СЛОЙ С ОПТИЧЕСКИМ ЭФФЕКТОМ Российский патент 2017 года по МПК B05D5/06 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к области графических элементов и направлено на слой с оптическим эффектом, который создает оптический эффект, зависящий от угла зрения, и на устройство и способ изготовления слоя с оптическим эффектом. В частности, одно из приложений слоя с оптическим эффектом находится в области защитных элементов для защиты банкнот, паспортов и других документов, а также для защиты товарных знаков. В качестве дополнительного или альтернативного варианта слой с оптическим эффектом можно также использовать в декоративных целях.

Предпосылки создания изобретения

Защитные признаки, например, для защищенных документов, можно классифицировать как "скрытые" защитные признаки с одной стороны, и "открытые" защитные признаки с другой стороны. Защита, которую обеспечивают скрытые защитные признаки, опирается на принцип, заключающийся в том, что такие признаки трудно обнаружить и, как правило, требуется специальное оборудование и знания для их обнаружения. "Открытые" защитные признаки опираются на концепцию легкого обнаружения органами чувств без какой-либо дополнительной помощи, например, такие признаки могут быть видимыми и/или обнаруживаемыми тактильным методом, оставаясь, при этом, столь же трудными для изготовления и/или копирования. Однако эффективность открытых защитных признаков в большей степени зависит от того, насколько легко их можно распознать в качестве защитного признака, так как большинство пользователей и особенно те, кто не был предварительно осведомлен о защитных признаках данного защищенного документа или изделия, только тогда смогут фактически выполнить защитную проверку с использованием упомянутого защитного признака, когда они точно знают об их существовании и их свойствах.

В данной области техники известно использование печатной краски, содержащей магнитно-ориентируемые пигменты, в частности магнитные оптически переменные пигменты, для изготовления открытых защитных элементов, например в области защищенных документов.

В публикации WO 2005/002866 А1 раскрыты, например, усовершенствованные оптически переменные напечатанные защитные элементы, содержащие изображение высокого разрешения, создаваемое с использованием ориентированных оптически переменных магнитных пигментных частиц в отвердевшем слое покрытия. Упомянутое изображение высокого разрешения получается в процессе печати с использованием особого магнитного ориентирующего устройства. В защищаемый документ сначала впечатывается состав для защитного покрытия, содержащий магнитные или намагничиваемые частицы, такие как оптические переменные магнитные пигментные чешуйки. Отпечатанный документ, пока покрытие остается все еще "мокрым", затем подвергается воздействию магнитного поля магнитного ориентирующего устройства, включающего постоянно намагниченную магнитную пластину с выгравированными знаками. Магнитные или намагничиваемые частицы покрытия ориентируются под воздействием магнитного поля ориентирующего устройства, формируя тем самым изображение упомянутых выгравированных знаков. Покрытие затем отверждается, для того чтобы "заморозить" магнитные или намагничиваемые частицы в их положениях и с их ориентациями.

Оптически переменные магнитные пигменты, которые можно использовать для этой цели, раскрыты, например, в документах US 4838648 и в ЕР 686675 В1. Соответствующие чернила и составы покрытия раскрыты в WO 2007/131833 А1.

В публикации WO 2008/046702 А1 раскрыты другие типы магнитно-индуцированных изображений, полученных путем ориентации оптически переменных магнитных пигментных частиц в слое покрытия, а также устройство для получения изображений указанного типа. Описанное устройство включает комбинацию из постоянно намагниченной магнитной пластины с выгравированными знаками с одним или более дополнительными магнитами, установленными таким образом по отношению к выгравированной магнитной пластине, чтобы они могли удерживаться независимо от собственных магнитных сил, действующих между ними.

В публикации WO 2004/007095 А2 раскрыто устройство для ориентации магнитных пигментных чешуек в слое покрытия, подвергнутом воздействию магнитного поля одного или более дипольных магнитов, чтобы получить эстетически привлекательные, яркие оптически переменные покрытия, которые, несмотря на то что они являются плоскими, демонстрируют плавное изменение цвета и отражательной способности при изменении угла обзора, напоминающее плывущий или движущийся трехмерный объект. В частности, примечательно, что устройство из WO 2004/007095 позволяет ориентировать магнитные пигментные чешуйки в слое покрытия таким образом, чтобы получать эффект "перекатывающейся полосы" (rolling-bar) в полученном покрытии. Напечатанное изображение типа "перекатывающейся полосы" воспроизводит контрастную полосу, которая проявляется как перемещающаяся ("перекатывающаяся") при наклоне изображения, и которую можно получить с помощью единственного этапа печати и с использованием печатной краски единого состава. Напечатанные элементы, которые характеризуются кажущимся движением элементов изображения при изменении угла зрения, таким как эффект типа "перекатывающейся полосы", представляют собой средство защиты против копирования для защищенных документов, которое можно легко распознать и использовать для аутентификации защищенного документа. Однако устройство из WO 2004/007095 может иметь тот недостаток, что полезные эффекты типа "перекатывающейся полосы" можно получать только с относительно маленькой длиной, и, таким образом, часто могут возникать затруднения при распознавании их в качестве защитного признака.

На фиг. 1а и 1b схематично показаны дипольный магнит DM, вырабатывающий поле магнитного диполя, и подложка S, расположенная с одной стороны в упомянутом магнитном поле на расстоянии d от магнита DM и по существу параллельно его магнитной оси, то есть виртуальной линии между его северным и южным магнитным полюсом. Дипольный магнит, показанный на фиг. 1а, имеет большую протяженность L вдоль своей магнитной оси, чем дипольный магнит, показанный на фиг. 1b, вдоль его соответствующей магнитной оси. В обоих случаях отражающие частицы, например пигментные частицы, диспергируются внутри слоя жидкого связующего материала на верхней части подложки S и ориентируются под действием магнитного поля, как правило, таким образом, что соответствующее направление наибольшей протяженности каждой частицы по существу выровнено с силовыми линиями магнитного поля в том месте, где расположена данная частица. Как видно из сравнения фиг. 1а и 1b, дипольный магнит, используемый в устройстве для ориентации частиц в соответствующем слое на подложке S, должен иметь по меньшей мере длину L, с которой должен воспроизводиться эффект "перекатывающейся полосы". Длинный дипольный магнит DM, показанный на фиг. 1а, имеет слабо искривленные силовые линии магнитного поля в местоположении подложки S, тогда как короткий дипольный магнит DM, показанный на фиг. 1b, имеет силовые линии, имеющие более высокую степень кривизны в местоположении подложки S. В результате, полученная напечатанная "перекатывающаяся полоса" в случае длинного магнита (фиг. 1а), имеет большую светлую зону Z, которая характеризуется лишь легким кажущимся движением при изменении угла зрения, то есть слабым и едва заметным динамическим эффектом, тогда как, для сравнения, полученная напечатанная "перекатывающаяся полоса" в случае короткого магнита (фиг. 1b) имеет лишь небольшую светлую зону Z, которая, тем не менее, характеризуется сильным кажущимся движением при изменении угла зрения. Однако из-за достаточно ограниченной длины, соответствующей короткому дипольному магниту, этот защитный признак не бросается в глаза и не является легко распознаваемым, особенно если у наблюдателя отсутствуют предварительные знания о присутствии защитного признака и/или об оптических свойствах. Поэтому существует потребность в защитных признаках, характеризующихся бросающимся в глаза динамичным оптическим эффектом по всей их длине.

Сущность изобретения

Соответственно, задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы получить слой с оптическим эффектом, например на документе или другом изделии, который характеризуется кажущимся движением признаков изображения, зависящим от угла наблюдения, продолжающимся по всей протяженности признака. Особенно желательно получить такой слой с оптическим эффектом в виде улучшенного, легко обнаруживаемого, открытого защитного признака или, в альтернативном или дополнительном варианте, в качестве скрытого защитного признака, например в области защиты документов. Согласно дополнительной задаче такой слой с оптическим эффектом также подходит для декоративных целей.

В настоящем изобретении упомянутые выше задачи решены путем выполнения слоя с оптическим эффектом (далее сокращенно "OEL"), устройства и способа его изготовления, защищенного документа, содержащего такой OEL, и применения такого OEL в качестве защитного признака, в соответствии с прилагаемой формулой изобретения.

В первом аспекте настоящего изобретения описывается OEL, который содержит связующий материал, по меньшей мере отчасти прозрачный для электромагнитного излучения на одной или более длинах волн в диапазоне от 200 нм до 2500 нм, то есть в той части электромагнитного спектра, которая обычно называют "оптическим спектром". Множество несферических частиц, имеющих неизотропную отражательную способность, диспергируются внутри упомянутого связующего материала, и эти частицы ориентируются в соответствии с узором, размещенным по всей длине вдоль первого направления в пределах протяженной поверхности слоя с оптическим эффектом. В первом поперечном сечении слоя с оптическим эффектом, по существу перпендикулярном к протяженной поверхности и ориентированном вдоль указанного первого направления, локальное среднее значение угла между

(1) прямой линией, ориентированной вдоль наблюдаемого наибольшего размера соответствующем поперечном сечении тех несферических частиц, которые пересекаются с упомянутым первым поперечным сечением, и (2) упомянутым первым направлением,

изменяется в соответствии с функцией θ положения вдоль упомянутого первого направления, которая является суммой монотонно возрастающей или убывающей первой функции θ₁ упомянутого положения и знакопеременной второй функции θ₂ упомянутого положения.

Открытые защитные признаки на основе такого улучшенного протяженного OEL значительно более заметны, то есть больше бросаются в глаза, чем обычная "перекатывающаяся полоса" или схожие с ней оптические эффекты наподобие тех, которые обсуждаются выше в связи с фиг. 1а и 1b, где пространственная протяженность достигаемого эффекта может быть очень ограничена, или где указанный эффект может характеризоваться только слабым динамическим эффектом движения. Так как защитный признак документа особенно эффективен в тех случаях, когда он легко воспринимается и/или им легко пользоваться, можно значительно повысить защищенность документа и/или защищенность от подделки или незаконного воспроизведения, которая обеспечивается с использованием такого улучшенного OEL, поскольку сильно увеличивается вероятность того, что защитный признак действительно будет (1) распознан пользователем как таковой, (2) использоваться для верификации аутентичности защищенного таким образом документа, и (3) надежно отличаться от неаутентичного, то есть поддельного защитного признака. По своему характеру оптический эффект, рассматриваемый в настоящем изобретении, нельзя воспроизвести путем простого копирования, например с помощью коммерчески доступных копировальных аппаратов, и, таким образом, данный эффект обеспечивает повышенный уровень безопасности по сравнению с другими оптическими эффектами. Например, улучшенный OEL можно использовать в качестве открытого защитного признака для защищенных документов, таких как банкноты или паспорта, или вообще для любого изделия или предмета, такого как ценные потребительские товары или запасные части и т.д., где стоит вопрос защиты. В альтернативном или дополнительном варианте эффект можно использовать в качестве скрытого защитного признака, где оптический эффект имеет место (по меньшей мере дополнительно) для длин волн за пределами видимого диапазона оптического спектра, и который можно обнаружить только с помощью подходящих технических средств для аутентификации, чувствительных к излучению в соответствующих невидимых частях спектра. Кроме того, оптический эффект из-за его зависимости от угла наблюдения и его повышенной пространственной протяженности также очень хорошо подходит для декоративных целей, в том числе в комбинации с его использованием в качестве защитного признака.

Иными словами, с большим акцентом на функции θ, общий вид функции θ имеет волновой или колебательный характер с общей тенденцией монотонного уменьшения или монотонного увеличения в зависимости от положения. Общая тенденция монотонного уменьшения или монотонного увеличения означает, что при усреднении по нескольким колебаниям среднее значение функции θ либо монотонно увеличивается, либо монотонно уменьшается в зависимости от положения. Знакопеременная вторая функция θ₂ гарантирует, что функция θ имеет множество положений, где производная θ по положению равна нулю, то есть где функция является, выражаясь обычным языком, плоской. Предпочтительно функция θ образует множество локальных максимумов и минимумов (то есть пиков и впадин) в этих "плоских положениях", которые приводят к визуальному эффекту, складывающемуся в узор, образованной множеством темных пятен и множеством светлых пятен. Эти пятна перемещаются по слою с оптическим эффектом в определенном направлении при наклоне OEL. Другими словами, функция θ изменяется таким образом, что если угол наблюдения слоя с оптическим эффектом изменяется, то картина светлых и темных зон на протяженной поверхности слоя с оптическим эффектом будет как бы перемещаться вдоль первого направления (х).

Во втором аспекте настоящего изобретения описывается устройство для изготовления слоя с оптическим эффектом путем ориентации магнитных или намагничиваемых частиц, диспергированных внутри связующего материала. Такое устройство включает набор из одного или более магнитов, включающих намагниченную магнитную пластину. Набор из одного или более магнитов имеет такую конфигурацию, чтобы получить комбинированное магнитное поле, содержащее (а) первую составляющую магнитного поля, по существу аналогичную полю магнитного диполя и имеющую направление оси север-юг, ориентированное по существу параллельно упомянутой намагниченной магнитной пластине; и (b) вторую составляющую магнитного поля, которая включает суперпозицию отдельных локальных диполе-подобных магнитных полей, и, таким образом, соответствует чередованию магнитных северных и южных полюсов вдоль первого направления, по существу параллельного упомянутому направлению оси Север-Юг. Первая составляющая магнитного поля и вторая составляющая магнитного поля перекрываются друг с другом, по меньшей мере, в зоне, прилегающей к протяженной поверхности упомянутой намагниченный магнитной пластины, где можно получать слой с оптическим эффектом.

Таким образом, описываемое устройство подходит для изготовления OEL согласно первому аспекту в тех случаях, когда частицы внутри связующего материала являются магнитными или намагничиваемыми частицами.

В третьем аспекте настоящего изобретения описывается способ изготовления слоя с оптическим эффектом. Указанный способ включает этапы, на которых жидкий, то есть еще не отвердевший, связующий материал, содержащий множество магнитных или намагничиваемых несферических частиц, имеющих неизотропную отражательную способность и диспергированных внутри упомянутого связующего материала, подвергают воздействию магнитного поля устройства согласно второму аспекту настоящего изобретения в зоне, прилегающей к протяженной поверхности намагниченной магнитной пластины устройства. Таким образом магнитные или намагничиваемые несферические частицы ориентируются внутри связующего материала. Описываемый способ дополнительно включает этап одновременного или последующего отверждения связующего материала, для того чтобы зафиксировать магнитные или намагничиваемые несферические частицы в занимаемых ими положениях и в их соответствующих ориентациях. Связующий материал, по меньшей мере в его затвердевшем состоянии, хотя бы отчасти прозрачен для электромагнитного излучения на одной или более длинах волн в диапазоне 200 нм - 2500 нм.

Таким образом, описанный способ позволяет получить слой с оптическим эффектом согласно первому аспекту настоящего изобретения в тех случаях, когда частицы внутри связующего материала являются магнитными или намагничиваемыми частицами.

В четвертом аспекте описывается защищенный документ, содержащий слой с оптическим эффектом согласно первому аспекту.

В пятом аспекте описывается применение слоя с оптическим эффектом согласно первому аспекту настоящего изобретения в качестве защитного признака или защитного элемента в областях, связанных с защитой документов.

Различные предпочтительные варианты осуществления и варианты изобретения согласно вышеупомянутым аспектам соответствуют зависимым пунктам формулы изобретения.

Краткое описание чертежей

Настоящее изобретение описано ниже более подробно и со ссылками на чертежи, на которых:

фиг. 1 схематично иллюстрирует два слоя с оптическим эффектом (OEL), известным как "эффект перекатывающейся полосы", в соответствии с уровнем техники, а также способ, с помощью которого их можно получить: а) с использованием длинного дипольного магнита, и b) с использованием короткого дипольного магнита;

фиг. 2 схематично иллюстрирует покрытие с оптическим эффектом (ОЕС), содержащее два отдельных компонента слоя с оптическим эффектом (OEL), расположенных на слое подложки;

фиг. 3а схематично иллюстрирует OEL, имеющий плоскую поверхность и поперечное сечение, перпендикулярное этой поверхности и ориентированное вдоль первого направления в пределах протяженной поверхности OEL;

фиг. 3b схематично иллюстрирует OEL, имеющий искривленную поверхность, и поперечное сечение, перпендикулярное этой поверхности и ориентированное вдоль первого направления в пределах протяженной поверхности OEL;

фиг. 4 иллюстрирует изменение угла наклона пластинчатых пигментных частиц по отношению к плоскости подложки в поперечном разрезе, взятом вдоль указанной линии (R1-R2) иллюстративного OEL, содержащего упомянутые частицы, на подложке, согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения;

фиг. 5 иллюстрирует угол наклона пластинчатых пигментных частиц по отношению к плоскости подложки, как это видно на трех лежащих в одной плоскости разрезах SEM, взятых в трех указанных точках А, В и С вдоль указанной линии (R1-R2), показанной на фиг. 4;

фиг. 6 схематично иллюстрирует изменение угла θ частицы (который также называется "угол наклона") вдоль первого направления х в пределах поверхности OEL, вдоль которой проявляется кажущееся движущееся изображение, как функцию θ положения по всей длине вдоль направления х, например вдоль указанной линии (R1-R2), показанной на фиг. 5, а также как соответствующую иллюстративную первую функцию θ₁, согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения;

фиг. 7 показывает OEL согласно примеру осуществления настоящего изобретения, как он виден под наклонными углами обозрения (а-с, f-h) и под почти ортогональными углами обозрения (d-e);

фиг. 8 схематично иллюстрирует конструкцию устройства для изготовления OEL согласно одному варианту из первого основного набора вариантов осуществления настоящего изобретения;

фиг. 9 схематично иллюстрирует различные иллюстративные узоры намагничивания 2-мерного многополюсного намагничивания магнитной пластины устройства согласно настоящему изобретению;

фиг. 10 схематично иллюстрирует конструкцию устройства для производства OEL согласно другому иллюстративному варианту из первого основного набора вариантов осуществления настоящего изобретения;

фиг. 11 схематично иллюстрирует полезные узоры намагничивания для осуществления многополюсного намагничивания одной или более магнитных пластин устройства согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения.

фиг. 12 схематично иллюстрирует конструкцию устройства для изготовления OEL согласно еще одному иллюстративному варианту из первого основного набора вариантов осуществления настоящего изобретения;

фиг. 13 схематично иллюстрирует иллюстративную конструкцию устройства для изготовления OEL согласно второму основному набору иллюстративных вариантов осуществления настоящего изобретения;

фиг. 14 схематично иллюстрирует продольный разрез магнитной пластины устройства о фиг. 13;

фиг. 15 показывает соответствующее вычисленное магнитное поле, вырабатываемое устройством с фиг. 13.

фиг. 16-18 схематично иллюстрирует различные иллюстративные электромагниты, которые можно использовать как часть набора магнитов для устройств для изготовления OEL согласно различным вариантам осуществления настоящего изобретения;

фиг. 19 изображает фотографию покрытия с оптическим эффектом, который достигается за счет дополнительного использования гравированной постоянной магнитной опорной пластины с ориентацией частиц внутри OEL согласно вариантам осуществления настоящего изобретения;

фиг. 20 схематично иллюстрирует конкретный иллюстративный набор магнитов для осуществления настоящего изобретения согласно другому иллюстративному варианту осуществления из первого основного набора вариантов осуществления;

фиг. 21 показывает расчетные силовые линии магнитного поля набора магнитов с фиг. 20. Обозначения магнитных полюсов в данном случае опущены;

фиг. 22 схематично иллюстрирует ориентацию пластинчатых пигментных частиц (пигментных чешуек) вдоль силовых линий магнитного поля, полученную под действием набора магнитов с фиг. 20 в местоположении опорной пластины (SP) (фиг. 22b), и соответствующее отражение светового пучка, падающего на ориентированные пластинчатые пигментные частицы (фиг. 22а).

Подробное описание изобретения

Слой с оптическим эффектом (OEL)

Слой с оптическим эффектом (OEL) согласно изобретению содержит связующий материал и множество нехаотично ориентированных несферических частиц, имеющих неизотропную отражательную способность и диспергированных внутри связующего материала.

В данном описании термин "ориентация" относится к общей зависимости между системой координат ориентированной частицы и системой координат слоя с оптическим эффектом. В случае ортогональных систем координат обычно требуются три угловых значения (вращения вокруг осей z, y и х частиц) для определения ориентации частицы.

В дальнейшем термин "угол наклона" частицы будет относиться, при вертикальном разрезе через слой с оптическим эффектом вдоль направления х в плоскости слоя с оптическим эффектом, к легко наблюдаемому углу между: (1) прямой линией вдоль наблюдаемого наибольшего размера в соответствующей форме поперечного сечения частицы, пересеченной плоскостью, и (2) упомянутым направлением х.

Связующий материал, по крайней мере в своем затвердевшем состоянии (смотри следующий абзац), хотя бы отчасти прозрачен для электромагнитного излучения на одной или более длинах волн в диапазоне 200 нм - 2500 нм, то есть в диапазоне длин волн, который обычно называется "оптический спектр" и который включает инфракрасный, видимый и ультрафиолетовый (УФ) участки электромагнитного спектра. В частности, связующий материал может быть по меньшей мере отчасти прозрачен в диапазоне видимого спектра между 400 нм и 700 нм. Таким образом, падающее электромагнитное излучение, например видимый свет, проходя в OEL через его поверхность, может достигать частиц, диспергированных в OEL и отражаться от них, и отраженный световой пучок может вновь выходит из OEL для получения желаемого оптического эффекта. Если длины волн выбраны за пределами видимого диапазона, например в ближнем УФ-диапазоне, то OEL может также служить в качестве скрытого защитного признака, так как обычно для последующего (полного) обнаружения оптического эффекта, вырабатываемого OEL в соответствующих условиях освещения, содержащих выбранные длины волн невидимого оптического излучения, необходимо использовать соответствующее техническое средство. Инфракрасные, видимые и УФ участки электромагнитного спектра приблизительно соответствуют диапазонам длин волн 700-2500 нм, 400-700 нм и 200-400 нм соответственно.

Кроме того, связующий материал имеет первое, жидкое, состояние, в котором диспергированные в нем частицы способны по существу свободно вращаться, причем упомянутое первое жидкое состояние можно преобразовать во второе, затвердевшее, состояние, в котором частицы фиксируются в занимаемых ими положениях и в соответствующих ориентациях и больше не могут вращаться. Например, связующий материал может представлять собой состав покрытия, более конкретно состав печатной краски, такой, которая используется в областях, связанных с обеспечением безопасности, например для печати банкнот. Когда жидкий связующий материал затвердевает, например в ходе сушки или вулканизации под действием оптического излучения (например, под действием ультрафиолетового (UV)/видимого (VIS) светового пучка), то связующий материал переходит при этом во второе затвердевшее состояние, когда частицы фиксируются в их текущих положениях и ориентациях и больше не перемещаются и не вращаются внутри связующего материала.

Фиг. 2 схематично иллюстрирует поперечное сечение иллюстративного OEL 202, имеющего диспергированные в нем отражающие несферические частицы 300, согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения. OEL 202 содержит два отдельных участка 203 и 204 слоя, расположенных на слое 205 подложки. Участки 203 и 204 могут быть соединены (или не быть соединены) друг с другом в третьем измерении, перпендикулярном поперечному сечению, и формируют покрытие с оптическим эффектом (ОЕС), содержащее подложку и непосредственно OEL. OEL 202 может располагаться на подложке 205, по меньшей мере временно. Это особенно полезно в областях применения, где OEL соответствует печатной краске, например защитной краске, или некоторым другим материалам покрытия, и постоянно располагается на подложке, такой как банкнота, паспорт или другой ценный документ, например посредством печати. Однако вместо этого подложку можно временно прикреплять к OEL, например для облегчения изготовления OEL, особенно когда связующий материал все еще находится в жидком состоянии. После этого подложку можно удалять из OEL. В альтернативном варианте подложка может содержать адгезивный слой, и, таким образом, ОЕС, содержащее OEL и адгезивный слой, можно прикреплять ко всем видам документов или других предметов или изделий без использования печати или других процессов с использованием оборудования и достаточно высоких затрат. В частности, в некоторых вариантах осуществления ОЕС представлено в виде переводной фольги, которую можно прикрепить к документу или изделию на отдельном этапе переноса. В таком случае подложка несет на себе разделительное покрытие, на котором размещается ОЕС, как описано выше. На покрытии с оптическим эффектом может дополнительно находиться адгезивный слой.

OEL, описанный в данном документе, предпочтительно представляет собой покрытие, отверждаемое излучением, и может представлять собой, в частности, слой покрытия, отверждаемый под действием излучения в видимом и/или УФ диапазонах спектра, более предпочтительно в диапазоне длин волн 380 нм - 420 нм, где доступно или может быть доступно оборудование для УФ-отверждения с использованием СИД.

Подложку 205 можно выбирать из группы, состоящей из нетканых материалов, тканых материалов, металлов, пластичных полимерных материалов и их комбинаций. Предпочтительными неткаными материалами являются бумага, картон и олефиновый спанбонд, изготовленный из непрерывных волокон, такой как Tyvek®. Предпочтительными ткаными материалами является текстиль. Предпочтительными пластичными полимерными материалами являются полиэтилен (ПЭ), полипропилен (ЦП), в частности, двуосно-ориентированный ПП полиэтилентерефталат (ПЭТ). Металлы включают в себя, без ограничения, металлы, используемые для изготовления металлических монет, и металлы, используемые для изготовления металлизированных пластичных полимерных материалов, таких как металлизированные защитные нити. Особенно предпочтительными подложками являются бумага для банкнот и полимерные подложки для банкнот, а также гибридные подложки, в том числе бумажные или полимерные слои или части или волокна. Подложку 205 можно дополнительно выбирать из прозрачных материалов и непрозрачных материалов, и, кроме того, она может нести на себе знаки, выполненные с помощью печати, покрытия или лазерной маркировки или лазерной перфорации. Кроме этого, подложка 205 может дополнительно нести на себе дополнительные покрытия или слои (не показаны) на верхней или нижней части OEL или на своей лицевой поверхности напротив OEL. В частности, подложка может нести на себе грунтовочный слой под OEL по настоящему изобретению, который служит, например, для повышения качества магнитно переносимого изображения на основе ориентации пигмента, для улучшения адгезии и т.д. Подложка может дополнительно нести на себе защитное покрытие по всему OEL, которое служит, например, для повышения ее стойкости к изнашиванию и загрязнению, для изменения своего оптического блеска и т.д.

Подложка, OEL и/или любые другие слои покрытия, описанные выше, могут также дополнительно содержать одно или несколько маркерных веществ, предпочтительно выбранных из группы, состоящей из люминофорных веществ, работающих в УФ-видимом-ИК диапазоне, поглощающих веществ, работающих в УФ-видимом-ИК диапазоне, магнитных веществ и их комбинаций. Упомянутые вещества могут также служить в качестве дополнительных защитных признаков, позволяющих обеспечить автоматическую аутентификацию, например, защищенного документа, с помощью устройства для аутентификации, такого как высокоскоростная машина для работы с банкнотами.

Каждая из множества несферических частиц, диспергированных внутри связующего материала имеет неизотропную отражательную способность по отношению к падающему электромагнитному излучению, для которого связующий материал является по меньшей мере частично прозрачным, по крайней мере в его затвердевшем состоянии. В данном документе термин "неизотропная отражательная способность" относится к переменной части падающего излучения, отраженного от частицы в направлении наблюдения в зависимости от ориентации частицы. Таким образом, если связующий материал, содержащий ориентированные, отражающие частицы, то есть OEL, имеет наклон по отношению к направлению наблюдения при заданных условиях освещения, часть отраженного излучения от каждой из частиц может изменяться отдельно для каждой частицы. В общем, частицы в связующем материале могут представлять собой пигментные частицы, например пигментные частицы, находящиеся внутри материала покрытия, такого как печатная краска.

Частицы имеют несферическую форму и могут иметь, например, вытянутую или сплющенную, эллипсообразную, пластинчатую или игольчатую форму частиц или их смеси. Таким образом, даже в том случае, если внутренняя отражательная способность на единицу площади поверхности (например, на 1 мкм²) является равномерной по всей поверхности такой частицы, из-за ее несферической формы отражательная способность является неизотропной, так как видимая зона частицы зависит от направления, из которого она наблюдается.

В некоторых вариантах осуществления частицы могут содержать магнитный или намагничиваемый материал, который позволяет использовать внешнее магнитное поле для ориентации частиц внутри связующего материала OEL согласно желательному ориентационному узору. Таким образом, частица с постоянными магнитными свойствами ориентируется таким образом, чтобы ее магнитная ось совпадала с направлением внешней силовой линией магнитного поля в местоположении частицы. Намагничиваемая частица без внутреннего постоянного магнитного поля ориентируется с помощью внешнего магнитного поля таким образом, что направление ее самого большого размера (которое в дальнейшем также называется длина или размер частицы) совпадает с силовой линией магнитного поля в местоположении частицы.

Для ориентации вдоль силовых линий магнитного поля магнитные или намагничиваемые частицы должны иметь несферическую форму, например вытянутую или сплющенную форму. Подходящие магнитные или намагничиваемые частицы могут представлять собой любой тип магнитного пигмента, предпочтительно кристаллики в виде пластинок (чешуйки) или иголки или их смеси. Примеры подходящих магнитных частиц включают в себя, без ограничения, пластинчатые (например, в виде чешуек) или игольчатые частицы, содержащие ферромагнитный или ферримагнитный материал, такой как кобальт, железо или никеля, или магнитный сплав из марганца, кобальта, железа или никеля, или магнитные чистые или смешанные оксиды хрома, марганца, кобальта, железа или никеля или их смеси. Примеры магнитных оксидов включают в себя, без ограничения, чистые и смешанные оксиды железа, такие как гематит (Fe₂O₃), игольчатый магнетит (Fe₃O₄), магнитные ферриты (MFe₂O₄), магнитные ортоферриты (RFeO₃), магнитные гексаферриты (MFe₁₂O₁₉), магнитные гранаты (R₃Fe₅O₁₂) и т.д., где М - ион двухвалентного металла, и R - трехвалентный ион из группы, содержащей иттрий и редкоземельные элементы; оксид кобальта (Co₃O₄) и диоксид хрома (CrO₂).

Наиболее предпочтительными подходящими магнитными или намагничиваемыми частицами являются оптически переменные магнитные частицы. Эти частицы могут представлять собой, в частности, оптически переменные пигментные чешуйки. В некоторых предпочтительных вариантах осуществления частицы могут дополнительно содержать тонкопленочный интерференционный стэк Фабри-Перо, вырабатывающий цвет и содержащий пятислойную последовательность поглотитель-диэлектрик-магнетик-диэлектрик-поглотитель или семислойную последовательность поглотитель-диэлектрик-отражатель-магнетик-отражатель-диэлектрик-поглотитель, как описано в документах US 4,838,648, ЕР 686,675 B1, WO 02/73250 А2 или в WO 03/00801 А2. Соответствующие печатные краски и составы покрытий были описаны в WO 2007/131833 А1. Примечательно, что цвет оптически переменных магнитных частиц зависит от угла наблюдения по отношению к плоскости пигментной чешуйки, что приводит к полосе другого цвета, появляющегося вокруг светлых зон слоя с оптическим эффектом (OEL). Например, в случае зеленых-синих оптически переменных пигментных чешуек, которые имеют зеленый цвет под прямым углом и синий цвет под наклонным углом наблюдения, светлые зоны OEL видны в зеленом цвете с синей полосой на темном фоне. Использование оптически переменного магнитного пигмента в OEL настоящего изобретения увеличивает, таким образом, контраст светлых зон и улучшает визуальный эффект OEL в областях, связанных с защитой документов, и в декоративных приложениях. Использование оптически переменных магнитных частицах также придает OEL дополнительный уровень безопасности, так как такой тип материала ограничен применением в области защищенной печати и коммерчески недоступен в открытом доступе. Для видимого излучения присутствие как кажущегося движения зон, так и изменения цвета при изменении угла наблюдения, легко можно проверить невооруженным глазом.

Частицы, диспергированные в связующем материале, ориентируются в соответствии с картиной по всей длине вдоль первого направления (х) в пределах протяженной поверхности OEL, например в примере, показанном на фиг. 2, эта протяженная поверхность может представлять собой верхнюю поверхность OEL 202.

Ориентация несферических частиц внутри OEL может быть определена так, как показано на фиг. 3а и фиг. 3b.

На фиг. 3а в общем виде показан OEL 300 с иллюстративными частицами 302-305, представляющими собой множество частиц, диспергированных внутри OEL 300. В общем, несферические частицы диспергированы по всему объему OEL, хотя в целях обсуждения их ориентации внутри OEL все иллюстративные частицы 302-305 расположены в одном и том же пленарном (первом) поперечном сечении 308 OEL, определенном виртуальной плоскостью 301, как описано более подробно ниже. Поскольку иллюстративные частицы 302-305 расположены в плоскости 301, они пересекают плоскость 301, соответственно (первое) поперечное сечение 308, которое, таким образом, определяет форму поперечного сечения для каждой из частиц 302-305, которые изображены графически, причем каждая из них изображена с помощью короткой линии, которая представляет собой ее наибольший размер, наблюдаемый в пределах поперечного сечения. В качестве примера, только для несферической частицы 303 форма поперечного сечения частицы также изображена в виде эллипса, чей наибольший диаметр соответствует короткой линии, представляющей собой частицу 303. Общее количество несферических отражающих частиц в OEL можно соответствующим образом подобрать в зависимости от требуемой области применения; однако чтобы составить покрывающий поверхность узор, характеризующийся видимым эффектом, обычно требуется несколько тысяч частиц на один квадратный миллиметр поверхности OEL. Множество несферических частиц, которые вместе производят оптический эффект, может соответствовать всему или только подмножеству из общего количества частиц, диспергированных внутри связующего материала. Например, частицы, которые производят оптический эффект, можно объединять с другими частицами, содержащимися в связующем материале и которые могут быть традиционными или специальными частицами цветного пигмента.

OEL, как физический объект, имеет обычно три измерения Dim1, Dim2 и Dim3, и его протяженность вдоль по меньшей мере одного измерения, например, как иллюстрировано на фиг. 3а, его толщина вдоль Dim2, обычно гораздо меньше, чем его протяженность вдоль другого(их) измерениями), например размеров Dim1 и Dim3, показанных на фиг. 3а. Соответственно, протяженность OEL вдоль по меньшей мере одного из измерений, например вдоль Dim1, может быть преобладающей. Для практических целей, например, для создания оптического эффекта, наблюдаемого на значительной длине, обычно выбирают самый большой или один из больших участков поверхности, например лицевые стороны OEL, чтобы продемонстрировать желательный оптический эффект. Предпочтительно выбирают участок поверхности или лицевую сторону OEL, которая охвачена двумя размерами OEL, вдоль которых OEL демонстрирует свою наибольшую протяженность. Таким образом, в примере, показанном на фиг. 3а, размеры Dim1 и Dim3 охватывают такую поверхность 306 OEL 300. Этот выбранный участок поверхности или лицевой поверхности можно обозначить в виде протяженной поверхности 306 OEL 300 или, что эквивалентно, связующего материала, и можно выбрать первое направление х в пределах протяженной поверхности 306, вдоль которой получается изображение, зависящее от угла наблюдения и наблюдаемое как движущееся по меньшей мере вдоль этого первого направления х и по всей длине 307 тогда, когда изменяется угол наблюдения относительно первого направления х. Длина может быть такой же или меньше, чем протяженность OEL вдоль первого направления. Угол зрения изменяется, например, когда протяженная поверхность 306 OEL 300 наклоняется по отношению к линии наблюдения между глазами зрителя и OEL 300 таким образом, чтобы изменялся угол (зрения) между первым направлением 306 и линией наблюдения. Этот эффект производится множеством частиц, диспергированных внутри OEL, как будет подробно объяснено ниже. Предпочтительно, чтобы длина 307 вдоль первого направления х составляла по меньшей мере 20 мм для того, чтобы обеспечить улучшенное, бросающееся в глаза, кажущееся движение изображения при изменении угла наблюдения.

Частицы имеют неслучайную ориентацию внутри OEL 300, которая образует узор ориентации, продолжающийся по всей длине 307 вдоль по меньшей мере первого направления х в пределах протяженной поверхности 306 OEL 300. Для описания ориентации частицы выбрана плоскость 301 поперечного сечения, которая задается первым направлением х в пределах протяженной поверхности и нормалью NM к протяженной поверхности слоя. В примере, показанном на фиг. 3а, эта нормаль NM проходит вдоль размера Dim2 OEL. Таким образом, плоскость 301 определяет перпендикулярное поперечное сечение 308 через OEL. На фиг. За каждая из иллюстративных частиц 302-205 расположена в пределах этого поперечного сечения 308, и короткие линии, представляющие частицы, изображают их соответствующий наибольший диаметр в пределах их поперечного сечения в плоскости 301, определяющей поперечное сечение 308.

Фиг. 3b иллюстрирует другой пример OEL 310 с частицами 312, диспергированными в нем, который имеет криволинейную, в частности цилиндрическую, протяженную поверхность 313, продолжающуюся вдоль первого размера Dim1 и третьего размера Dim3. Кроме того, в этом примере плоскость определена и задается первым направлением х в пределах протяженной поверхности 313 и нормалью NM к протяженной поверхности, например параллельной второму размеру Dim2. В примере, показанном на фиг. 3а и 3b, первое направление проходит вдоль первого размера Dim1, и соответствующая нормаль NM проходит вдоль второго размера Dim2. Таким образом, плоскость определяет поперечное сечение 311 через криволинейный OEL, в котором расположены иллюстративные частицы 312.

Теперь можно описать ориентацию частицы с помощью легко измеряемого угла θ наклона между первым направлением х и линией вдоль наибольшего размера формы поперечного сечения частицы в пределах плоскости 301. Для каждой частицы положение Р можно определить в качестве координаты вдоль первого направления точки на форме поперечного сечения частицы. В частности, координата может соответствовать перпендикулярной проекции точки на частицу в упомянутом первом направлении. Например, точку на форме поперечного сечения частицы можно принять в качестве центра тяжести формы поперечного сечения частицы, или в качестве центральной точки ее наибольшего размера в пределах формы поперечного сечения или в качестве точки в пределах формы поперечного сечения, имеющей наименьшее (или наибольшее) значение координаты вдоль упомянутого первого направления любой точки частицы на форме поперечного сечения. Последний случай иллюстрирован на фиг. 3а, где соответствующая крайняя левая точка форм поперечного сечения частиц 302 и 305 выбрана для определения положения Р в качестве соответствующей координаты вдоль первого направления.

Среднее значение угла θ наклона (который определяется как описано выше) частиц в пределах множества частиц, положение Р которых (как определено выше) попадает в интервал, имеющий центр в положении Р вдоль первого направления, определяет функцию θ(Р) от положении Р по меньшей мере на некотором отрезке вдоль первого направления, например, на фиг. 3а на длине 407. Этот средний угол также называется "локальным средним значением угла θ наклона" или "локальным средним значением угла" и, таким образом, выбирается в качестве среднего значения соответствующих углов наклона по всей локальной совокупности частиц, расположенных в перпендикулярном (первом) поперечном сечении через OEL. Таким образом, упомянутое локальное усреднение углов выполняется только по тем частицам, которые пересекают поперечное сечение (например, поперечное сечение 308 или 311 на фиг. 2.) в пределах ограниченного интервала [Р-δ; Р+δ] длины 2δ и считается как локальный средний угол для положения Р вдоль поперечного сечения. Упомянутая длина 28 обычно находится в диапазоне 50-1000 микрометров. Угол, который будет усредняться, представляет собой угол между прямой линией вдоль наблюдаемого наибольшего размера в пределах соответствующего поперечного сечения пересеченной несферической частицы и вдоль первого направления х в положении Р.

Согласно настоящему изобретению локальное среднее значение угла наклона частиц в пределах множества несферических частиц, диспергированных внутри связующего материала, удовлетворяет соответствующей функции θ(P), которая представляет собой функцию, равную сумме первой функции θ₁(P) и второй функции θ₂(P). Первая функция θ₁(P) является монотонно возрастающей или убывающей первой функцией упомянутого положения Р, и вторая функция θ₂(P) представляет собой знакопеременную вторую функцию упомянутого положения Р. В данном документе под знакопеременной функцией следует понимать любую функцию, которая колеблется между положительными и отрицательными значениями относительно нулевого среднего значения.

На фиг. 4 показан вид сверху на иллюстративный OEL и соответствующий узор ориентации в нем частиц согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения. Изображение OEL получается путем отражения перпендикулярно падающего светового пучка от несферических частиц. В этом примере частицы находятся в форме плоских пластинчатых частиц, имеющих толщину гораздо меньшую, чем их протяженность по двум другим размерам. Первое направление в пределах видимой протяженной поверхности OEL показано в виде линии между точками R1 и R2, и вариация средней ориентации частиц по отношению к первому направлению показана над линией (в целях иллюстрации схематично иллюстрированные частицы показаны повернутыми на 90 градусов вокруг оси, определенной с помощью линии между R1 и R2), и скопированы снова (для большей наглядности) под изображением. Таким образом, ориентация частиц показана в форме перпендикулярного разреза чешуек вдоль линии R1-R2, такого как полученный из электронного микрофотоснимка полированной канавки вертикальных разрезов вдоль упомянутой линии, аналогичных микрофотоснимкам, показанным на фиг. 6. Так как частицы являются пластинчатыми, их форма поперечного сечения приблизительно соответствует тонкой линии. На основании этой формы, частицы имеют свою максимальную отражательную способность (максимальную зону проекции) в направлении, перпендикулярном к их протяженной поверхности, и, соответственно, на ортогональном виде, в изображении OEL, светлые зоны соответствуют частицам, ориентация которых приблизительно совпадает с ориентацией поверхности, то есть которые имеют маленький угол θ по отношению к поверхности OEL, поэтому падающий световой пучок по существу отражается назад в том же самом (ортогональном) направлении. Темные зоны OEL-изображения, с другой стороны, соответствуют частицам, ориентация которых имеет значительный наклон по отношению к протяженной поверхности OEL, поэтому они отражают свет, падающий на них в сторону от ортогонального направления. Следует отметить, что изображение, показанное на фиг. 4, представляет только изображение в виде отражения для ортогонального падающего светового пучка и угла наблюдения 90 градусов относительно изображения. На фиг. 4 нельзя показать зависимость изображения OEL от угла наблюдения и, таким образом, желаемый эффект движущегося изображения, который можно только достичь с помощью реального OEL согласно настоящему изобретению, а не с помощью фотоснимка, выполненного под одним углом.

На фиг. 5 показаны три электронных микрофотоснимка поперечных сечений OEL (фиг. 4), выполненных перпендикулярно протяженной (верхней) поверхности. В этом примере OEL размещается на подложке и, таким образом, образует ОЕС. Микрофотоснимки были выполнены в местоположениях А, В и С, соответственно, которые показаны на фиг. 4 вдоль первого направления, то есть вдоль указанной линии (R1-R2), и каждая из них показывают подложку (с нижней стороны), покрытую OEL, содержащим ориентированные пластинчатые частицы 500. Средняя ориентация частиц, расположенная вдоль первого направления х в пределах соответствующих интервалов [Р-δ; Р+δ] в положениях Р, показана, как было описано для упомянутых местоположений А, В и С на фиг. 4, что можно проверить путем сравнения с соответствующими микрофотоснимками А, В и С на фиг. 5.

Фиг. 6 графически изображает локальное среднее значение угла θ(Р) наклона пигментных частиц ("ориентацию чешуек"), распределенных в пределах соответствующих интервалов [Р-δ; Р+δ] вдоль первого направления х, то есть ориентацию пигментных чешуек по отношению к плоскости поверхности OEL вдоль первого направления х, то есть вдоль линии (R1-R2) (фиг. 4 и фиг. 5) в зависимости от их соответствующих положений Р на упомянутой линии (смотри жирную волнообразную кривую). Серая зона вокруг кривой θ(Р) схематично иллюстрирует (не в масштабе) стандартное отклонение σ распределения угла θ(Р) наклона чешуйки частицы (чешуек) в пределах интервала [Р-δ; Р+δ]. Следует отметить, что чешуйки или частицы никогда не бывают идеально выровнены, и их ориентация, а также их угол наклона флуктуируют вокруг среднего значения в соответствии со стандартным отклонением.

Иллюстративная пунктирная линия на фиг. 6 соответствует среднему значению угла наклона 10°. Все частицы в этих положениях Р, где пунктирная линия пересекает волнообразную функцию θ(Р), отражают падающие электромагнитные излучения в одном направлении, то есть вдоль одной и той же линии зрения на OEL при соответствующем угле наблюдения. Соответственно, если OEL виден под углом наблюдения относительно своей поверхности (на фиг. 4 как направление падающего светового пучка, так и линия зрения находятся по существу вертикально к изображенной протяженной поверхности OEL), где эти чешуйки, имеющие угол наклона приблизительно 10° внутри OEL, сориентированы таким образом, чтобы электромагнитное излучение, падающее на их поверхность, отражалось вдоль линии зрения в направлении наблюдателя, при этом OEL в положениях Р этих частиц выглядит светлым (например, в местоположении В на фиг. 4). С другой стороны, те зоны OEL, в которых средние ориентации частиц существенно отличаются от 10°, так что частицы будут проявлять гораздо меньшую отражательную способность по отношению к направлению падающего излучения и линии наблюдения, будут выглядеть более темными (например, в местоположениях А и С на фиг. 4). Если угол зрения изменяется, например, когда OEL и его первое направление имеют наклон относительно линии зрения, то, как показано на фиг. 6, это эквивалентно перемещению пунктирной линии вверх и, соответственно, вниз в направлении более высокого и, соответственно, более низкого локального среднего значения угла θ наклона. Соответственно, пересечения между пунктирной линией и кривой θ(Р) будут также перемещаться в другое местоположение Р вдоль первого направления, и, как следствие, картина из светлых и темных зон на протяженной поверхности OEL будет также выглядеть передвигающейся вдоль первого направления х. В частности, когда пунктирная линия достигает точки, где она пересекается с локальным максимумом или локальным минимумом θ(Р), и OEL дополнительно наклоняют, то светлая зона, соответствующая локальному максимуму или минимуму, исчезает. Аналогичным образом, новая светлая зона получается, когда с помощью наклона OEL перемещающаяся пунктирная линия достигает локального максимума сверху, соответственно локального минимума снизу, и, таким образом, устанавливается новое пересечение в положении Р, где раньше не было никакого пересечения.

Еще одна (прямая) линия, показанная на фиг. 6, представляет собой иллюстративный вариант осуществления первой функции θ₁(P), которая монотонно уменьшается по всей длине (то есть в этом примере в диапазоне положений от 0 до 25 мм) от максимального значения θ_1,max приблизительно 35° до минимального значения θ_1,min приблизительно - 35° и, таким образом, охватывает ненулевой диапазон значений, в данном примере 70°. Предпочтительно разность между максимальным значением θ_1,max и минимальным значением θ_1,min составляет по меньшей мере 30°, то есть значения упомянутой монотонно возрастающей или убывающей первой функции θ₁(P) охватывают разность по меньшей мере 30 градусов по всей упомянутой длине. Кроме этого также возможны другие варианты выбора первой функции, которые могут быть или не быть линейными по всей длине вдоль первого направления.

Вторая функция θ₂(P) (не изображена на фиг. 6) равна, таким образом, разности функций θ₂(P)=θ(P)-θ₁(P). Она является знакопеременной функцией, то есть она колеблется между положительными и отрицательными значениями около нулевого среднего значения. Предпочтительно ее амплитуда составляет половину или менее от диапазона, охватываемого значениями первой функции θ₁(P). Таким образом, вторую функцию θ₂(P) можно интерпретировать как модуляцию первой функции θ₁(P). Соответственно, первую функцию можно рассматривать в качестве основной составляющей, а вторую функцию в качестве вспомогательной составляющей функции θ(P)= θ₁(P)+θ₂(P).

Основная составляющая θ₁(P) по существу определяет локальное среднее значение угла наклона частиц по всей длине вдоль первого направления, тогда как переменная вспомогательная составляющая вызывает модуляцию локального среднего значения угла наклона частицы, определенного с помощью основной составляющей. Обратимся снова к фиг. 4 и 5, на которых частицы в области А обращены их лицевую поверхностью вверх налево, частицы в области В обращены лицевой поверхностью вверх, и частицы в области С обращены лицевой поверхностью вверх вправо. Основная составляющая может быть монотонно возрастающей или убывающей по всей длине вдоль первого направления. В частности, основная составляющая может представлять собой линейную функцию вдоль θ₁(P)=аР+b, соответствующую линейному градиенту силовой линии магнитного поля в форме параболы для дипольного магнита (DM), как показано на фиг. 1. Основная составляющая может также следовать более сложной функции положения Р по всей длине вдоль первого направления х, например, по линии (R1-R2), рассмотренной в приведенных выше примерах.

Знакопеременная функция, которая служит в качестве вспомогательной составляющей, может быть либо периодической знакопеременной функцией θ₂(P+K)=θ₂(P) с периодом K, такой как синусоидальная функция или еще более общей непериодической функцией. В частности, в некоторых вариантах осуществления вторая функция имеет достаточно большую амплитуду, чтобы сумма θ(P) первой функции θ₁(P) и второй функция θ₂(P) была немонотонной функцией, чья первая производная меняет знак по меньшей мере дважды по всей длине вдоль первого направления. Предпочтительно, чтобы амплитуда вспомогательной составляющей, то есть модуляция локального среднего угла наклона частиц, вызывающая положительное или отрицательное отклонение упомянутого угла от среднего значения угла наклона частиц, находилась в диапазоне от 5° до 30°, более предпочтительно в диапазоне от 10° до 20°, соответствующем диапазону значений для первой составляющей, по меньшей мере в два раза превышающему эти значения. Таким образом, высота "неровности" (фиг. 5) между минимальным и следующим максимальным значениями θ (или наоборот) приблизительно соответствует удвоенной амплитуде модуляции, то есть предпочтительно от 10° до 60°, более предпочтительно от 20° до 40°, что меньше, чем диапазон значений от -35° до +35°, то есть в общей сложности 70°, охваченный основной составляющей. Таким образом, основная составляющая может преобладать, несмотря на изменение вспомогательной составляющей. Как правило, преобладание (по амплитуде) основной составляющей над вспомогательной составляющей является желательным для того, чтобы желательный оптический эффект обеспечивал изображение, которое выглядело бы подвижным и бросающимся в глаза вдоль длины при изменении угла наблюдения.

В некоторых вариантах осуществления ориентационный узор также продолжается вдоль второго направления у в пределах протяженной поверхности OEL, соответственно, связующего материала, при этом второе направление отличается от первого направления х. Тогда, во втором поперечном сечении упомянутый OEL по существу перпендикулярен упомянутой протяженной поверхности, и вдоль второго направления у локальное среднее значение угла между (1) прямой линией вдоль наблюдаемого наибольшего размера в пределах соответствующего поперечного сечения тех несферических частиц, которые пересекают упомянутое второе поперечное сечение, и (2) упомянутым вторым направлением у изменяется в соответствии с третьей функцией (θ₃) положения вдоль упомянутой второй оси у. Таким образом, третья функция определяется аналогичным образом, как и первая и вторая функции θ₁ и θ₂, но, тем не менее, вдоль другого направления у. В частности, в некоторых вариантах осуществления эта третья функция θ₃ может представлять собой знакопеременную функцию упомянутого положения вдоль упомянутого второго направления у.

В других вариантах осуществления упомянутое локальное среднее значение угла вдоль второго направления у может изменяться в соответствии с четвертой функцией θ₄ положения вдоль упомянутого второго направления у. Это четвертая функция θ₄ является суммой функции, равной упомянутой первой функции θ₁ упомянутого положения, но вдоль упомянутого второго направления у (а не как непосредственно первая функция вдоль первого направления х), и знакопеременной пятой функции θ₅ упомянутого положения вдоль упомянутого второго направления у. Таким образом, изображение, полученное с помощью ориентированных несферических частиц на протяженной поверхности слоя с оптическим эффектом (OEL), показывает структуру не только вдоль первого направления, но также по меньшей мере вдоль второго направления y.

В конкретном варианте осуществления функция θ(Р) по существу имеет осевую симметрию по отношению к поворотам вдоль первого направления в пределах упомянутой протяженной поверхности связующего материала и вокруг определенной точки на протяженной поверхности по углу поворота по меньшей мере для некоторых углов поворота. Другими словами, если первое направление поворачивается в пределах протяженной поверхности OEL на угол поворота, для которых имеет место такая осевая симметрия, то функция θ(Р) не изменяется при этом повороте. Соответственно, оптический эффект, определенный с помощью функции θ(Р), также остается неизменным при таком повороте.

Например, в некоторых вариантах осуществления, так как первая функция θ₁(P) и вторая функция θ₂(x) инвариантны по отношению к поворотам первого направления в пределах протяженной поверхности OEL, то суммарная функция θ(Р) также проявляет инвариантность. Соответственно, таким образом полученный OEL не имеет предпочтительного направления, но вместо этого проявляет тот же самый оптический эффект вдоль любого направления для заданного угла зрения и направления падающего излучения относительно протяженной поверхности OEL.

В других особенно предпочтительных вариантах осуществления только одна из основной и вспомогательной составляющей проявляет такую осевую симметрию по отношению к поворотам в первом направлении по меньшей мере для выбранных углов поворота.

В конкретном варианте осуществления OEL, маленькая часть элементов изображения, ортогональных к упомянутому первому направлению, используется для осуществления защитного элемента. Упомянутые элементы изображения имеют свойство "появляться" и "исчезать" в зависимости от угла зрения, так как описано выше, и их можно использовать для осуществления "скрытого изображения" на документе, то есть изображение, которое видно только под определенными углами зрения и которое, таким образом, трудно копировать.

В дополнительном конкретном варианте осуществления OEL часть или части элементов изображения, ортогональных упомянутому первому направлению, отсутствуют или скрыты в результате "включения/выключения" этих элементов изображения, которые присутствуют скорее при появлении динамического движения элементов изображения покрытия с оптическим эффектом (ОЕС) при изменении угла зрения. Это обычно достигается с помощью прерывистого ОЕС, состоящего из нескольких элементов OEL.

Фиг. 7 иллюстрирует иллюстративное изображение OEL согласно настоящему изобретению под восемью различными углами наклона вдоль упомянутого первого направления. Большой край означает сторону изображения, которая находится близко к наблюдателю; маленький край означает сторону изображения, которая находится на расстоянии от наблюдателя. Другими словами, положение наблюдателя на фиг. 7а находится на верхней стороне OEL, тогда как на фиг. 7h положение наблюдателя находится на нижней стороне. Соответствующие углы наклона, то есть углы наблюдения относительно поверхности OEL, представляют собой следующие: фиг. 7а: -60°; фиг. 7b: -45°; фиг. 7с: -30°; фиг. 7d: -15°; фиг. 7е: +15°; фиг. 7е: +30°; фиг. 7g: +45°; фиг. 7h: +60°. Четко выраженное, без возможности ксерокопирования, кажущееся движение вперед или движение назад элементов изображения, воспринимаемых как светлые и темные, сразу видно невооруженным глазом при наклоне OEL.

Наконец, в некоторых вариантах осуществления OEL может содержать в дополнение к упомянутому множеству несферических частиц по меньшей мере одно из следующего: магнитные частицы, не изменяющие свой цвет, бесцветные магнитные частицы, немагнитные частицы изменяющие свой цвет, немагнитные частицы, не изменяющие свой цвет и бесцветные немагнитные частицы. Таким образом, дополнительные свойства OEL, например, его цвет и/или изменение цвета в зависимости от угла зрения, можно придавать или изменять в дополнение к вышеописанному динамическому оптическому эффекту. В частности, такие дополнительные частицы могут представлять собой пигментные частицы.

II. Ориентирующее устройство

В настоящем изобретении также раскрыто устройство для ориентации магнитных или намагничиваемых частиц, диспергированных внутри связующего материала. Таким образом, такое устройство можно использовать для изготовления OEL, как описано выше, в тех случаях, когда частицы представляют собой магнитные или намагничиваемые частицы.

Устройство содержит набор из одного или более магнитов, содержащих намагниченную магнитную пластину, и выполнено с возможностью получения комбинированного магнитного поля. Комбинированное магнитное поле включает первую составляющую магнитного поля и вторую составляющую магнитного поля. Первая составляющая магнитного поля по существу аналогична полю магнитного диполя и имеет свое направление оси Север-Юг, ориентированное по существу параллельно упомянутой намагниченной магнитной пластине. Вторая составляющая магнитного поля содержит суперпозицию отдельных локальных диполе-подобных магнитных полей, и, таким образом, соответствует чередованию магнитных полюсов Север и Юг вдоль первого направления, по существу параллельного упомянутому направлению Север-Юг. Первая составляющая магнитного поля и вторая составляющая магнитного поля перекрываются по меньшей мере в области, прилегающей к протяженной поверхности упомянутой намагниченной магнитной пластины, то есть в области, расположенной в непосредственной близости от поверхности намагниченной магнитной пластины, с которой пластина образует границу. Эта область определяет область ориентации, в которой должен размещаться OEL для ориентации диспергированных в нем магнитных и намагничиваемых несферических частиц, имеющих неизотропную отражательную способность. В этой области ориентации силовые линии магнитного поля размещения магнита имеют желательную форму согласно желательной ориентации частиц, которая точно определена выше в данном документе.

Так как магнитные или намагничиваемые частицы в связующем материале в случае, когда он находится в жидком состоянии, и частицы могут вращаться в нем, выравниваются сами по себе вдоль силовых линий, как описано выше в данном документе, достигнутая соответствующая ориентация частиц (то есть их магнитная ось в случае магнитных частиц или их наибольший диаметр в случае намагничиваемых частиц) совпадает по меньшей мере в среднем с локальным направлением силовых линий магнитного поля в положениях частиц. Таким образом, устройство подходит для изготовления OEL согласно первому аспекту настоящего изобретения.

В первом наборе основных вариантов осуществления, описанных ниже в данном документе, магнитный набор из одного или более магнитов содержит один или более магнитов (которые в дальнейшем называются "первый магнит/магниты"), выполненных с возможностью получения первой составляющей магнитного поля, и намагниченная магнитная пластина MP выполнена с возможностью получения второй составляющей магнитного поля. Таким образом, в первом наборе основных вариантов осуществления две составляющие магнитного поля вырабатываются по отдельности, то есть с помощью отдельных магнитов.

В некоторых вариантах осуществления первые магниты содержат дипольный магнит DM, который выполнен таким образом, чтобы его магнитная ось, определенная как линия, соединяющая его северный и южный магнитные полюса, была выровнена по существу параллельно первому направлению или его касательной. На фиг. 1а и 1b показаны примеры такой конфигурации, где показанный дипольный магнит DM, представляет собой первый магнит. Следует отметить, что на фиг. 1а и 1b, которые относятся к уровню техники, отсутствует магнитная пластина, вырабатывающая вторую составляющую магнитного поля.

Кроме того, по меньшей мере один из первых магнитов можно установить с возможностью вращения в плоскости, по существу параллельной плоскости упомянутой намагниченной магнитной пластины MP. Таким образом, можно выработать эффективную составляющую магнитного поля, соответствующую первой функции, чтобы она проявляла, по меньшей мере в некоторой приблизительной степени, осевую симметрию. Кроме этого, магнитная пластина может иметь возможность вращения, например в комбинации с первыми магнитами вокруг одной и той же оси, таким образом, чтобы можно было выработать эффективное магнитное поле при повороте набора магнитов, которое имеет осевую симметрию по меньшей мере во всем диапазоне углов поворота, тем самым вызывая соответствующую осевую симметрию внутри OEL, несферические магнитные или намагничиваемые частицы ориентируются таким образом во время поворота набора магнитов.

В частности, если поворот представляет собой полный поворот на 360 градусов или более, круговое усредненное магнитное поле вырабатывается для изготовления OEL, которое не имеет предпочтительного направления, но проявляет оптический эффект изобретения вдоль любого направления при произвольной оси наклона в плоскости OEL.

Намагниченная магнитная пластина MP может иметь первую и противоположную вторую протяженные поверхности, где первая поверхность расположена ближе к области ориентации, чем вторая протяженная поверхность, а также может характеризоваться многополюсным намагничиванием по меньшей мере поперек ее первой поверхности. В частности, это многополюсное намагничивание магнитной пластины MP может представлять собой двухмерное переменное многополюсное намагничивание.

По сравнению с приведенным выше описанием OEL, можно заметить, что один или более первых магнитов отвечают за ориентацию магнитных или намагничиваемых частиц внутри OEL согласно основной составляющей θ₁ функции θ ориентации. Намагниченная магнитная пластина MP отвечает за ориентацию магнитных или намагничиваемых частиц внутри OEL в соответствии с вспомогательной составляющей θ₂ функции ориентации. Соответственно, первые магниты отвечают за выработку основного эффекта движущегося изображения, зависящего от угла наблюдения, тогда как намагниченная магнитная пластина MP отвечает за выработку модуляций основной составляющей, которые необходимы для достижения улучшенного оптического эффекта, обеспечиваемого настоящим изобретением.

Иллюстративный вариант осуществления устройства согласно первому набору основных вариантов осуществления будет объяснен теперь со ссылкой на фиг. 8. В этом примере магнитная пластина MP имеет многополюсное намагничивание чередующихся северных и южных полюсов по меньшей мере по всей ее верхней поверхности. Дипольный магнит DM размещается под нижней поверхностью упомянутой магнитной пластины MP, и имеет направление D1 оси север-юг, по существу параллельное плоскости упомянутой магнитной пластины MP. Опорное средство в виде опорной пластины SP можно получить на верхней части магнитной пластины, предпочтительно по существу параллельно ей. Кроме того, верхняя поверхность опорной пластины может располагаться на расстоянии D от магнитной пластины MP в зависимости от формы силовых линий магнитного поля, так что желательная форма силовых линий возникает в области ориентации над верхней поверхностью опорного средства. Это расстояние d находится обычно в диапазоне 0,1-5 миллиметров. В предпочтительном варианте осуществления толщина опорной пластины SP равна упомянутому расстоянию d, которое позволяет обеспечить механически жесткую сборку устройства без промежуточных пустот. Опорная пластина SP может быть выполнена из немагнитного или магнитного материала.

Когда слой незатвердевшего связующего материала, содержащий магнитные или диспергированные в нем намагничиваемые несферические частицы, размещается на опорной пластине над магнитным размещением, магнитные или намагничиваемые частицы внутри (жидкого) слоя ориентируются с возможностью выравнивания в соответствии с силовыми линиями комбинированного магнитного поля дипольного магнита DM и магнитной пластины MP в местоположениях частиц.

Упомянутое многополюсное намагничивание упомянутой магнитной пластины MP может представлять собой полосы с чередованием северного и южного магнитных полюсов, например, такие как линейные регулярные полосы в определенном направлении D1, линейные нерегулярные полосы (фиг. 9а), или криволинейные полосы (фиг. 9b) или полосы произвольной формы. Кроме того, чередующееся многополюсное намагничивание магнитной пластины MP может иметь круговой характер (фиг. 9с), эллиптический характер или, в общем, образовывать любую картину с замкнутым контуром.

Кроме того, многополюсное намагничивание может присутствовать только на одной (например, на верхней) поверхности магнитной пластины MP, или может проходить через всю толщину пластины, с равной интенсивностью проявляясь на обеих противоположных протяженных (например, верхней и нижней) поверхностях пластины.

Направление D1 оси север-юг дипольного магнита DM можно выбрать в соответствии с проектными требованиями, и стоит отметить, что оно определяет первое направление х, вдоль которого полученное OEL демонстрирует кажущееся движение воспринимаемых элементов изображения при изменении угла наблюдения, например при наклоне ее вокруг оси, ортогональной упомянутому первому направлению х.

Альтернативный иллюстративный вариант осуществления устройства будет объяснен со ссылкой на фиг. 10. Магнитная пластина MP в данном случае имеет двухмерное многополюсное намагничивание, которое может представлять собой любое поверхностное чередование северного и южного магнитных полюсов, такое как квадратный узор (фиг. 11а), прямоугольный узор, треугольный узор (фиг. 11b), узор, полученный из шестиугольной симметрии (фиг. 11с) или любая произвольная регулярная или нерегулярная разметка поверхности чередующимися магнитными С/Ю полюсами. В остальных аспектах данный вариант осуществления аналогичен варианту осуществления, показанному на фиг. 9.

Еще один альтернативный иллюстративный вариант осуществления устройства будет объяснен со ссылкой на фиг. 12. Магнитная пластина MP в данном случае выполнена в виде комбинации первой и второй наложенных друг на друга магнитных пластин МР1 и, соответственно, МР2, где первая магнитная пластина МР1 имеет 1-мерное многополюсное намагничивание с чередующейся магнитной полярностью вдоль первого направления D2, которое может совпадать с направлением D1 чистой магнитной оси между эффективным полюсами Север или Юг первых магнитов (например, дипольного магнита DM) в плоскости упомянутой первой магнитной пластины, а упомянутая вторая магнитная пластина МР2 имеет 1-мерное многополюсное намагничивание с чередующейся магнитной полярностью вдоль второго направления D3 в плоскости упомянутой второй магнитной пластины, и упомянутая первая и упомянутая вторая пластина размещаются по существу параллельно друг к другу.

Угол поворота альфа (α) между направлением D2 и чередующейся магнитной полярностью упомянутой первой пластины МР1 и направлением D3 чередующейся магнитной полярности упомянутой второй пластины МР2 не ограничен и может соответствовать конкретным конструктивным требованиям.

Упомянутые первая и вторая магнитные пластины МР1 и МР2 расположены по отношению друг к другу таким образом, чтобы первая пластина МР1 размещалась своей протяженной поверхностью вплотную или на некотором расстоянии, например разделенном прокладкой, от протяженной поверхности второй пластины МР2, таким образом чтобы их магнитные поля приводили к комбинированному действию в местоположении OEL.

В общем, в некоторых вариантах осуществления упомянутую магнитную пластину MP можно также выполнить в виде комбинации из двух или более магнитных пластин МР1, МР2, …, MPi, имеющих отдельные 1-мерные или 2-мерные многополюсные намагничивания с чередованием магнитной полярности по меньшей мере одной протяженной поверхности упомянутых магнитных пластин. Упомянутое 1-мерное многополюсное намагничивание упомянутой первой и упомянутых вторых пластин МР1, МР2, …, MPi может также представлять собой любое чередование в виде полос магнитных северных и южных полюсов, такое как регулярные линейные полосы, нерегулярные линейные полосы (фиг. 9а), или криволинейные полосы (фиг. 9b) или полосы произвольной формы или, кроме того, может также представлять собой круговые узоры (фиг. 9с), эллиптические узоры или, в общем, любые узоры с замкнутым контуром. Кроме того, требуемое многополюсное намагничивание может присутствовать только на одной (например, на верхней) поверхности упомянутых магнитных пластин MP, MP1, МР2, …, MPi, или может проходить через всю толщину пластин MP, MP1, МР2, …, MPi, проявляющих одинаковую интенсивность на обеих, верхней и нижней поверхностях пластин MPI, МР2, …, MPi.

Дипольный магнит DM можно ориентировать таким образом, чтобы его направление D1 оси север-юг, определяющее упомянутое первое направление х OEL, было по существу параллельно плоскости упомянутой магнитной пластины MP или упомянутым объединенным магнитным пластинам MPI, МР2, …, MPi. В свою очередь, отдельные магнитные пластины MPI, МР2, …, MPi могут быть по существу параллельны друг другу.

Во втором наборе основных вариантов осуществления устройства изобретения, описанным ниже со ссылкой на фиг. 13, 14 и 15, набор одного или более магнитов содержит намагниченную магнитную пластину MP, содержащую множество отдельных магнитных элементов ME, выполненных с возможностью совместного получения первой составляющей магнитного поля, а также с возможностью выработки суперпозиции отдельных локальных диполе-подобных магнитных полей в качестве второй составляющей магнитного поля. Таким образом, во втором наборе основных вариантов осуществления две составляющие магнитного поля вырабатываются вместе, то есть с использованием одних и тех же магнитов.

Намагниченная магнитная пластина MP содержит или состоит из множества отдельных магнитных элементов, которые расположены в пределах магнитной пластины MP вдоль по меньшей мере одного направления в пределах магнитной пластины, причем указанное направление по существу параллельно упомянутому первому направлению, и которые имеют магнитные оси, то есть направления оси север-юг, по существу в плоскости магнитной пластины и отделены от направлений соответствующих соседних магнитных элементов с помощью зазоров. Зазоры вырабатывают суперпозицию отдельных локальных диполе-подобных магнитных полей, соответствующих чередованию магнитных полюсов Север и Юг вдоль первого направления D1, в виде второй переменной составляющей поля. Вместе магнитные элементы также производят упомянутую первую составляющую монотонного магнитного поля вдоль упомянутого первого направления, что подразумевает, что их магнитные оси ориентированы не случайным образом в плоскости магнитной пластины, но сориентированы таким образом, чтобы они совместно производили общее магнитное поле пластины.

В предпочтительном варианте отдельные магниты также размещаются в пределах намагниченной магнитной пластины MP вдоль второго направления в пределах намагниченной магнитной пластины MP. Второе направление отличается от первого направления и, таким образом, вдоль второго направления каждый отдельный магнит также отделен от соответствующих соседних отдельных магнитов зазором, и отдельные магниты имеют свои магнитные оси, сориентированные так, чтобы производить общее магнитное поле пластины. В некоторых вариантах осуществления эта схема размещения имеет сходство с "шахматной доской", где только черные (или, альтернативно, белые) поля несут магнитные элементы, тогда как белые поля (или, соответственно, черные поля) представляют собой зазоры.

За исключением этих различий, варианты осуществления из второго набора основных вариантов осуществления аналогичны первому набору основных вариантов осуществления и, соответственно, релевантные части описания, которые относятся к первому набору основных вариантов осуществления, и которые не основаны строго на этих различиях, также применимы и ко второму набору основных вариантов осуществления.

В качестве примера теперь будет описан более подробно второй набор основных вариантов осуществления со ссылкой на фиг. 13, 14 и 15.

На фиг. 13 показано устройство, где непосредственно магнитная пластина MP выполнена таким образом, чтобы дополнительно выполнять функцию дипольного магнита DM. В таком варианте осуществления некоторое количество магнитных элементов ME, предпочтительно представляющих собой постоянные магнитные элементы, образуют плоскость упомянутой магнитной пластины MP и размещаются или фиксируются таким образом, чтобы 1) иметь, в результате, промежутки (магнитные зазоры) между чередующимися северными и южными магнитными полюсами, и 2) иметь в результате общее суммарное поле диполя магнитной пластины в направлении D1, по существу параллельном плоскости упомянутой магнитной пластины MP. Упомянутые промежутки (магнитные зазоры) могут представлять собой свободное пространство. Магнитные элементы ME можно прикреплять к немагнитной базовой пластине. В альтернативном варианте упомянутые промежутки (магнитные зазоры) можно заполнять немагнитным материалом. В обоих случаях преимущество состоит в том, что в результате получается более жесткая механическая конструкция. Предпочтительно, отношение размера зазора к размеру магнитного элемента ME составляет по меньшей мере 0,1.

Фиг. 14 схематично изображает продольный разрез такой магнитной пластины с указанными северными полюсами С (N) и южными полюсами Ю (S) согласно иллюстративному варианту осуществления.

На фиг. 15 показано соответствующее расчетное магнитное поле. В местоположении схематично изображенной двухмерной зоны, в данном случае вспомогательной опорной пластины SP, угол силовых линий магнитного поля по отношению к плоскости опорной пластины SP и вдоль изображенного разреза опорной пластины SP представляет собой сумму первой функции θ₁, как описано выше, которая может быть монотонно убывающей, в виде основной составляющей (то есть эффект макроскопического поле диполя вдоль направления D1), и знакопеременной функции θ₂ в качестве вспомогательной составляющей (то есть эффект магнитных зазоров), отражающей тем самым условия, описанные выше со ссылкой на фиг. 6.

Следующие объяснения также, в общем, применимы не только к первому или второму основным вариантам осуществления и, таким образом, не являются специфическими для этих вариантов.

Магнитная пластина MP, соответственно, объединенные магнитные пластины МР1, МР2, … MPi предпочтительно являются более протяженными, чем изготавливаемый OEL во избежание граничных эффектов из-за отклонений в магнитных полях на границах пластины.

Любой магнит из набора магнитов, включая упомянутую магнитную пластину MP, соответственно, в случае первого набора основных вариантов осуществления упомянутые объединенные магнитные пластины MP1, МР2, …, MPi, а также любой из первых магнитов, например упомянутый дипольный магнит DM, могут дополнительно содержать постоянный магнит, электромагнит, или их комбинацию. Постоянные магниты имеют преимущество, связанное с их фиксированными магнитными полями, что позволяет собирать и регулировать ориентирующее устройство однократно и навсегда для простоты использования. Электромагнит имеет преимущества, заключающиеся в том, что он позволяют обеспечить переменные магнитные поля и позволяет изменять полюса на противоположные, что полезно при более гибкой работе, где необходимо получать более чем одно покрытие с различными оптическими эффектами с использованием одного или того же устройства. Таким образом, чтобы обеспечить гибкую работу, один или несколько из магнитов устройства можно выполнить в виде электромагнитов. Электромагниты выполняются в виде железных хомутов, имеющих требуемую форму и магнитные полюса и несущих соответствующие проводные обмотки, обычно из изолированного медного или алюминиевого провода ("магнитного провода"), по которому можно пропускать электрический ток для получения соответствующего магнитного поля.

Например, в вариантах осуществления, показанных на фиг. 16, 17 и 18, любую магнитную пластину MP, или любой дипольный магнит DM, или еще один дополнительный вертикальный магнит VM, или любую их комбинацию можно выполнить в виде электромагнитов, которые позволяют получать переменные магнитные поля (см фиг. 16). Фиг. 17 и фиг. 18 схематично показывают иллюстративные варианты осуществления железных хомутов с магнитными полюсами и проводных обмоток для 1-мерной многополюсной магнитной пластины и 2-мерной многополюсной магнитной пластины, соответственно. Кроме того, можно получить устройство для еще большего количества дифференцированных переменных магнитных полей, где каждый полюс железного хомута снабжен своей собственной отдельной обмоткой. В случае постоянных магнитов, любой вид постоянного магнитного материала можно использовать в качестве магнитов, например в родственных вариантах осуществления, описанных выше, магнитных пластин MP, МР1, МР2, …, MPi и дипольного магнита DM. Постоянные магниты могут представлять собой, например, магнитные сплавы "алнико" (Alnico), барий- или стронций-гексаферрит, кобальтовые сплавы или редкоземельные-железные сплавы, такие как сплав неодима-железа-бора. Однако особенно предпочтительными являются легко получаемые магнитные композитные материалы, которые содержат постоянный магнитный наполнитель, такой как гексаферрит стронция (SrFe₁₂O₁₉) или порошок из неодима-железа-бора (ND₂F₁₄B) в матрице пластикового или резинового типа. Такие материалы описаны в технике как "пластоферриты".

Кроме того, магнитная пластина MP, соответственно комбинированные магнитные пластины MP1, МР2, …, MPi, могут нести рельефную поверхность, гравировки или вырезы на своих соответствующих поверхностях, вызывая, таким образом, дополнительную модуляцию первой магнитной составляющей, например дипольного магнита DM, в некоторых вариантах осуществления, что влияет на эффект изображения, производимого изготавливаемым OEL, и дополнительно или одновременно позволяет переносить графические знаки в OEL, как показано в Примере 2, описанном ниже со ссылкой на фиг. 19.

Как правило, для всех вариантов осуществления настоящего изобретения расстояние d между местоположением OEL, например местоположением двухмерной зоны, и набором магнитов предпочтительно выбирают так, чтобы получить надлежащий баланс первой составляющей магнитного поля, соответствующей первой функции θ₁, и переменной модуляции из-за второй составляющей магнитного поля, соответствующей второй функции θ₂(х). С одной стороны, для маленького расстояния D, переменная вторая составляющая магнитного поля может доминировать, и макроскопическая первая составляющая магнитного поля может быть весьма незначительной в сравнении. С другой стороны, для большого расстояния d переменная вторая составляющая магнитного поля может становиться незначительной, и макроскопическая первая составляющая магнитного поля может доминировать (что дает эффект, аналогичный чистому эффекту "перекатывающейся полосы"). Таким образом, в предпочтительных вариантах осуществления настоящего изобретения выбирают такое расстояние d, чтобы и первая, и вторая составляющие магнитного поля присутствовали с соответствующими напряженностями в положении OEL, когда частицы ориентируются таким образом, чтобы достичь оптимального желаемого оптического эффекта OEL.

По тем же причинам, предпочтительно, чтобы отношение (1) длины намагниченной магнитной пластины MP, измеренной вдоль направления, параллельного упомянутому первому направлению, и (2) упомянутого расстояния d превышало значение 5,0.

Устройство может дополнительно содержать опорное средство, имеющее поверхность для поддержки связующего материала во время ориентации магнитных или намагничиваемых частиц в нем таким образом, чтобы область ориентации определялась как пространство, примыкающее к поверхности опорного средства. В частности, опора может представлять собой пластину или вращающийся блок печатающего устройства. В альтернативном варианте опорное средство может представлять собой отдельный компонент устройства, такой как отдельная пластина для переноса OEL в пределах области ориентации или в ее окрестности. В другом варианте опорное средство может содержать компонент для выработки воздушной подушки, которая поддерживает OEL в пределах области ориентации. В одном варианте изобретения опорная пластина SP содержит магнитный материал, в частности материал постоянного магнита, предпочтительно из легко обрабатываемого магнитного композита, материала типа "пластоферрит", содержащего наполнитель на основе постоянного магнита, такой как гексаферрит стронция (SrFe₁₂O₁₉) или порошок неодима-железа-бора (ND₂Fe₁₄B), в матрице типа пластика или резины. В частности, в предпочтительном варианте осуществления данного варианта опорная пластина SP из магнитного материала может быть постоянно намагниченной и может нести на себе знаки в форме рельефной поверхности, гравировок или вырезов. Как и в случае с намагниченной магнитной пластиной, несущей на себе знаки (как описано выше), этот вариант осуществления дополнительно и одновременно позволяет переносить графические знаки на OEL, как показано в примере 2, описанном ниже со ссылкой на фиг. 19.

В некоторых предпочтительных вариантах осуществления устройства набор магнитов можно, в целом, выполнять в виде компонента печатающего устройства. В частности, набор магнитов можно выполнять в виде вставки, выполненной с возможностью вставки в углубление в пределах пластины, или в виде вращающегося блока печатающего устройства. Область ориентации можно затем определить по меньшей мере частично как пространство, примыкающее к внешней поверхности пластины или вращающемуся блоку, или ее можно определить как область, удаленную на заданное расстояние от упомянутой поверхности. В некоторых конкретных вариантах осуществления набор магнитов, особенно выполненный с возможностью вставки в углубление пластины или в цилиндрический вращающийся блок печатающего устройства таким образом, что при вставке его оставшаяся внешняя поверхность выравнивается с поверхностью пластины, соответственно, с поверхностью вращающегося блока. В таком случае, магнитная пластина MP или комбинированные магнитные пластины МР1, МР2, …, MPi, а также вспомогательная опорная пластина SP проектируются соответствующим образом и адаптируются к цилиндрической поверхности вращающегося блока для того, чтобы обеспечить хороший контакт с подложкой.

Наконец, со ссылкой на фиг. 20-22 и в целях еще одной иллюстрации первого набора основных вариантов осуществления, принцип работы комбинации многополюсной магнитной пластины MP с дипольным магнитом DM подтвержден расчетом магнитного поля устройства согласно таким вариантам осуществления настоящего изобретения с использованием программы Vizimag 2.5 (J. Beeteson, 2003). Набор магнитов, используемый в расчете, показан на фиг. 20. В этом примере магнитная пластина MP состоит из шести параллельно расположенных магнитов с относительной напряженностью 20 и с чередующимися северными и южными полюсами в вертикальном направлении. Дипольный магнит DM, горизонтально расположенный под магнитной пластиной MP, имеет относительную напряженность 100. Расчетная картина магнитного поля, основанная на данном магнитном размещении, изображена на фиг. 21. Эволюция вектора магнитного поля поперек опорной пластины SP приблизительно задана силовой линией FL, которая показана жирной линией. Фиг. 22а изображает зеркальное отражение вертикально падающего светового пучка от пластинчатых частиц, которые выровнены вдоль упомянутой силовой линии FL, которая показана жирной линией. Фиг. 22b дает картину ориентации пигментных чешуек в OEL, соответствующую упомянутой силовой линии FL, которая показана жирной линией.

Обратимся теперь к фиг. 22а, на которой можно увидеть, что:

1) в пределах каждой из зон "1", "2", "3" положения зеркального отражения, то есть светлые части изображения, кажутся движущимися при изменении угла наблюдения: если глядеть на изображение сверху, то положения, отмеченные "а", находятся в состоянии зеркального отражения; при изменении угла наблюдения вверх влево положения, отмеченные "b", находятся в состоянии зеркального отражения, то есть светлые части изображения кажутся движущимися влево. Аналогичным образом, при изменении угла зрения вверх вправо положения, отмеченные "с", находятся в состоянии зеркального отражения, то есть светлые части изображения кажутся движущимися вправо.

2) кажущееся движение светлых зон при изменении углов зрения меняет направление на противоположное, если глядеть с другой стороны, то есть для покрытий, полученных с использованием устройства для магнитной ориентации с верхней части вместо нижней части, и для покрытий на прозрачной подложке, которая позволяет глядеть на них с лицевой и обратной стороны.

3) Некоторые зоны "исчезают" полностью из поля зрения при предельном угле наблюдения: зона "1" появляется светлой при углах наблюдения, находящихся в диапазоне от скользящего взгляда на левую сторону до взгляда под прямым углом (позиция "с" зоны 1), но становится темной ("исчезает") при меньших углах наблюдения с правой стороны, так как пигментные чешуйки отсутствуют в состоянии зеркального отражения уже при упомянутых более низких углах наблюдения для зоны "1". Зона "2" является светлой при углах наблюдения в диапазоне от приблизительно 30° при виде с левой стороны до приблизительно 30° при виде с правой стороны и "исчезает" при скользящем взгляде на любую из сторон. Зона "3" является светлой при углах наблюдения, находящихся в диапазоне от скользящего взгляда с правой стороны до взгляда под прямым углом, и "исчезает" при меньших углах наблюдения с левой стороны.

Способ изготовления OEL

В настоящем изобретении дополнительно раскрыт способ изготовления OEL и OEL, получаемый таким способом. Способ изготовления слоя с оптическим эффектом включает этап, на котором жидкий связующий материал, по меньшей мере отчасти прозрачный для электромагнитного излучения на одной или более длинах волн в диапазоне 200 нм - 2500 нм и содержащий множество магнитных или намагничиваемых несферических частиц, имеющих неизотропную отражательную способность и диспергированных внутри упомянутого связующего материала, то есть OEL, как описано выше в разделе I, подвергают воздействию магнитного поля устройства, как описано выше в разделе II. OEL подвергается воздействию в упомянутой области, прилегающей к протяженной поверхности намагниченной магнитной пластины MP устройства, что приводит к ориентации магнитных или намагничиваемых несферических частиц в связующем материале. Способ дополнительно включает этап одновременного или последовательного отверждения связующего материала таким образом, чтобы зафиксировать магнитные или намагничиваемые несферические частицы в своих занимаемых положениях и ориентациях.

Во время воздействия комбинированного магнитного поля ориентирующего устройства OEL предпочтительно удерживается на расстоянии D от магнитной пластины MP ориентирующего устройства. Расстояние d может находиться, в частности, в диапазоне от 0,1 до 5 миллиметров.

Связующий материал предпочтительно затвердевает во время вулканизации под действием излучения, что имеет то преимущество, что после воздействия излучения для отверждения моментально увеличивается вязкость состава покрытия, что предотвращает любое дальнейшее движение частиц и в результате какую-либо потерю информации после этапа магнитной ориентации.

Предпочтительным является отверждение с помощью излучения методом фотополимеризации под действием актиничного света, имеющего составляющую с длиной волны в УФ или синей части электромагнитного спектра (обычно 300 нм - 550 нм; наиболее предпочтительно 380 нм - 420 нм; "отверждение УФ-видимым излучением"). Связующий материал для отверждения УФ-видимым излучением должен иметь соответствующий состав, содержащий по меньшей мере один фотоинициатор. Оборудование для отверждения УФ-видимым излучением может включать лампу на основе мощных светоизлучающих диодов (СИД), такие как получаемые по технологии PHOSEON, или лампу дугового разряда, такую как лампа с разрядом в ртутных парах среднего давления (МРМА) или лампу с разрядом в парах металлов, в качестве источника актиничного излучения.

В случае OEL, содержащего подложку и по меньшей мере один OEL, магнитное поле ориентирующего устройства можно дополнительно прикладывать со стороны подложки, которая несет по меньшей мере один OEL, либо со стороны подложки, противоположной OEL. Предпочтительно подложка S размещается на опорной пластине SP устройства во время ориентации частиц внутри OEL.

В конкретном варианте осуществления способа набор магнитов или по меньшей мере его часть, вырабатывающая первую составляющую магнитного поля, поворачивается в плоскости, по существу параллельной OEL, и/или плоскости намагниченной магнитной пластины MP устройства во время этапа ориентации, чтобы получить по меньшей мере приблизительно круговое усредненное магнитное поле. Таким образом полученный OEL не имеет по существу предпочтительного направления, но проявляет эффект изобретения вдоль любого направления при произвольной оси наклона в плоскости OEL.

В конкретном варианте осуществления способа в случае ОЕС, подложка представляет собой прозрачную подложку, которая позволяет увидеть OEL с обоих, лицевой и обратной сторон. OEL по настоящему изобретению имеет примечательную особенность, заключающуюся в том, что направление кажущегося движения при изменении угла наблюдения меняется на противоположное, если смотреть с лицевой поверхности или с обратной стороны, соответственно. В то время как элементы темного изображения кажутся движущимися вперед при увеличении угла наблюдения на лицевой стороне OEL, эти темные элементы изображения кажутся движущимися назад при увеличении угла зрения на обратной стороне того же самого OEL.

Согласно еще одному варианту осуществления процесса по меньшей мере первый и второй OEL объединены на одной и той же поверхности подложки S, причем первый OEL ориентируется и затвердевает за счет прикладывания магнитного поля вышеописанного ориентирующего устройства по настоящему изобретению со стороны подложки, которая несет OEL (лицевая сторона), а второй OEL ориентируется и затвердевает за счет прикладывания магнитного поля упомянутого того же самого определенного устройства со стороны подложки, противоположной OEL (обратная сторона), где упомянутое первое направление dir1 в пределах протяженной поверхности первого OEL и второго OEL является таким же, как и в упомянутом первом и упомянутом втором приложениях.

В другом варианте вышеупомянутого варианта осуществления упомянутый первый и упомянутый второй OEL размещаются по меньшей мере частично друг поверх друга. Если смотреть таким образом, что направление OEL, соответствующее упомянутому первому направлению, например, направление D1 дипольного магнита DM, вырабатывающего первую составляющую магнитного поля комбинированного магнитного поля ориентирующего устройства, находится вдоль линии между двумя глазами наблюдателя, комбинированные OEL демонстрируют 3-мерный эффект глубины, который используется в качестве защитного элемента или в качестве декоративной особенности.

Еще одни варианты вышеупомянутого варианта осуществления получаются в случае, когда упомянутые первые направления D1 отличаются от упомянутого первого и упомянутого второго приложений устройства, или если первое устройство используется в упомянутом первом приложении, а второе другое устройство используется в упомянутом втором приложении.

На поверхности упомянутого OEL, или на подложке ОЕС или на его частях можно также получать одно или более дополнительных покрытий. В случае ОЕС дополнительные покрытия или слои можно наносить до или после нанесения OEL настоящего изобретения на подложку. В частности, первичный слой можно наносить на подложку перед OEL по настоящему изобретению, чтобы повысить качество изображения на основе ориентации магнитного переносимого пигмента или для улучшения адгезии, и/или защитное покрытие можно нанести поверх OEL настоящего изобретения, что может, например, повысить его стойкость к изнашиванию и загрязнению или улучшить его оптический внешний вид, например для придания ему глянцевого или матового вида в зависимости от конкретных потребностей.

В еще одном дополнительном варианте осуществления OEL изготавливается в виде переводной фольги, которую можно наносить на документ или на изделие на отдельном этапе переноса. С этой целью подложка выполнена с разделительным покрытием, на котором изготавливается OEL с покрытием с оптическим эффектом, как было описано выше. Адгезивный слой можно наносить поверх изготовленного таким образом OEL.

OEL по изобретению можно использовать, например, в декоративных целях, а также для защиты и аутентификации защищенного документа, такого как банкнота, ценный документ, документ, удостоверяющий личность, и документ доступа, карты для выполнения финансовых операций, проездной билет или этикетка на изделии. Соответственно, декоративный предмет или защищенный документ может нести в себе OEL по настоящему изобретению.

IV. Конкретные иллюстративные варианты осуществления

Настоящее изобретение будет проиллюстрировано дополнительно с помощью двух конкретных иллюстративных вариантов осуществления:

Пример 1

Иллюстративное устройство по изобретению состоит из:

- полимерного держателя с выпуклой верхней поверхностью (50×50 мм), цилиндрически изогнутой вокруг оси D2 (диаметр кривизны поверхности: 275 мм), причем нижняя поверхность держателя является плоской и измеренная максимальная толщина держателя в его центре составляет 2,7 мм;

- сгруппированного дипольного магнита DM (30×30×6 мм), намагниченного на толщину 30 мм и расположенного в контакте с плоской нижней поверхностью держателя, при этом ось намагничивания дипольного магнита DM расположена вдоль направления D1 параллельно нижней поверхности упомянутого держателя и перпендикулярна к цилиндрической оси D2 изогнутой верхней поверхности держателя;

- гибкой композиционной магнитной пластины МР2 (NdFeB в полимерном связующем веществе; 40×40 мм, толщина 1,5 мм), расположенной сверху и параллельно упомянутой верхней выпуклой поверхности упомянутого полимерного держателя, причем упомянутая магнитная пластина МР2 намагничивается по всей своей толщине с последовательно чередующимися полосами С (N) и Ю (S) магнитных полюсов вдоль осевого направления D2. Чередование полос N и S полюсов, обращающих внимание на поверхность МР2, формирует повторяющуюся структуру с периодичностью 6 мм вдоль направления D2.

- гибкой магнитной пластины МР1 из композита феррита, связанного резиной (SrFe₁₂O₁₉ в нитрильной резине 40×40 мм, толщина 1,5 мм), размещенной в контакте с и непосредственно наверху упомянутой магнитной пластины МР2. Упомянутая пластина МР1 намагничивается по всей своей толщине 1,5 мм с помощью повторяющейся последовательности чередующихся полос С (N) и Ю (S) полюсов вдоль направления, по существу параллельного оси D1, параллельной D3. D1 образует угол альфа 90 градусов с D2 и угол 0 градусов с D3. Чередование полос с полюсами N и S, указывающих поверхность МР1, формирует повторяющуюся структуру с периодичностью 6 мм по периметру криволинейной поверхности МР1.

- магнитной пластины (SP) из композита, связанного резиной (SrFe₁₂O₁₉ в нитрильной резине, 40×40 мм, толщина 1 мм), расположенной непосредственно в контакте с магнитной пластиной МР1 и равномерно намагниченной по всей своей поверхности на толщину 1 мм, причем один N-полюс показывает в радиальном направлении по направлению к магнитной пластине МР1.

Твердая прямоугольная зона (17×27 мм) была напечатана на лицевой поверхности бумажной основы с использованием шелкографии состава покрытия с отверждением УФ-излучением согласно документу WO 2007/131833 А1. Отпечатанная бумажная основа приводилась в контакт с устройством, когда печатная краска была еще "мокрой", при этом обратная сторона основы была обращена к поверхности опорной пластины SP. Между отпечатанной бумагой и устройством поддерживался контакт в течение приблизительно 1 секунды, чтобы обеспечить ориентацию магнитных частиц, которые содержатся в печатном составе покрытия. Основа, несущая ориентированный состав покрытия, впоследствии удалялась из устройства, и состав покрытия вулканизировался под действием УФ-излучения для получения твердого покрытия, содержащего ориентированные оптически переменные частицы. Фиг. 7 изображает полученный в результате визуальный эффект, когда печать наклонена назад а)-d) и вперед е)-h).

Пример 2

Устройство, описанное в примере 1, было модифицировано путем обращения сгруппированного дипольного магнита DM вокруг своей основной оси, перпендикулярной к поверхности, чтобы сформировать угол +45° между D3 и D2, и угол -45° с D1, и поверхность магнитной опорной пластины SP была выгравирована с изображением морского конька (глубина гравировки: 0,5 мм).

Твердая прямоугольная зона (17×27 мм), окруженная двумя декоративными границами, была напечатана на лицевой поверхности бумажной основы с использованием шелкографии с составом покрытия с отверждением УФ-излучением согласно документу WO 2007/131833 А1. Отпечатанная бумажная основа приводилась в контакт с модифицированным устройством из примера 2, когда печатная краска оставалась еще "мокрой", при этом обратная сторона подложки была обращена к поверхности опорной пластины (SP). Между отпечатанной бумагой и устройством поддерживался контакт в течение приблизительно 1 секунды, чтобы обеспечить ориентацию магнитных частиц, которые содержатся в отпечатанном составе покрытия. Основа, несущая ориентированный состав покрытия, впоследствии удалялась из устройства, и состав покрытия вулканизировался УФ-излучением для получения твердого покрытия, содержащего ориентированные оптически переменные частицы.

Полученное в результате твердое покрытие, содержащее ориентированные частицы, проявляет сильную динамическую и цветопеременную картину в зависимости от угла зрения в комбинации с отчетливым изображением гравированного морского конька, как показано на фиг. 19. Этот пример иллюстрирует комбинацию цветопеременной динамической геометрической картины, полученной с помощью комбинации магнитов (DM, МР1, МР2) с по существу статическими знаками, полученными с помощью отгравированной магнитной опорной пластины SP.

Настоящее изобретение относится к области графических элементов и направлено на слой с оптическим эффектом (OEL), устройству и способу изготовления указанного слоя. Слой с оптическим эффектом содержит связующий материал и множество несферических частиц, имеющих неизотропную отражательную способность в первом поперечном сечении слоя. В первом поперечном сечении слоя оптический эффект сориентирован перпендикулярно протяженной поверхности и вдоль первого направления (х). Локальное среднее значение угла между прямой линией вдоль наблюдаемого наибольшего размера в соответствующем поперечном сечении тех несферических частиц, которые пересекают первое поперечное сечение, и первым направлением (х) изменяется в соответствии с функцией (θ) положения (Р) вдоль первого направления (х). Указанная функция представляет собой сумму монотонно возрастающей или убывающей первой функции (θ₁) положения (Р) и знакопеременной второй функции (θ₂) положения (Р). Устройство для изготовления слоя с оптическим эффектом путем ориентации магнитных или намагничиваемых частиц, диспергированных внутри связующего материала, содержит набор из одного или более магнитов. Набор включает намагниченную магнитную пластину и выполнен с возможностью формирования комбинированного магнитного поля. Магнитное поле содержит первую составляющую, аналогичную полю магнитного диполя и имеющую направление оси Север-Юг, ориентированное параллельно намагниченной магнитной пластине. Магнитное поле также содержит вторую составляющую магнитного поля, содержащую суперпозицию отдельных локальных диполе-подобных магнитных полей. Вторая составляющая соответствует чередованию северных и южных магнитных полюсов вдоль первого направления, параллельного направлению оси Север-Юг. Первая и вторая составляющие магнитного поля перекрываются по меньшей мере в области, прилегающей к протяженной поверхности намагниченной магнитной пластины. В способе изготовления слоя с оптическим эффектом связующий материал дополнительно отверждают для того, чтобы зафиксировать магнитные или намагничиваемые несферические частицы в принятых или положениях и ориентациях. Связующий материал в отвердевшем состоянии отчасти прозрачен для электромагнитного излучения с одной или несколькими длинами волн в диапазоне 200 нм-2500 нм. Кроме того, раскрыты защищенный документ, содержащий слой с оптическим эффектом, и применение слоя с оптическим эффектом в качестве защитного признака или защитного элемента в областях, связанных с защитой документов. Техническим результатом изобретения является повышение качества изображения, улучшение адгезии, повышение стойкости покрытия к изнашиванию и загрязнению и улучшение оптического внешнего вида. 5 н. и 23 з.п. ф-лы, 32 ил., 2 пр.

1. Слой с оптическим эффектом (202; 300; 310; OEL), содержащий

связующий материал, по меньшей мере частично прозрачный для электромагнитного излучения с одной или несколькими длинами волн в диапазоне 200 нм-2500 нм; и

множество несферических частиц (200; 302-305; 312), имеющих неизотропную отражательную способность и диспергированных внутри упомянутого связующего материала и сориентированных согласно узору, продолжающемуся по всей длине (307) вдоль первого направления (х) в пределах протяженной поверхности (306; 313) слоя с оптическим эффектом,

отличающийся тем, что

в первом поперечном сечении (308; 311) упомянутого слоя с оптическим эффектом, ориентированном по существу перпендикулярно к упомянутой протяженной поверхности (306; 313) и вдоль упомянутого первого направления (х), локальное среднее значение угла между

(1) прямой линией вдоль наблюдаемого наибольшего размера в соответствующем поперечном сечении тех несферических частиц (200; 302-305; 312), которые пересекают упомянутое первое поперечное сечение (308; 311), и

(2) упомянутым первым направлением (х)

изменяется в соответствии с функцией (θ) положения (Р) вдоль упомянутого первого направления (х), причем указанная функция

представляет собой сумму монотонно возрастающей или убывающей первой функции (θ₁) упомянутого положения (Р) и знакопеременной второй функции (θ₂) упомянутого положения (Р).

2. Слой с оптическим эффектом по п. 1, в котором связующий материал по меньшей мере частично прозрачен для электромагнитного излучения с одной или несколькими длинами волн в диапазоне видимого спектра между 400 нм и 700 нм.

3. Слой с оптическим эффектом по п. 1 или 2, в котором слой (202) с оптическим эффектом размещается на подложке (205) для получения покрытия с оптическим эффектом (ОЕС), содержащего подложку (205) и слой (202; 300; 310; OEL) с оптическим эффектом.

4. Слой с оптическим эффектом по п. 1 или 2, в котором упомянутые несферические частицы (200; 302-305; 312) содержат магнитный или намагничиваемый материал.

5. Слой с оптическим эффектом по п. 1 или 2, в котором упомянутые несферические частицы (200; 302-305; 312) выбраны из группы, состоящей из частиц пластинчатой формы, частиц игольчатой формы и их смесей.

6. Слой с оптическим эффектом по п. 1 или 2, в котором упомянутые несферические частицы (200; 302-305; 312) являются оптически переменными магнитными частицами.

7. Слой с оптическим эффектом по п. 6, в котором упомянутые несферические оптически переменные магнитные частицы содержат тонкопленочный интерференционный стэк Фабри-Перо.

8. Слой с оптическим эффектом по п. 1 или 2, в котором значения упомянутой монотонно возрастающей или убывающей первой функции (θ₁) охватывают диапазон в по меньшей мере 30 градусов вдоль всей упомянутой длины (307).

9. Слой с оптическим эффектом по п. 1 или 2, в котором во втором поперечном сечении упомянутого слоя (202; 300; 310; OEL) с оптическим эффектом, которое ориентировано по существу перпендикулярно упомянутой протяженной поверхности (306; 313) и вдоль второго направления (у) в пределах протяженной поверхности (306; 313), отличающегося от первого направления (х), локальное среднее значение утла между

(1) прямой линией вдоль наблюдаемого наибольшего размера в соответствующем поперечном сечении тех несферических частиц (200; 302-305; 312), которые пересекают упомянутое второе поперечное сечение, и

(2) упомянутым вторым направлением (у)

изменяется согласно третьей функции (θ₃) положения вдоль упомянутого второго направления (у), причем функция (θ₃) представляет собой знакопеременную функцию упомянутого положения вдоль упомянутого второго направления (у).

10. Слой с оптическим эффектом по п. 1 или 2, в котором во втором поперечном сечении упомянутого слоя (202; 300; 310; OEL) с оптическим эффектом, которое ориентировано по существу перпендикулярно упомянутой протяженной поверхности (306; 313) и вдоль второго направления (у) в пределах протяженной поверхности (306; 313), отличающегося от первого направления (х), локальное среднее значение угла между

(1) прямой линией вдоль наблюдаемого наибольшего размера в соответствующем поперечном сечении тех несферических частиц (200; 302-305; 312), которые пересекают упомянутое второе поперечное сечение, и

(2) упомянутым вторым направлением (у)

изменяется согласно четвертой функции (θ₄) положения вдоль упомянутого второго направления (у), причем четвертая функция (θ₄) представляет собой сумму функций, равных упомянутой первой функции (θ₁) упомянутого положения вдоль упомянутого второго направления (у) и

знакопеременной пятой функции (θ₅) упомянутого положения вдоль упомянутого второго направления (у).

11. Слой с оптическим эффектом по п. 1 или 2, в котором слой (202; 300; 310; OEL) с оптическим эффектом содержит, в дополнение к упомянутому множеству несферических частиц, по меньшей мере одно из:

- магнитные частицы без изменения цвета;

- бесцветные магнитные частицы;

- немагнитные частицы с изменением цвета;

- немагнитные частицы без изменения цвета;

- бесцветные немагнитные частицы.

12. Устройство для изготовления слоя (202; 300; 310; OEL) с оптическим эффектом путем ориентации магнитных или намагничиваемых частиц (200; 302-305; 312), диспергированных внутри связующего материала, содержащее:

набор из одного или более магнитов (MP, MP1 … MPi, DM), включающий намагниченную магнитную пластину (MP, MP1 … MPi) и выполненный с возможностью формирования комбинированного магнитного поля, содержащего:

a) первую составляющую магнитного поля, по существу аналогичную полю магнитного диполя и имеющую направление (D1) оси Север-Юг, ориентированное по существу параллельно упомянутой намагниченной магнитной пластине (MP); и

b) вторую составляющую магнитного поля, содержащую суперпозицию отдельных локальных диполе-подобных магнитных полей, и, таким образом, соответствующую чередованию северных и южных магнитных полюсов вдоль первого направления, по существу параллельного упомянутому направлению (D1) оси Север-Юг;

где первая составляющая магнитного поля и вторая составляющая магнитного поля перекрываются по меньшей мере в области, прилегающей

к протяженной поверхности упомянутой намагниченной магнитной пластины (MP).

13. Устройство по п. 12, в котором набор из одного или более магнитов (MP, MP1…MPi, DM) включает:

a) один или более магнитов, выполненных с возможностью получения первой составляющей магнитного поля; и

b) намагниченную магнитную пластину (MP), выполненную с возможностью получения второй составляющей магнитного поля.

14. Устройство по п. 13, в котором упомянутые один или более магнитов, выполненных с возможностью получения первой составляющей магнитного поля, включают дипольный магнит (DM), имеющий направление (D1) оси Север-Юг, ориентированное по существу параллельно упомянутой намагниченной магнитной пластине (MP).

15. Устройство по п. 13 или 14, в котором по меньшей мере один из упомянутых одного или более магнитов, выполненных с возможностью получения первой составляющей магнитного поля, устанавливается с возможностью поворота в плоскости, по существу параллельной плоскости упомянутой намагниченной магнитной пластины (MP).

16. Устройство по п. 12, в котором набор из одного или более магнитов (MP, MP1…MPi, DM) включает намагниченную магнитную пластину (MP), содержащую множество отдельных магнитных элементов, размещенных в пределах намагниченной магнитной пластины и вдоль по меньшей мере одного размера намагниченной магнитной пластины, причем указанный размер по существу параллелен упомянутому первому направлению, так что вдоль упомянутого размера магнитные элементы:

- образуют ряд,

- разделены зазорами от соответствующих соседних магнитных элементов, и

- имеют по существу выровненные и проходящие в одном направлении магнитные оси;

где упомянутая намагниченная магнитная пластина (MP), содержащая упомянутые магнитные элементы (ME), выполнена таким образом, чтобы получать комбинированное магнитное поле, содержащее как первую, так и вторую составляющую магнитного поля.

17. Устройство по п. 16, в котором намагниченная магнитная пластина (MP) содержит дополнительные магнитные элементы (ME), размещенные вдоль второго размера намагниченной магнитной пластины, причем указанный второй размер отличается от первого размера, так что вдоль указанного второго размера магнитные элементы (ME) также отделены от соответствующих соседних магнитных элементов (ME) зазорами и имеют по существу выровненные и проходящие в одном направлении магнитные оси.

18. Устройство по п. 16 или 17, в котором отношение размера зазора к размеру магнитного элемента (ME) составляет по меньшей мере 0,1.

19. Устройство по любому из пп. 12-14, 16 и 17, в котором упомянутая намагниченная магнитная пластина (MP) состоит из двух или более магнитных пластин (МР1, МР2, …МР1).

20. Устройство по любому из пп. 12-14, 16 и 17, в котором упомянутая намагниченная магнитная пластина (MP) несет на себе знаки в форме рельефной поверхности, гравировки или вырезов.

21. Устройство по любому из пп. 12-14, 16 и 17, дополнительно содержащее опорное средство (SP) для удержания слоя с оптическим эффектом на расстоянии (d) от упомянутой намагниченной магнитной пластины (MP).

22. Устройство по п. 21, в котором отношение

(1) длины намагниченной магнитной пластины (MP), измеренной вдоль направления, параллельного упомянутому первому направлению (D1), и

(2) упомянутого расстояния (d)

превышает значение 5,0.

23. Устройство по п. 21, в котором упомянутое опорное средство (SP) содержит намагниченный постоянный магнитный материал.

24. Устройство по п. 23, в котором упомянутое опорное средство (SP) несет в себе знаки в форме рельефной поверхности, гравировки или вырезов.

25. Устройство по любому из пп. 12-14, 16 и 17, в котором устройство выполнено в виде компонента печатающего аппарата и выполнено с возможностью вставки в углубление печатающей пластины или вращающегося блока печатающего устройства.

26. Способ изготовления слоя с оптическим эффектом, включающий этапы, на которых:

жидкий связующий материал, содержащий множество магнитных или намагничиваемых несферических частиц (200; 302; 305-312), имеющих неизотропную отражательную способность и диспергированных внутри упомянутого связующего материала, подвергают воздействию магнитного поля устройства по любому из пп. 12-25 в упомянутой области, прилегающей к протяженной поверхности намагниченной магнитной пластины (MP) устройства, что приводит к ориентированию магнитных или намагничиваемых несферических частиц (200; 302-305; 312) внутри связующего материала; и

связующий материал отверждают для того, чтобы зафиксировать магнитные или намагничиваемые несферические частицы (200; 302-305; 312) в принятых ими положениях и ориентациях,

где связующий материал, по крайней мере в своем отвердевшем состоянии, по меньшей мере отчасти прозрачен для электромагнитного излучения с одной или несколькими длинами волн в диапазоне 200 нм-2500 нм.

27. Защищенный документ, содержащий слой с оптическим эффектом по любому из пп. 1-11.

28. Применение слоя с оптическим эффектом по любому из пп. 1-11 в качестве защитного признака или защитного элемента в областях, связанных с защитой документов.