и т.д., позволяет влиять на параметры наносимой маркировки. Так, в частности, таким путем можно соответствующим образом варьировать высоту получаемых с помощью лазера бугорков. В предпочтительном варианте высота различимой на ощупь маркировки составляет от 30 до 100 мкм. Равным образом с используемым лазерным излучением, соответственно его мощностью необходимо согласовывать состав бумаги.

Ниже рассмотрен пример нанесения маркировки Nd:YAG-лазером с длиной основной волны, равной 1064 нм, средней мощностью, равной 26 Вт, и частотой модуляции, равной 8 кГц. Диаметр лазерного луча в месте его падения на основу (размер точки) составляет примерно 100 мкм, а скорость перемещения лазерного луча по основе составляет от 250 до 1000 мм/с. Типичная высота предлагаемой в изобретении маркировки, получаемой при таких параметрах воздействия лазерным излучением на основу, составляет от 30 до 80 мкм. В отдельных случаях, т.е. прежде всего при низкой скорости перемещения лазерного луча, можно получать маркировку гораздо большей высоты, например при перемещении луча со скоростью 250 мм/с можно получать маркировку высотой более 100 мкм. Ширина маркировок может варьироваться от 0,2 до 0,6 мм.

При нанесении различимых на ощупь маркировок на имеющую плотность 90 г/м² каландрированную веленевую бумагу на основе хлопкового волокна лазерным лучом, перемещаемым по ней со скоростью, например, 330 мм/с, средняя высота их рельефа составляет 70 мкм при ширине линий, равной примерно 500 мкм. При перемещении же лазерного луча со скоростью 675 мм/с максимально достижимая высота рельефа маркировок при той же ширине линий составляет всего лишь около 40 мкм.

При нанесении маркировок на имеющую плотность 90 г/м² бумагу на основе смеси хлопкового и полимерного волокон с содержанием в ней полимерного волокна 12,5 мас.% (так называемую бумагу "Synthek") лазерным лучом, перемещаемым по ней со скоростью 250 мм/с, средняя высота их рельефа составляет 65 мкм при средней ширине линий около 0,5 мм. При увеличении скорости перемещения лазерного луча по бумаге до 1000 мм/с средняя высота рельефа нанесенной таким путем маркировки составляет 35 мкм при средней ширине линии 0,3 мм.

На фиг.12 показан один из вариантов выполнения предлагаемого в изобретении устройства, которое позволяет наносить на лист предлагаемую в изобретении маркировку одновременно множеством лазеров. В показанном на чертеже примере на листе в шесть столбцов и шесть рядов расположено 36 идентичных копий ценного документа. Над печатным листом расположены лазерные трубки из расчета по одной на каждый столбец, каждой из которых на расположенные под ней в одном столбце отдельные копии ценного документа наносится предлагаемая в изобретении маркировка. Подобная компоновка позволяет значительно увеличить производительность, поскольку для нанесения маркировки не требуется перемещать один единственный лазерный луч по всему печатному листу, а необходимо лишь перемещать сам печатный лист в параллельном колонкам направлении. Нанесение маркировки на отдельные копии ценного документа, расположенные на печатном листе, осуществляется за счет отклонения лазерных лучей зеркалами, которые на чертеже не показаны. Помимо этого лазеры могут быть оснащены сканирующими головками 43.

Ценный документ (1), выполненный из защищенной от подделки бумаги, снабжен различимой на ощупь маркировкой (2) в виде сформированной лазером рельефной структуры, выступающей из его поверхности. Создается новый защитный признак для ценных документов. 3 н. и 37 з.п. ф-лы, 12 ил.

1. Ценный документ, например банкнота, выполненный из защищенной от подделки бумаги, которая снабжена по меньшей мере одной различимой на ощупь маркировкой в виде сформированной лазером рельефной структуры, выступающей из поверхности ценного документа.2. Ценный документ по п.1, отличающийся тем, что в зоне различимой на ощупь маркировки он имеет визуально различимую измененную окраску.3. Ценный документ по п.2, отличающийся тем, что в зоне различимой на ощупь маркировки защищенная от подделки бумага имеет почернение.4. Ценный документ по п.2, отличающийся тем, что окраска изменена под воздействием лазера.5. Ценный документ по одному из пп.1-4, отличающийся тем, что высота рельефа различимой на ощупь маркировки составляет от 30 до 100 мкм, предпочтительно от 30 до 80 мкм.6. Ценный документ по одному из пп.1-4, отличающийся тем, что защищенная от подделки бумага по меньшей мере на отдельных участках содержит добавки, усиливающие степень изменения окраски и/или способствующие образованию рельефа.7. Ценный документ по одному из пп.1-4, отличающийся тем, что защищенная от подделки бумага по меньшей мере частично содержит волокна однолетних растений, такие как хлопковые волокна, линтерированные волокна, кудельные волокна.8. Ценный документ по одному из пп.1-4, отличающийся тем, что защищенная от подделки бумага состоит из смеси хлопковых и полимерных волокон.9. Ценный документ по одному из пп.1-4, отличающийся тем, что рельефная структура маркировки имеет переменную высоту рельефа и/или переменную степень почернения.10. Ценный документ по одному из пп.1-4, отличающийся тем, что различимая на ощупь маркировка выполнена в виде буквенно-цифровых знаков, штрих-кодов, узоров или микрошрифта.11. Ценный документ по одному из пп.1-4, отличающийся тем, что на нем предусмотрено несколько различимых на ощупь маркировок.12. Ценный документ по п.11, отличающийся тем, что на нем предусмотрено несколько различимых на ощупь маркировок, которые находятся в смысловой взаимосвязи.13. Ценный документ по одному из пп.1-4, отличающийся тем, что различимая на ощупь маркировка находится в смысловой взаимосвязи с другой содержащейся на нем информацией.14. Ценный документ по одному из пп.1-4, отличающийся тем, что он имеет покрытие, в зоне которого по меньшей мере частично расположена различимая на ощупь маркировка.15. Ценный документ по п.14, отличающийся тем, что покрытие представляет собой многослойный защитный элемент.16. Ценный документ по п.15, отличающийся тем, что защитный элемент имеет по меньшей мере один полимерный слой и один металлический слой, по меньшей мере материал которого удален под воздействием лазера по меньшей мере в зоне различимой на ощупь маркировки.17. Ценный документ по п.16, отличающийся тем, что полимерный слой имеет дифракционную структуру.18. Ценный документ по п.16 или 17, отличающийся тем, что размеры участка, на котором удален материал металлического слоя, больше размеров участка, занимаемого различимой на ощупь маркировкой.19. Ценный документ по п.14, отличающийся тем, что он имеет переходный участок между бумагой и пленкой, а различимая на ощупь маркировка выходит за пределы этого граничного участка между бумагой и пленкой.20. Ценный документ по п.14, отличающийся тем, что покрытие представляет собой оттиск.21. Ценный документ по п.20, отличающийся тем, что оттиск и различимая на ощупь маркировка расположены друг относительно друга таким образом, что образуется элемент с оптически переменными свойствами.22. Ценный документ по одному из пп.1-4, отличающийся тем, что он выполнен многослойным.23. Защищенная от подделки бумага для ценных документов, таких как банкноты или удостоверения личности, имеющая по меньшей мере одну различимую на ощупь маркировку в виде сформированной лазером рельефной структуры, выступающей из поверхности защищенной от подделки бумаги.24. Защищенная от подделки бумага по п.23, отличающаяся тем, что она имеет покрытие, в зоне которого по меньшей мере частично расположена различимая на ощупь маркировка.25. Защищенная от подделки бумага по п.24, отличающаяся тем, что покрытие представляет собой многослойный защитный элемент.26. Защищенная от подделки бумага по п.25, отличающаяся тем, что защитный элемент имеет по меньшей мере один полимерный слой и один металлический слой, по меньшей мере материал которого удален под воздействием лазера по меньшей мере в зоне различимой на ощупь маркировки.27. Защищенная от подделки бумага по п.26, отличающаяся тем, что полимерный слой имеет дифракционную структуру.28. Защищенная от подделки бумага по п.26 или 27, отличающаяся тем, что размеры участка, на котором удален материал металлического слоя, больше размеров участка, занимаемого различимой на ощупь маркировкой.29. Защищенная от подделки бумага по п.24, отличающаяся тем, что она имеет переходный участок между бумагой и пленкой, а различимая на ощупь маркировка выходит за пределы этого граничного участка между бумагой и пленкой.30. Защищенная от подделки бумага по п.24, отличающаяся тем, что покрытие представляет собой оттиск.31. Защищенная от подделки бумага по п.30, отличающаяся тем, что оттиск и различимая на ощупь маркировка расположены друг относительно друга таким образом, что образуется элемент с оптически переменными свойствами.32. Защищенная от подделки бумага по п.23, отличающаяся тем, что она выполнена многослойной.33. Способ нанесения различимой на ощупь маркировки на ценный документ, такой как банкнота, выполненный из защищенной от подделки бумаги, отличающийся тем, что на защищенную от подделки бумагу воздействуют лазерным излучением, взаимно согласуя используемые для нанесения маркировки параметры лазера и состав защищенной от подделки бумаги таким образом, что образуется различимая на ощупь маркировка в виде рельефной структуры, выступающей из поверхности защищенной от подделки бумаги.34. Способ по п.33, отличающийся тем, что параметры нанесения маркировки подбирают с таким расчетом, что дополнительно к образованию различимой на ощупь маркировки происходит визуально различимое изменение окраски защищенной от подделки бумаги.35. Способ по п.34, отличающийся тем, что защищенную от подделки бумагу в зоне различимой на ощупь маркировки подвергают почернению под воздействием лазерного излучения.36. Способ по одному из пп.33-35, отличающийся тем, что используемые для нанесения маркировки параметры лазера подбирают с таким расчетом, что на защищенной от подделки бумаге образуется рельеф переменной высоты и/или защищенная от подделки бумага приобретает переменную степень почернения.37. Способ по одному из пп.33-35, отличающийся тем, что на ценный документ или защищенную от подделки бумагу перед нанесением на него, соответственно нее лазером маркировки наносят покрытие и по меньшей мере частично в зоне этого покрытия наносят различимую на ощупь маркировку.38. Способ по одному из пп.33-35, отличающийся тем, что в качестве покрытия переводным методом наносят многослойный защитный элемент.39. Способ по одному из пп.33-35, отличающийся тем, что используют лазер на алюмоиттриевом гранате, легированном неодимом.40. Способ по одному из пп.33-35, отличающийся тем, что маркировку наносят лазером при высокой скорости, обычной для полиграфических предприятий, на которых печатают ценные бумаги.

Приоритеты по пунктам и признакам: