ЗАЩИТНОЕ УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ Российский патент 2018 года по МПК B42D15/00 

Область техники

Изобретение относится к защитным устройствам, пригодным для установления аутентичности объектов, обладающих ценностью, в особенности защищенных документов, и к способам изготовления таких устройств. Более конкретно, изобретение относится к защитным устройствам, содержащим рельефные структуры, создающие оптически изменяющийся визуальный эффект, например голограммы или дифракционные решетки.

Уровень техники

Рельефные структуры, создающие оптически изменяющийся визуальный эффект, в частности голограммы и дифракционные решетки, в последние несколько лет получили широкое распространение с целью обеспечения защиты документов, обладающих ценностью, таких как банкноты, кредитные карты, паспорта и т.д. Обычно подобная структура создается на фольге переноса, а затем переносится с нее посредством горячей штамповки на подложку документа. Один из первых примеров такого подхода описан в US 4718377 А.

Позднее подобные структуры были использованы в комбинации с прозрачными окошками, формируемыми в подложке документа, чтобы наблюдать оптически изменяющийся эффект сквозь документ. Окошко может представлять собой отверстие, проходящее через один или более слоев подложки документа. Альтернативно, оно может соответствовать оптически прозрачной зоне подложки документа. Пример рельефной структуры, создающей оптически изменяющийся визуальный эффект, локализованный в области окошка, которое выполнено, как отверстие в документе, описан в СА 2163528 С. Пример рельефной структуры, создающей оптически изменяющийся визуальный эффект, локализованный в области окошка, которое выполнено, как прозрачная область документа (конкретно полимерной банкноты), описан в WO 2008/031170 А.

Преимущество помещения защитного устройства в окошко состоит в том, что устройство можно рассматривать с обеих сторон документа. Возможность наблюдать защитный визуальный эффект с двух сторон защитного устройства является желательной, т.к. это увеличивает трудность подделывания. Примеры устройств, демонстрирующих защитный эффект с обеих сторон, описаны в СА 2163528 С, US 2005/0104364 A, US 2007/0114787 А, СА 2717775 А и СА 2611195 А. Однако продолжает ощущаться потребность в повышении уровня защиты, обеспечиваемого такими устройствами, чтобы опережать потенциальных изготовителей подделок.

Раскрытие изобретения

Согласно изобретению предлагается защитное устройство, содержащее: первый прозрачный слой, имеющий образованную в его поверхности рельефную структуру, создающую оптически изменяющийся эффект; увеличивающий отражение слой, наложенный на рельефную структуру и воспроизводящий контур рельефа, и второй прозрачный слой, наложенный на слой, увеличивающий отражение. При этом поперечные размеры (размеры в плоскости, перпендикулярной толщине устройства) второго прозрачного слоя меньше поперечных размеров защитного устройства и соответствуют поперечным размерам слоя, увеличивающего отражение, а первый и/или второй прозрачные слои содержат одно или более веществ, создающих оптические эффекты. В результате оптически изменяющийся эффект, генерируемый рельефной структурой, при его наблюдении через первый прозрачный слой имеет вид, отличный от наблюдаемого через второй прозрачный слой, по меньшей мере при освещении излучением с длиной волны, на которой является видимым по меньшей мере одно из указанных веществ.

Благодаря выполнению слоя, увеличивающего отражение, и второго прозрачного слоя имеющими одинаковые поперечные размеры, меньшие поперечных размеров устройства в целом, устройство имеет по меньшей мере одну область, в которой материал, увеличивающий отражение, и второй прозрачный слой отсутствуют и которая предпочтительно является прозрачной. Например, поперечные размеры слоя, увеличивающего отражение, и второго прозрачного слоя могут быть меньше, чем поперечные размеры первого прозрачного слоя. В результате устройство будет восприниматься создающим два различных защитных визуальных эффекта (по одному, наблюдаемому с каждой стороны устройства) в точном согласовании друг с другом. При наблюдении через первый прозрачный слой цвет оптически изменяющегося эффекта задается первым прозрачным слоем (при его наличии) в комбинации с цветом слоя, увеличивающего отражение. Второй прозрачный слой будет очень точно скрыт слоем, увеличивающим отражение, и не будет влиять на вид. Когда же устройство рассматривается с противоположной стороны, через второй прозрачный слой, цвет оптически изменяющегося эффекта представляется другим, поскольку он обусловлен комбинацией второго прозрачного слоя и слоя, увеличивающего отражение. При наблюдении с этой стороны первый прозрачный слой не вносит вклада в вид оптически изменяющегося эффекта, поскольку он также будет скрыт слоем, увеличивающим отражение (хотя первый прозрачный слой может быть виден в области, смещенной в поперечном направлении, которая, например, окружает оптически изменяющуюся область). Таким образом, благодаря созданию единственного устройства способом, который очень трудно сымитировать, возникает впечатление присутствия двух различных, но очень точно совмещенных устройств.

Следует отметить, что в данном описании термин "цвет" должен пониматься как охватывающий не только цвета, которые видны в видимом свете, но и оптические эффекты, которые нельзя видеть при обычных условиях освещения (т.е. при освещении в видимом диапазоне длин волн) и которые становятся различимыми только при освещении на конкретных длинах волн вне видимого диапазона, т.е. лежащих в УФ (ультрафиолетовом) или ИК (инфракрасном) диапазоне. При этом термин "цвет" охватывает все различимые тона и оттенки, включая черный, серый и серебристый, а также такие цвета, как красный, синий, зеленый и др.

Термин "прозрачный" означает, что соответствующий материал имеет малое поглощение и малое оптическое рассеяние, т.е. сквозь такой материал можно видеть предметы, находящиеся на другой его стороне. При этом материал необязательно будет бесцветным, т.е. прозрачный материал может иметь цветной оттенок.

Каждый из первого и второго прозрачных слоев может содержать вещество, создающее оптический эффект. Однако в предпочтительных вариантах только один из первого и второго прозрачных слоев содержит вещество, создающее оптический эффект, тогда как другой из указанных прозрачных слоев представляется бесцветным при освещении излучением с любой длиной волны. В частности, желательно, чтобы вещество, создающее оптический эффект, содержало только второй прозрачный слой. Если первый прозрачный слой рассматривается со второй стороны устройства (например в зоне, смещенной в поперечном направлении относительно слоя, увеличивающего отражение), бесцветность первого прозрачного слоя не будет отвлекать от цвета второго прозрачного слоя или конкурировать с ним. Оптически изменяющийся эффект может при этом казаться при его рассматривании с обеих сторон как бы невидимым образом "подвешенным" в устройстве.

Однако в других предпочтительных вариантах каждый из первого и второго прозрачных слоев содержит различающиеся вещества, создающие оптический эффект. Это условие может охватывать случай, когда оба прозрачных слоя имеют одно или более общих для них веществ, создающих оптический эффект, но при этом тот или иной слой должен содержать по меньшей мере одно создающее оптический эффект вещество, которого нет в другом слое. Например, оба прозрачных слоя могут содержать вещество, чувствительное к УФ излучению, тогда как только во второй прозрачный слой введено наблюдаемое окрашивающее вещество.

В особенно предпочтительных вариантах первый и/или второй прозрачные слои содержат одно или более веществ, создающих оптический эффект (оптические эффекты), придающий (придающие) соответствующему слою цветной оттенок, цвет которого различим при освещении излучением в видимом диапазоне. В результате создание устройством двух различных видов можно будет проверить без необходимости в каком-то специальном освещении. В некоторых предпочтительных вариантах первый прозрачный слой имеет наблюдаемый цветной оттенок первого цвета, а второй прозрачный слой - наблюдаемый цветной оттенок другого, второго цвета. Желательно использовать два цвета, сильно контрастирующие друг с другом, например желтый и синий.

В других предпочтительных вариантах первый и/или второй прозрачные слои содержат одно или более веществ, создающих оптический эффект (оптические эффекты), который виден (которые видны) только при освещении излучением с выбранными длинами волн, находящимися вне видимого спектра, предпочтительно в ультрафиолетовом или инфракрасном диапазоне. Это создает более скрытный элемент защиты, наличие которого может проверяться визуально или аппаратно.

В еще одной группе предпочтительных вариантов первый и/или второй прозрачные слои содержат одно или более веществ, создающих оптический эффект (оптические эффекты), изменяющий (изменяющие) свой вид при изменении одной или более из следующих физических величин: температура, давление, механическое напряжение или электрический потенциал. Так, можно использовать термохромные, пьезохромные или электрохромные вещества. В каждом случае изменение вида вещества можно будет наблюдать, в зависимости от вида вещества, в видимом диапазоне или вне этого диапазона.

Вещество (вещества), создающее (создающие) оптический эффект (оптические эффекты), предпочтительно содержит (содержат) красители и/или пигменты. Красители являются предпочтительными в отношении сохранения оптической прозрачности слоя (слоев).

Вещество, создающее оптический эффект (оптические эффекты), может быть равномерно распределено по соответствующему слою. Однако в предпочтительных вариантах сложность защитного устройства может быть увеличена, если расположить одно или более веществ в форме паттерна. В частности, второй прозрачный слой предпочтительно содержит по меньшей мере два прозрачных материала, образующих паттерн. При этом по меньшей мере один из прозрачных материалов содержит вещество, создающее оптический эффект, так что вид оптически изменяющегося эффекта, генерируемого рельефной структурой, при его наблюдении через второй прозрачный слой модифицируется за счет паттерна, по меньшей мере при освещении излучением с длиной волны, на которой вещество, создающее оптический эффект, является видимым. Например, из первого материала, содержащего окрашивающее или подобное вещество, можно сформировать символ или букву, а второй материал (который может содержать другое окрашивающее вещество или быть бесцветным) может быть нанесен точно вокруг первого материала, завершив, тем самым, формирование второго прозрачного слоя. Желательно, чтобы каждый из по меньшей мере двух прозрачных материалов содержал оптически изменяющееся вещество, которое можно отличить от аналогичного вещества в составе другого материала визуально или аппаратно.

Второй прозрачный слой предпочтительно содержит один или более полимерных материалов, таких как виниловые смолы. Особенно предпочтительно, чтобы в нем (в них) были диспергированы (как это описано выше) одно или более веществ, создающих оптический эффект (оптические эффекты). Особенно желательно, чтобы второй прозрачный слой содержал резистивный материал, который является устойчивым к травящему агенту, пригодному для удаления материала отражающего слоя в составе устройства. Это позволит изготавливать защитный элемент, используя особенно эффективные технологии, которые будут рассмотрены далее. Например, если отражающий слой сформирован из металла, второй прозрачный слой предпочтительно является устойчивым к травящему агенту, способному растворять металл, например к гидроксиду натрия, пригодному для травления алюминия. Если второй прозрачный слой образован двумя или более прозрачными материалами, оба они предпочтительно обладают, по существу, одинаковой устойчивостью к травящему агенту.

Второй прозрачный слой предпочтительно имеет толщину, достаточную, чтобы защитить отражающий слой в процессе травления. В предпочтительных вариантах он имеет толщину 0,5-5 мкм, более предпочтительно 1-2 мкм.

Второй прозрачный слой предпочтительно является распечатанным слоем, предпочтительно сформированным с использованием глубокой печати, флексографической печати или печати с вырубкой. В таком варианте второй прозрачный слой может наноситься в любой желательной форме благодаря точному управлению аппаратом, использующим хорошо известные технологии печати. Наиболее предпочтительной является глубокая печать, поскольку она позволяет достичь высокого разрешения.

Поперечные размеры слоя, увеличивающего отражение, и второго прозрачного слоя могут соответствовать или не соответствовать поперечным размерам рельефной структуры, которая может покрывать или не покрывать всю поверхность устройства. Например, в некоторых вариантах поперечные размеры слоя, увеличивающего отражение, и второго прозрачного слоя точно соответствуют поперечным размерам рельефной структуры. Однако в более предпочтительных вариантах такое соответствие поверхностей отсутствует. Например, несоответствие их периметров может превышать 100 мкм. Другими словами, либо по меньшей мере часть слоя, увеличивающего отражение (и второго прозрачного слоя), находится вне рельефной структуры, либо слой, увеличивающий отражение (и второй прозрачный слой), не наложен (не наложены) по меньшей мере на часть рельефной структуры, либо имеют место оба этих соотношения. В особенно предпочтительных вариантах слой, увеличивающий отражение, и второй прозрачный слой выступают за границы рельефной структуры по меньшей мере в одном, предпочтительно во всех, направлениях предпочтительно по меньшей мере на 100 мкм. Такое выполнение желательно, поскольку изображение, воспроизводимое рельефной структурой, может возникать на плоскости, расположенной перед или за плоскостью самого устройства. В таком случае при наклоне воспроизводимое изображение будет перемещаться относительно устройства. Благодаря продолжению слоя, увеличивающего отражение, за пределы рельефа становится возможным при наклонах устройства видеть все изображение на отражающем фоне. Введение, по существу, плоской отражающей зоны функционирует также как дополнительный защитный эффект, поскольку она будет яркой и притягивающей взгляд, что будет также повышать уровень защиты устройства.

В предпочтительных вариантах поперечные размеры слоя, увеличивающего отражение, и второго прозрачного слоя задают защитный или декоративный контур или паттерн, предпочтительно рисунок из тонких линий, или информационный элемент, предпочтительно цифру, букву, буквенно-цифровой текст, символ или графику. Если второй прозрачный слой используется как материал, стойкий к травящему агенту, такой вариант может быть реализован путем нанесения (например посредством печати) второго прозрачного слоя в желательной конфигурации.

Второй прозрачный слой предпочтительно точно пространственно согласован с рельефной структурой. Результатом нанесения второго прозрачного слоя в пространственном согласовании с рельефной структурой является то, что эти два компонента будут иметь, по существу, одинаковое взаимное положение на всех защитных устройствах, имеющих одинаковую конструкцию (например образующих определенную серию защитных устройств). Это усложнит подделывание, поскольку имеющееся на документе защитное устройство, обнаруживающее отличия в согласовании между оптически изменяющимся эффектом и поперечными размерами слоя, увеличивающего отражение, и второго прозрачного слоя (имеющего такие же поперечные размеры), будет легко отличимо от подлинных устройств.

Как уже отмечалось, слою, увеличивающему отражение, и второму прозрачному слою можно придать любую форму или паттерн. В предпочтительных примерах слой, увеличивающий отражение (как и второй прозрачный слой, который будет иметь те же поперечные размеры), включает в себя по меньшей мере две пространственно разделенные области, которые воспринимаются как индивидуальные элементы. Это увеличивает сложность устройства и, следовательно, трудность его подделывания.

Во многих предпочтительных вариантах слой, увеличивающий отражение, является, по существу, непрозрачным, так что сквозь него нельзя видеть второй прозрачный слой. Однако в других вариантах слой, увеличивающий отражение, может быть полупрозрачным. Это обеспечивается, например, использованием предельно тонкого слоя материала, увеличивающего отражение. В таком случае второй прозрачный слой можно видеть сквозь материал, увеличивающий отражение, если рассматривать устройство в проходящем свете. Однако во всех случаях второй прозрачный слой должен быть, по существу, скрыт материалом, увеличивающим отражение, когда устройство рассматривается в отраженном свете через первый прозрачный слой.

Благодаря выполнению слоя, увеличивающего отражение, полупрозрачным, могут быть получены дополнительные эффекты. Например, воспринимаемый цвет защитного устройства, рассматриваемого с одной его стороны, может быть различным в зависимости от того, рассматривается ли устройство в отраженном или проходящем свете. При его рассматривании в отраженном свете через первый прозрачный слой свет, отраженный слоем, увеличивающим отражение, определяет вид устройства и эффективно скрывает цвет второго прозрачного слоя, находящегося за этим слоем. В результате устройство представляется имеющим цвет слоя, увеличивающего отражение (модифицированный любым дополнительным цветом первого прозрачного слоя). При рассматривании устройства с той же стороны на пропускание цвет второго прозрачного слоя будет виден сквозь слой, увеличивающий отражение, так что устройство будет казаться изменившим свой цвет. Если первый и второй прозрачные слои содержат (различные) вещества, создающие оптический эффект, при рассматривании устройства на пропускание эти вещества совместно дадут третий цвет, который также будет отличаться от других цветов.

Слой, увеличивающий отражение, может быть сформирован, как непрерывный слой в каждой зоне задаваемого контура или паттерна. В других вариантах слой, увеличивающий отражение, может содержать растр, образованный дискретными элементами. Как правило, такие элементы будут слишком мелкими, чтобы они воспринимались невооруженным глазом как индивидуальные элементы. Соответственно, второй прозрачный слой будет выполнен в соответствии с таким же растром. В результате оптически изменяющийся эффект с обеих сторон устройства может представляться полупрозрачным в отраженном и/или проходящем свете. Однако следует отметить, что такая конфигурация не создает описанного выше эффекта дополнительного цвета, если только слой, увеличивающий отражение, также не будет сделан достаточно тонким, чтобы сделать его в принципе полупрозрачным.

В особенно предпочтительных вариантах слой, увеличивающий отражение, содержит один или более металлов или их сплавов, предпочтительно медь, алюминий, никель, хром или любые их сплавы (например хромоникелевые сплавы). Металлические отражающие слои, предпочтительно нанесенные методом вакуумного напыления (например распылением, резистивным термическим испарением или испарением электронным пучком) или методом химического осаждения из паровой фазы, обеспечивают высокое зеркальное отражение и, следовательно, очень яркое воспроизведение оптически изменяющегося эффекта. В других эффективных вариантах слой, увеличивающий отражение, может содержать любой из следующих компонентов:

- оптическую интерференционную тонкопленочную структуру;

- слой, содержащий металлические частицы, оптически изменяющиеся частицы или оптически изменяющиеся магнитные частицы;

- слой фотонного кристалла или

- жидкокристаллический слой.

Такие материалы могут быть использованы для придания устройству дополнительных визуальных эффектов, например способности демонстрировать различные цвета при различных углах рассматривания ("цветовой сдвиг"), которые будут представляться наложенными на визуальный эффект, созданный рельефной структурой.

Слой, увеличивающий отражение, повторяет контур рельефной структуры на обеих своих поверхностях, так что оптически изменяющийся эффект наблюдается с обеих сторон. Чтобы добиться этого, толщину слоя, увеличивающего отражение, предпочтительно задают меньшей, чем глубина профиля рельефной структуры. Например, типичные дифракционные рельефные структуры, такие как голограммы, могут иметь глубину профиля порядка 50-500 нм, преимущественно 80-150 нм. В отличие от них слой, увеличивающий отражение, предпочтительно имеет толщину 5-100 нм. Например, для получения практически полностью непрозрачного отражающего слоя пригоден слой алюминия толщиной примерно 15-30 нм. Слой алюминия толщиной около 5-10 нм пригоден для получения полупрозрачного слоя, увеличивающего отражение.

Рельефная структура, создающая оптически изменяющийся визуальный эффект, предпочтительно содержит дифракционное устройство, такое как голограмма, дифракционная решетка или кинеграмма (Kinegram™), или недифракционную микрооптическую структуру, такую как призматическая структура. Недифракционные оптические структуры обычно имеют намного более крупные размеры (значения глубины профиля 2-50 мкм), чем указанные выше размеры, относящиеся к голографическим устройствам. Примеры призматических структур, пригодных для осуществления изобретения, включают (не ограничиваясь ими) серию параллельных прямых призм с плоскими гранями, установленных с образованием канавок, нарезанный массив тетраэдров, массив квадратных пирамид, массив структур из уголковых отражателей и массив уголковых отражателей с шестиугольными гранями. Ко второму предпочтительному типу микрооптической структуры относится структура, действующая, как микролинзы, например выполненные из однородного материала и преломляющие свет своими криволинейными поверхностями, такие как плосковыпуклые, двояковыпуклые, плосковогнутые и двояковогнутые микролинзы. Другие приемлемые микрооптические структуры используют геометрические профили на основе купольных форм, полусфер, шестигранников, квадратов, конусов, ступенчатых структур, кубов, пилообразных структур, фацетных структур или их комбинаций.

Первому прозрачному слою можно придавать различные формы, частично зависящие от того, каким образом защитное устройство будет встроено в объект, обладающий ценностью, или нанесено на него. В некоторых предпочтительных примерах первый прозрачный слой содержит термопластичный полимер, например образующий часть полотна подложки (в частности выполненной из полиэстера), или лак для тиснения, нанесенный на подложку, которая может служить основой для защитного устройства в целом или даже для защищенного документа, частью которого станет защитное устройство после его изготовления. В таких случаях рельефная структура может быть сформирована в поверхности термопластика, например, посредством обычных технологий тиснения с применением тепла и давления. В других предпочтительных реализациях прозрачный слой может содержать отверждаемый полимер, предпочтительно полимер, отверждаемый УФ излучением. Так, рельеф может быть образован в покрытии из смолы, отверждаемой УФ излучением, методом полива с отверждением. В других вариантах первый прозрачный слой может содержать отверждаемый термопластичный полимер (т.е. термопластичный полимер с добавленным отверждающим агентом), так что рельеф, полученный тиснением, может быть закреплен посредством отверждения.

Как уже отмечалось, в некоторых вариантах первый прозрачный слой образует интегральную часть подложки, предпочтительно подложки защищенного документа или защитного изделия. Например, рельефная структура может быть оттиснута непосредственно в прозрачном слое, образующем подложку полимерной (или композитной полимерно-бумажной) банкноты или подложку защитного изделия (такого как защитная нить или фольга), которое затем будет встроено в защищаемый документ или другой объект, обладающий ценностью, или нанесено на него. В других предпочтительных вариантах первый прозрачный слой нанесен на подложку, предпочтительно на подложку защищенного документа или защитного изделия. Этот вариант применим, например, если рельеф, в частности отверждаемый рельеф, сформирован в покрытии или в другом слое, нанесенном на подложку.

Если устройство должно изготавливаться независимо от защищаемого документа или другого объекта, обладающего ценностью, на котором оно должно быть закреплено, устройство предпочтительно будет дополнительно содержать один или более прозрачных адгезивных слоев, образующий наружный слой на любой стороне (образующих наружные слои на обеих сторонах устройства). При выборе прозрачного адгезива различимость оптически изменяющегося эффекта не уменьшится.

Изобретение предлагает также защитное изделие, содержащее описанное защитное устройство и, предпочтительно, ленту или лист переноса, защитную нить, фольгу, этикетку, полоску или защитный патч (patch). Предлагается также защищенный документ, содержащий описанное защитное устройство или описанное защитное изделие и предпочтительно представляющий собой банкноту, чек, идентификационный документ, сертификат, акцию, визу, паспорт, водительские права, банковскую или идентификационную карту. Защитное устройство предпочтительно находится в окошке или в половине области окошка защищенного документа.

Предлагается также способ изготовления защитного устройства, включающий:

формирование рельефной структуры, создающей оптически изменяющийся визуальный эффект в поверхности первого прозрачного слоя;

нанесение на рельефную структуру материала, увеличивающего отражение, чтобы сформировать слой, увеличивающий отражение, который повторяет контур рельефа;

нанесение второго прозрачного слоя на материал, увеличивающий отражение, и

удаление материала, увеличивающего отражение, из зон устройства, в которых материал, увеличивающий отражение, не покрыт вторым прозрачным слоем, с приведением поверхности материала, увеличивающего отражение, в соответствие с поверхностью второго прозрачного слоя.

При этом первый и/или второй прозрачные слои содержат вещество, создающее оптический эффект, так что вид оптически изменяющегося эффекта, генерируемого рельефной структурой, при его наблюдении через первый прозрачный слой отличается от вида при его наблюдении через второй прозрачный слой, по меньшей мере при освещении излучением с длиной волны, на которой вещество, создающее оптический эффект, является видимым.

За счет использования второго прозрачного слоя для того, чтобы задать области материала, увеличивающего отражение, которые затем будут удалены, поперечные размеры двух слоев могут точно соответствовать друг другу. Как это описано выше, в результате будет получено устройство, демонстрирующее на обеих сторонах оптически изменяющийся эффект, имеющий различный вид вследствие наличия вещества, создающего оптический эффект (оптические эффекты) в первом и/или втором прозрачных слоях. Это создает впечатление присутствия двух точно совмещенных различных защитных устройств. В результате обеспечивается поразительный визуальный эффект, который крайне трудно подделать.

Вещество, создающее оптический эффект (оптические эффекты), может иметь любую из рассмотренных форм и вводиться в первый и/или второй прозрачные слои описанным выше образом.

Чтобы создать рельеф в первом прозрачном слое, может использоваться любая подходящая технология. Рельефную структуру, создающую оптически изменяющийся визуальный эффект, предпочтительно формируют в поверхности первого прозрачного слоя путем тиснения или полива с отверждением, предпочтительно посредством УФ излучения.

Слой, увеличивающий отражение, предпочтительно наносят на рельефную структуру в виде непрерывной пленки. Однако, если это является желательным, слой, увеличивающий отражение, можно нанести в виде паттерна до нанесения второго прозрачного слоя, например, при использовании репеллентного покрытия, нанесенного на выбранные области рельефа до нанесения материала, увеличивающего отражение.

Слой, увеличивающий отражение, может быть нанесен посредством любой технологии, подходящей для используемого материала. Однако в предпочтительных примерах он наносится методом вакуумного напыления, обеспечивающим, как было установлено, особенно хорошее соответствие отражающего материала рельефу. В альтернативных вариантах слой, увеличивающий отражение, может быть нанесен методом распыления или химического осаждения из паровой фазы, или печати (если используется, например, металлическая краска). При этом могут быть обеспечены любые описанные выше свойства и характеристики слоя, увеличивающего отражение.

Второй прозрачный слой предпочтительно наносят посредством печати, наиболее предпочтительно посредством глубокой печати, флексографической печати или печати с вырубкой. Печатные технологии обеспечивают прецизионное управление формой или паттерном, согласно которой (которому) формируется второй прозрачный слой. Однако в других вариантах второй прозрачный слой может формироваться методами нанесения покрытий или технологий переноса. В особенно предпочтительных вариантах второй прозрачный слой наносят с пространственным согласованием с рельефной структурой, которое может быть обеспечено, например, выполнением обеих операций нанесения в рамках поточного процесса изготовления.

Способ по изобретению способен обеспечить любые описанные свойства и характеристики второго прозрачного слоя. Например, в некоторых вариантах второй прозрачный слой предпочтительно наносится таким образом, чтобы сформировать по меньшей мере две пространственно разделенные области, которые воспринимаются как индивидуальные элементы, что приводит к аналогичным наблюдаемым разрывам в слое, увеличивающем отражение. В других вариантах второй прозрачный слой может наноситься таким образом, чтобы сформировать растр, образованный дискретными элементами.

Материал, увеличивающий отражение, может быть удален посредством любой технологии, использующей второй прозрачный слой для задания областей, подлежащих удалению. В особенно предпочтительных вариантах материал, увеличивающий отражение, удаляют посредством травления. При этом второй прозрачный слой действует как материал, устойчивый к травящему агенту. Например, если материал, увеличивающий отражение, - это алюминий, травящим агентом может быть гидроксид натрия. В других примерах материал, увеличивающий отражение, может быть удален другими методами, например лазерной абляцией или ионным травлением.

Любые другие описанные свойства и характеристики защитного устройства могут быть обеспечены соответствующей адаптацией способа по изобретению.

Если защитное устройство выполнено, как защитное изделие, оно может быть встроено в защищаемый документ или закреплено на нем посредством любой известной технологии, например горячей штамповкой, холодной адгезией, ламинированием, включением в процесс изготовления бумаги и т.д. Защитное устройство предпочтительно размещают так, чтобы оно по меньшей мере частично, а предпочтительно полностью перекрывало в документе область окошка, например в виде отверстия или прозрачной части, которая может быть сформирована до или после встраивания защитного устройства.

Краткое описание чертежей

Далее будут рассмотрены, со ссылками на прилагаемые чертежи, предпочтительные варианты защитных устройств и способов их изготовления согласно изобретению, сопоставляемые с примерами известных решений.

На фиг. 1 схематично проиллюстрирован первый сравнительный пример защитного изделия, содержащего защитное устройство.

На фиг. 2 представлено защитное устройство по фиг. 1, наложенное на вариант защищенного документа, вместе с видом (i) этого устройства для наблюдателя А и с видом (ii) этого устройства для наблюдателя В.

На фиг. 3а и 3b представлены другие сравнительные примеры защитных изделий, содержащих защитные устройства.

На фиг. 4 показано защитное устройств по фиг. 3а, закрепленное на защищенном документе, вместе с видом (i) этого устройства для наблюдателя А и с видом (ii) этого устройства для наблюдателя В.

На фиг. 5 представлено защитное устройство согласно первому варианту изобретения, нанесенное на защищенный документ, вместе с видом (i) этого устройства для наблюдателя А и с видом (ii) этого устройства для наблюдателя В.

На фиг. 6 приведена блок-схема, иллюстрирующая основные операции варианта способа изготовления защитного устройства согласно изобретению.

На фиг. 7а-7е представлено, на различных стадиях изготовления, защитное устройство согласно второму варианту изобретения.

На фиг. 8 схематично изображен пример аппарата, пригодного для осуществления способа согласно изобретению.

На фиг. 9 представлен третий вариант защитного устройства согласно изобретению.

На фиг. 10 представлен четвертый вариант защитного устройства согласно изобретению.

На фиг. 11 представлен пятый вариант защитного устройства согласно изобретению.

На фиг. 12 представлен шестой вариант защитного устройства согласно изобретению.

На фиг. 13а представлен защищенный документ согласно изобретению; на фиг. 13b он показан в сечении плоскостью XX' (см. фиг. 13а).

На фиг. 14а представлен другой вариант защищенного документа, содержащего защитное устройство согласно изобретению; на фиг. 14b он показан в сечении плоскостью XX' (см. фиг. 14а).

На фиг. 15а представлен еще один вариант защищенного документа, содержащего защитное устройство согласно изобретению; на фиг. 15b и 15с показаны его альтернативные варианты в сечении плоскостью XX' (см. фиг. 15а).

На фиг. 16а-16с представлен следующий вариант защищенного документа, содержащего защитное устройство согласно изобретению, причем на фиг. 16а и 16b показаны его передняя и задняя стороны (с поворотом документа вокруг короткой стороны), а на фиг. 16с документ представлен в сечении плоскостью XX' (см. фиг. 16а и 16b).

На фиг. 17а, 17b и 17с представлен другой вариант защищенного документа, содержащего защитное устройство согласно изобретению, причем на фиг. 17а показан вид левой части документа с передней стороны; на фиг. 17b показан вид правой части документа с задней стороны (с поворотом документа вокруг короткой стороны), а на фиг. 17с документ представлен в сечении плоскостью XX' (см. фиг. 17а и 17b).

Осуществление изобретения

Дальнейшее описание будет сфокусировано на примерах защитных устройств, имеющих рельефные структуры, создающие оптически изменяющиеся визуальные эффекты в форме голограмм. Под рельефной структурой (рельефом) в данном описании понимается структура, генерирующая графические изображения за счет дифракции света. Однако в широком смысле термин "оптически изменяющийся эффект" означает, что генерируется вид, который изменяется в зависимости от угла рассматривания. Другие примеры оптически изменяющихся эффектов, которые могут быть реализованы с использованием описанных рельефных структур, включают упомянутые выше дифракционные решетки, кинеграммы и призматические эффекты.

На фиг. 1 показано защитное изделие 1 согласно первому примеру, приводимому для сравнения. Защитное изделие 1 может содержать, например, фольгу переноса, защитную нить, патч или аналогичный элемент, снабженный защитным устройством 10, сформированным на несущем слое 2. Как правило, несущий слой 2 действует, как отслаиваемый слой, от которого устройство 10 отделяют при нанесении его на защищаемый документ. В этом случае несущему слою 2 можно придать любые подходящие свойства, например выполнить его из непрозрачного, полупрозрачного или прозрачного полимера или из бумажного полотна. Альтернативно, отслаиваемый слой (не изображен) может быть помещен между несущим слоем 2 и защитным устройством 10, чтобы облегчить отделение защитного устройства 10 от несущего слоя 2 при нанесении устройства на защищаемый документ. При этом, если перенос устройства должен производиться горячей штамповкой, рельефный слой может содержать слой воска или сходного вещества.

Защитное устройство 10 содержит прозрачный слой 3, в котором сформирована голографическая (или иная оптически изменяющаяся) рельефная структура 4. Следует отметить, что прозрачный слой 3 на практике может формироваться из нескольких слоев, ламинированных один на другой, причем это справедливо для всех "слоев", упоминаемых в данном описании. Прозрачный слой 3 может быть сформирован из любого пригодного прозрачного материала, в котором может быть сформирована рельефная структура 4, в частности из обычного лака, применяемого при тиснении, например на основе термопластичного полимера или смолы, отверждаемой излучением. Прозрачный слой 3 содержит окрашивающее вещество, такое как подходящий краситель, который придает слою 3 цветовой оттенок. При освещении излучением в видимом диапазоне цветовой оттенок для глаза человека может быть наблюдаемым или не наблюдаемым. Например, окрашивающее вещество может быть невидимым, пока не будет облучено излучением на выбранных длинах волн, лежащих вне видимого спектра, т.е. УФ или ИК излучением, причем оно может быть фосфоресцентным, флуоресцентным или люминесцентным. Однако в наиболее предпочтительных примерах окрашивающее вещество выбирается видимым при обычном освещении, чтобы цветовой эффект мог легко наблюдаться без применения специального оборудования.

Рельефная структура 4 (схематично показанная на фиг. 1-4 штриховой линией) сформирована в слое 3 посредством обычной технологии, такой как тиснение под совместным воздействием тепла и давления или полив с отверждением, когда слой 3 образуют из относительно текучей смолы, наносимой на несущий слой 2, и воздействуют на текучую смолу матрицей, имеющей желательный рельеф. Смола обтекает матрицу, принимая в результате желательную рельефную форму, при одновременном или последующем отверждении, например, под воздействием излучения, в частности УФ излучения. Если рельеф 4 сформирован поливом с отверждением, слой 3 обычно содержит единственную однородную пленку смолы. Однако, если рельеф 4 является тисненым, слой 3, как правило, содержит несколько слоев, включая по меньшей мере верхний защитный слой (обычно именуемый "противозадирным" ("scuff") слоем), который при использовании устройства покрывает голограмму, и тисненый слой, который обычно состоит из материала, являющегося механически более мягким и/или имеющим более низкую температуру стеклования, чем защитный слой. Может иметься также промежуточный слой. Окрашивающее вещество может находиться в любом из нескольких слоев в составе слоя 3, предпочтительно в верхнем (защитном) слое и/или в промежуточном слое (если он имеется).

После формирования рельефной структуры 4 наносят слой 5, увеличивающий отражение, например слой металла, предпочтительно используя вакуумную металлизацию. Этот слой 5 с обеих сторон соответствует рельефной структуре 4, причем, как это показано на чертежах, металлизация покрывает всю поверхность устройства.

Согласно данному примеру в завершение на слой 5, увеличивающий отражение, наносят оптически прозрачный адгезивный слой 6, чтобы обеспечить легкое прикрепление устройства 10 к подложке документа. Однако в других примерах адгезивный слой 6 может быть сформирован на противоположной стороне устройства (между слоем 3 и несущим слоем 2) или на обеих сторонах устройства или отсутствовать, например, если защитное устройство должно быть встроено в документ в процессе изготовления бумажной подложки или если адгезив имеется на поверхности самого документа.

На фиг. 2 показано защитное устройство 10, отделенное от защитного изделия 1 и нанесенное на защищаемый документ 15 в области окошка 16. В данном примере защищенный документ имеет обычную бумажную конструкцию, т.е. для получения окошка 16 в его подложке выполнено сквозное отверстие. Защитное устройство 10 выполнено с возможностью перекрывать окошко 16 и накладываться на окружающие окошко части подложки документа 15, чтобы создать адгезивную связь между документом и устройством. В других случаях документ может содержать по меньшей мере в одной зоне прозрачный материал для создания окошка 16, как это будет описано далее применительно к другим вариантам.

Защитное устройство 10 видно с обеих сторон защищенного документа 15, в частности, для наблюдателей А и В. Из местоположения наблюдателя А оптически изменяющийся эффект, генерируемый рельефной структурой 4 (например голографическим изображением) в комбинации со слоем 5, увеличивающим отражение, представляется, как это проиллюстрировано на виде 2(i), в виде символа Н. Оптически изменяющийся эффект наблюдается через окрашенный прозрачный слой 3. Поэтому устройство в целом, включая оптически изменяющийся эффект, представляется имеющим цветовой оттенок, соответствующий цвету слоя 3. С противоположной стороны защищенного документа 15 наблюдатель В видит тот же оптически изменяющийся эффект Н таким, как это показано на виде. 2(ii). Вид голограммы будет казаться повернутым на 180° (т.е. зеркальным изображением вида, наблюдаемого из положения наблюдателя А) из-за того, что рассматривается обратная сторона рельефа 4. Кроме того, цвет оптически изменяющегося эффекта и устройства в целом будет представляться отличным от цвета, видимого наблюдателю А, поскольку он будет определяться только цветом слоя 5, увеличивающего отражение (принимается, что прозрачный адгезивный слой 6 является бесцветным). Таким образом, с двух сторон устройства можно наблюдать два различных оптически изменяющихся вида. Однако, поскольку каждый из двух оптически изменяющихся видов занимает всю площадь окошка 16, соотношение между двумя эффектами не является четко определенным, причем общий эффект можно довольно легко имитировать размещением двух различных голографических устройств соответствующих цветов на двух противоположных сторонах документа.

На фиг. 3а и 3b представлены другие сравнительные примеры, в которых два различных оптически изменяющихся вида обеспечиваются выполнением окрашенной распечатки на одной стороне слоя, увеличивающего отражение, имеющегося в устройстве. В целом обозначения, использованные на фиг. 3а и 3b, соответствуют обозначениям на фиг. 1, а обозначаемые ими компоненты могут быть сформированы так, как это описано выше. Однако в этом случае нет необходимости включать в прозрачный слой 3, в котором сформирована рельефная структура 4, окрашивающее вещество (хотя это может оказаться желательным). Окрашенная распечатка 7 наносится обычными методами печати после нанесения (например посредством вакуумной металлизации) слоя 5, увеличивающего отражение. Окрашенная распечатка 7 может покрывать всю поверхность устройства или формировать непрерывный контур (как это показано на фиг. 3а), или иметь форму знаков, таких как буквы, цифры, символы или графику, как это показано на фиг. 3b.

На фиг. 4 представлено устройство по фиг. 3а, прикрепленное к защищенному документу 15 посредством любого из упомянутых выше методов. На виде 4(i) представлен вид устройства из положения наблюдателя А. В этом случае видна голограмма Н, имеющая цвет слоя 5, увеличивающего отражение (например серебристый). С противоположной стороны наблюдатель В видит ту же голограмму Н (повернутой на 180°), но теперь она имеет цветной оттенок распечатки 7, которая в этом примере задает форму звезды, находящейся внутри границ устройства (имеющих форму овала). Снаружи контура звезды будет виден оригинальный цвет слоя 5, увеличивающего отражение, т.е. будет наблюдаться оптически изменяющийся эффект. Такое решение для настойчивого изготовителя подделок также представляется довольно просто имитируемым, например посредством использования двух голограмм с соответствующей надпечаткой.

На фиг. 5 представлено защитное устройство 20 в соответствии с первым вариантом изобретения, нанесенное на показанный защищенный документ 15 в области его окошка 16. В этом случае окошко 16 образовано прозрачной частью документа 15, прямо на которую нанесено защитное устройство 20. Однако защитное устройство 20 можно разместить и любым описанным выше методом с перекрыванием окошка.

Защитное устройство 20 содержит первый прозрачный слой 21, несущий рельефную структуру 22, создающую оптически изменяющийся визуальный эффект, формируемый в его поверхности. На фиг. 5 рельефная структура 22 представлена перекрывающей всю поверхность устройства 20, но такое выполнение некритично. Форме рельефной структуры 22 соответствует слой 23, увеличивающий отражение, который делает оптически изменяющийся эффект видимым с обеих сторон. Этот слой не покрывает всю поверхность устройства 20, причем в зонах устройства, в которых отражающий слой не сформирован (т.е. отсутствует), оптически изменяющийся эффект рельефной структуры 22 (если она там имеется) будет, по существу, невидимым. В точном пространственном согласовании со слоем 23, увеличивающим отражение, находится второй прозрачный слой 24. Второй прозрачный слой 24 имеет такие же поперечные размеры, что и слой 23, увеличивающий отражение, т.е. он также не покрывает всей поверхности устройства 20. Для закрепления устройства на подложке документа 15 используется оптически прозрачный адгезив 25. Один или каждый из первого и второго прозрачных слоев 21 и 24 содержит вещество, создающее оптический эффект, например окрашивающее вещество, такое как краситель или пигмент, который является видимым по меньшей мере на выбранных длинах волн, которые могут находиться внутри или вне видимого спектра. В рассматриваемом примере такое вещество содержит только второй прозрачный слой 24, тогда как первый прозрачный слой 21 является бесцветным. Например, создающее оптический эффект вещество, содержащееся в слое 24, может придавать слою цветной оттенок, например красный. В результате вид оптически изменяющегося эффекта будет различным при рассматривании с каждой стороны устройства. Однако оба различных оптически изменяющихся вида, как это показано на фиг. 5, находятся в точном взаимном согласовании друг с другом.

Чтобы проиллюстрировать данный эффект, на фиг. 5(i) схематично представлен вид устройства 20 от местоположения наблюдателя А. Голографическое изображение Н, генерируемое рельефом 22, является видимым на фоне, задаваемом увеличивающим отражение слоем 23, которому в этом примере придана "солнечная" конфигурация с круглой центральной частью и с восемью отходящими от нее треугольными участками, пространственно отделенными друг от друга и от центрального круга. Голографический эффект представляется имеющим цвет слоя 23, увеличивающего отражение, например серебристым. Снаружи серебристой (т.е. голографической) зоны с "солнечной" конфигурацией устройство является бесцветным, прозрачным и не имеющим, по существу, никакого оптически изменяющегося эффекта. В результате создается впечатление, будто голографическое устройство "подвешено" в окошке. С противоположной стороны устройства наблюдатель В наблюдает другой вид, проиллюстрированный на виде 5(ii). Голографический эффект Н появляется на фоне, который снова задается прозрачным слоем 23, увеличивающим отражение, и поэтому имеет точно такие же форму и положение, которые видит наблюдатель А. Однако теперь все участки "солнечной" конфигурации представляются имеющими другой цвет, что обусловлено присутствием в прозрачном слое 24 по меньшей мере одного вещества, создающего оптический эффект. В частности, вещество, создающее оптический эффект, может быть красным красителем. В этом случае "солнечная" конфигурация, рассматриваемая наблюдателем В, будет представляться красной.

В результате формируется особенно эффективное защитное устройство, поскольку оно создает впечатление наличия двух защитных устройств различного цвета, находящихся в точном согласовании одно с другим. Такое устройство крайне трудно имитировать, используя два реальных устройства, поскольку необходимый уровень согласования будет недостижимым. Как следствие, обеспечивается значительное повышение уровня защиты.

Далее со ссылками на фиг. 6 и 7 будет описан предпочтительный способ изготовления защитного устройства типа показанного на фиг. 5. На фиг. 6 представлена блок-схема, иллюстрирующая основные операции способа. На фиг. 7а-7е представлено, на различных стадиях изготовления, защитное устройство согласно второму варианту изобретения, изготавливаемое согласно рассматриваемому способу, проиллюстрированному на фиг. 6.

На первой операции S101 в поверхности первого прозрачного слоя 21 формируют рельефную структуру 22, создающую оптически изменяющийся визуальный эффект. В примере, проиллюстрированном на фиг. 7а, первый прозрачный слой 21 сформирован на подложке 29. Подложка 29 может, например, образовывать несущий слой защитного изделия (такой как слой 2 на фиг. 1) или составлять интегральную часть защищенного документа, например полимерную подложку банкноты или слой идентификационной карты. Если при введении устройства в обращение подложка 29 должна оставаться in situ, ее следует выполнить прозрачной, по меньшей мере в зонах, в которых должны формироваться защитные устройства. При этом в других зонах подложка может быть непрозрачной, например несущей один или более слоев, уменьшающих прозрачность и задающих зоны окошек, в которых должны быть сформированы защитные устройства.

Первый прозрачный слой 21 может содержать, например, термопластичный слой, такой как слой полиэтилентерефталата, полиэтилена, полиамида, поликарбоната, поливинилхлорида, поливинилиденхлорида, полиметилметакрилата (ПММА), полиэтиленнафталата, полистирола или полисульфона, или слой лака для тиснения, например смолы на основе ПММА. В этом случае рельефная структура 22 может быть сформирована посредством обычного процесса тиснения, например обеспечивающего формирование поверхностного рельефа 22 путем вдавливания в термопластичный слой 21 цилиндрической матрицы (например в виде тиснильного ролика) в результате комбинированного воздействия тепла и давления. Альтернативно, прозрачный слой 21 может быть образован отверждаемой смолой. Например, слой 21 может наноситься как покрытие из вязкой жидкости или пленка мономера, с которой контактирует матрица или ролик, формирующая (формирующий) изображение. Поверхностный рельеф, созданный в пленке, отверждается в результате одновременного или почти одновременного облучения слоя 21 (например, УФ излучением), вызывающего полимеризацию. В результате поверхностный рельеф 22 будет сохраняться в слое 21. Для процесса УФ-отверждения пригодны УФ-отверждаемые полимеры, использующие свободно-радикальную или катионную УФ-полимеризацию. Примеры свободно-радикальных систем включают фотосшиваемые акрилат/метакрилатные смолы или смолы на основе ароматических виниловых олигомеров. Примеры катионных систем включают циклоалифатические эпоксиды. Могут применяться также гибридные полимерные системы, использующие как свободно-радикальную, так и катионную УФ-полимеризацию. Процессы полива с отверждением особенно предпочтительны, когда подложка 29 имеет относительно низкую температуру стеклования или температуру размягчения, например выполнена из биаксиально ориентированного полипропилена (БОПП), который размягчается при температурах около 85°C. Структуры, тисненые в таких материалах, могут легко повреждаться, если устройство при его использовании может сталкиваться с высокими температурами.

На следующей операции S102 на рельеф 22 наносят материал, увеличивающий отражение, чтобы сформировать слой 23, увеличивающий отражение (фиг. 7b). Слой, увеличивающий отражение, повторяет поверхность рельефа 22, т.е. противоположная рельефу сторона слоя, увеличивающего отражение, является репликой рельефа, что делает оптически изменяющийся эффект видимым с обеих сторон устройства. Чтобы обеспечить хорошее соответствие, толщина t₁ слоя 23 предпочтительно выбирается меньшей, более предпочтительно существенно меньшей, чем глубина d профиля рельефа 22. Например, рельеф 22 может иметь глубину профиля d, составляющую 50-500 нм, тогда как отражающий слой 23 - толщину, составляющую 10-100 нм, предпочтительно 15-30 нм. В некоторых случаях толщину слоя, увеличивающего отражение, можно сделать очень малой, например составляющей 5-10 нм, чтобы сделать слой полупрозрачным. Это обеспечит возможность создания дополнительного цветового эффекта, в соответствии с которым воспринимаемый цвет устройства изменяется при переходе от рассматривания в отраженном свете к рассматриванию в проходящем свете.

Чтобы получить яркое отображение голограммы, слой, увеличивающий отражение, предпочтительно является металлическим слоем, образованным одним или более металлами и/или сплавами, например алюминием, медью, никелем и/или хромом (или любым из их сплавов). Если это желательно, два или более металлов или сплавов могут быть нанесены в различных областях в виде паттерна с формированием единого слоя 23, как это описано в ЕР 1294576 А. В других случаях материал, увеличивающий отражение, может содержать оптическую интерференционную тонкопленочную структуру, слой, содержащий металлические частицы, оптически изменяющиеся частицы или оптически изменяющиеся магнитные частицы, слой фотонного кристалла или жидкокристаллический слой. Материалы такого типа не только обеспечивают необходимые отражающие свойства, но могут создавать в устройстве дополнительный оптический эффект, например демонстрацию различных цветов в зависимости от угла рассматривания. Так, слой, увеличивающий отражение, может содержать многослойную структуру чередующихся диэлектрических слоев с высоким и низким показателями преломления, что дает оптическую интерференционную структуру, позволяющую наблюдать различные цвета при ее рассматривании в отраженном и проходящем свете.

Материал (материалы), увеличивающий (увеличивающие) отражение, можно наносить любым походящим методом; однако, предпочтительным является вакуумное напыление. Следует отметить, что хотя в типичных случаях слой 23, увеличивающий отражение, будет наноситься непосредственно на первый прозрачный слой 21 и, следовательно, будет находиться в контакте с поверхностью элемента, в котором сформирована рельефная структура 22, данный слой 23 может быть пространственно отделен от этого элемента промежуточным прозрачным слоем или аналогичным слоем при условии, что промежуточный слой является достаточно тонким, чтобы слой, увеличивающий отражение, мог повторять контур рельефа.

На операции S103 в заданной области, которая меньше, чем полная поверхность устройства (например меньше, чем область первого прозрачного слоя 21), поверх слоя 23, увеличивающего отражение, наносят второй прозрачный слой 24. Второй прозрачный слой 24 предпочтительно наносят в форме декоративного или защитного контура или паттерна, например в виде букв, цифр, символов или других знаков, или в виде контура или паттерна из тонких линий. Чтобы получить защитное устройство типа показанного на фиг. 5, второму прозрачному слою 24 придают описанную выше "солнечную" конфигурацию. Как и в данном примере, желательно, чтобы контур или паттерн содержал по меньшей мере две области, воспринимаемые, как пространственно разделенные, т.е. такие участки паттерна, которые являются достаточно крупными и взаимно удалены настолько, что легко воспринимаются невооруженным глазом как индивидуальные элементы. Примером могут служить центральная круглая зона и окружающие ее треугольные участки, проиллюстрированные на фиг. 5. Это увеличивает сложность и усиливает создаваемое визуальное впечатление. В каждой отдельной области (которая воспринимается невооруженным глазом как цельная, не имеющая разрывов) второй прозрачный слой может наноситься в виде сплошного слоя. Альтернативно, он может наноситься в виде растра, т.е. совокупности пространственно разделенных точечных элементов. Размеры этих элементов должны быть достаточно малы, чтобы их нельзя было воспринимать невооруженным глазом как индивидуальные элементы, т.е. растровая структура воспринимается, как непрерывный слой. Такой подход может использоваться, чтобы сделать устройство полупрозрачным, поскольку часть света сможет пройти сквозь растр.

Чтобы обеспечить высокую степень контроля над формированием второго прозрачного слоя 24, материал предпочтительно наносят, используя печатные технологии, например глубокую печать. Однако подходящими для этой цели могут быть и другие технологии, такие как нанесение покрытия, напыление или перенос. В этом примере второй прозрачный слой 24 содержит вещество, создающее оптический эффект, такое как окрашивающее вещество (как правило, в виде красителя или пигмента, причем краситель более предпочтителен в плане сохранения оптической прозрачности слоя). Могут быть использованы многие различные типы окрашивающих веществ, которые могут быть видимыми или невидимыми для человеческого глаза при нормальных условиях освещения. Например, окрашивающее вещество может быть видимым или детектируемым только при освещении излучением на определенных длинах волн вне видимого диапазона, т.е. в УФ или ИК диапазоне. Однако в наиболее предпочтительных вариантах окрашивающее вещество является видимым при освещении обычным белым светом и придающим слою 24 цветной оттенок, например красный, синий или зеленый.

Если это желательно, для формирования слоя 24 можно использовать набор различно окрашенных прозрачных материалов, содержащих различные окрашивающие вещества. Например, одна половина слоя 24 может представляться красной, тогда как другая половина, смещенная в поперечном направлении, может казаться синей, так что создается видимый паттерн. В некоторых случаях весь слой 24 может иметь один и тот же наблюдаемый цвет, но некоторые его части дополнительно содержат вещество, чувствительное к УФ или ИК излучению. Различные цвета могут формировать любой желательный паттерн, например образовывать знаки. Альтернативно, различные цвета можно использовать, чтобы выделять различные части оптически изменяющейся области. Например, в варианте по фиг. 5 центральная круглая область "солнцеподобного" символа может соответствовать части слоя 24, окрашенной в красный цвет, тогда как окружающие треугольные участки могут казаться желтыми. Каждый индивидуальный участок слоя 24 может содержать также более одного вещества, создающего оптический эффект, например наблюдаемое окрашивающее вещество и вещество, видимое только при УФ или ИК освещении. Некоторые индивидуальные участки слоя 24 могут не содержать вещества, создающего оптический эффект. Различные паттерны типа описанных выше могут быть сформированы, например печатью, с взаимным пространственным согласованием в соответствии с желательным дизайном двух или более прозрачных материалов, по меньшей мере один из которых содержит вещество, создающее оптический эффект.

Если это желательно, любое из веществ, создающих оптический эффект, может быть чувствительно к неоптическим факторам, таким как температура, давление, механическое напряжение, электрический потенциал или любая их комбинация. Например, вещество может быть термохромным, пьезохромным или электрохромным, т.е. изменяющим свой вид при изменении релевантного параметра. В этом случае вещество, создающее оптический эффект, может наблюдаться или детектироваться только при наличии определенного внешнего условия (например в определенном температурном интервале).

Чтобы образовать слой 24, окрашивающее или другое вещество, создающее оптический эффект, диспергируют в прозрачном материале, таком как полимерное связующее или смола. Подходящие примеры включают виниловые смолы, такие как растворимые виниловые смолы VMCA или VCMH, выпускаемые фирмой Dow Chemical Company под торговой маркой UCAR™ и представляющие собой модифицированные карбоксильной группой терполимеры на основе винилхлорида, винилацетата и малеиновой кислоты. При этом желательно, чтобы материал, образующий слой 24, был способен проявлять устойчивость к травящему агенту, т.е. способность защищать слой 23, увеличивающий отражение, при последующей операции S104 травления. Эта операция, в которой удаляют части увеличивающего отражение слоя 23, не покрытые вторым прозрачным слоем 24, проиллюстрирована на фиг. 7d. Если слой 23 является металлом, данная операция осуществляется погружением структуры в раствор травящего агента, который растворяет или иным образом удаляет непокрытый металл. Например, если слой, увеличивающий отражение, образован алюминием, в качестве травящего агента можно использовать гидроксид натрия. Если таким слоем является медь, обычно используют кислотный травящий агент, например (i) смесь, содержащую при комнатной температуре 50% по объему соляной кислоты и 50% по объему хлорида железа (40 градусов Боме), или (ii) смесь, содержащую при 40-60°C 5-10% по объему серной кислоты (66 градусов Боме) и сульфат железа (100 г/л). Применимы и другие травящие агенты, такие как азотная кислота, но, как правило, описанные системы являются наиболее удобными. Приведенные в качестве примеров материалы для формирования второго прозрачного слоя 24 (UCAR™ VMCA и UCAR™ VMCH) пригодны как устойчивые к обеим этим системам травления. Чтобы полностью защитить слой 23, увеличивающий отражение, второй прозрачный слой 24 предпочтительно имеет толщину t_z порядка 0,5-5 мкм, более предпочтительно 1-2 мкм. Однако требуемая толщина будет зависеть от выбранных материалов и травящего агента.

Для удаления непокрытого материала слоя, увеличивающего отражение, могут быть использованы и другие технологии, такие как лазерная абляция или реактивное ионное травление, причем они могут быть особенно эффективны, когда слой содержит не только металл или сплав, а представляет собой, например, уже упоминавшиеся металлическую краску или интерференционную тонкопленочную структуру. В любом случае второй прозрачный слой будет использоваться, чтобы задать границы зоны, из которой удаляют указанный слой. Если слой, увеличивающий отражение, является интерференционной тонкопленочной структурой (например типа металл/диэлектрик/металл), могут использоваться те же технологии травления, что и для удаления металлического отражающего слоя. Однако в этом случае не все слои интерференционной тонкопленочной структуры могут быть удалены травлением.

На фиг. 7d показано готовое устройство, имеющее различные оптически изменяющиеся виды при рассматривании с каждой из сторон устройства. Последующие операции способа, обозначенные на фиг. 6 блоком S105, являются опциями, зависящими от того, каким образом устройство будет наноситься на или встраиваться в обладающий ценностью документ или другой объект. В предпочтительном примере, как показано на фиг. 7е, поверх первого и второго прозрачных слоев наносят оптически прозрачный адгезив 25, чтобы обеспечить последующее прикрепление устройства к поверхности документа или другого защищаемого объекта. Пригодные прозрачные клеящие вещества могут содержать такие компоненты, как уретаны, метакрилаты и модифицированные карбоксильной группой терполимеры (например UCAR™ VMCH и VMCA). Примеры прозрачных адгезивов описаны также в WO 2008/135174 А. В других случаях адгезив 25 может полностью отсутствовать, наноситься на противоположную сторону устройства (смежную с первым прозрачным слоем 21) или на обе стороны устройства.

На фиг. 8 схематично изображен пример аппарата, пригодный для осуществления способа, описанного со ссылками на фиг. 6 и 7. Образующее подложку полотно 29 подается с барабана 31. Это полотно может образовывать несущий слой, такой как описанный со ссылкой на фиг. 1 слой 2, от которого защитное устройство будет в конечном итоге отделено. Альтернативно, оно может составлять интегральную часть готового защитного устройства, изделия или защищенного документа. В этом случае полотно 29 подложки должно быть прозрачным по меньшей мере в областях, в которых должны наноситься защитные устройства. Как пример, полотно может быть образовано пленкой полимера, такого как БОПП. В данном примере подложка 29 проходит через первую станцию 32 печати или нанесения покрытия, на которой на подложку 29 наносится отверждаемая излучением смола, образующая первый прозрачный слой 21. Смола может наноситься в виде патчей или как непрерывная пленка, покрывающая всю поверхность. Затем полотно 29 подложки, несущее первый прозрачный слой 21, приводится в контакт с тиснильным роликом 33, снабженным негативной (реверсивной) копией желательной рельефной структуры 22. Рельефная структура 22 формируется в слое 21 смолы (предпочтительно с пространственным согласованием с нанесенными патчами смолы) и одновременно отверждается под действием соответствующего (например УФ) излучения, обозначенного стрелкой R.

Затем полотно 29 подложки, теперь несущее структуры типа показанных, например, на фиг. 7а, транспортируют в камеру 34 металлизации, в которой наносят, например методом вакуумного напыления, слой 23, увеличивающий отражение. Увеличивающий отражение материал, например металл или интерференционная тонкопленочная структура, наносится на всю поверхность полотна подложки и структуры устройства, которые оно несет.

Следующая, вторая станция 35 печати или нанесения покрытия служит для нанесения, например посредством глубокой печати, второго прозрачного слоя 24 поверх слоя 23, увеличивающего отражение. Как было описано выше, второй прозрачный слой 24 предпочтительно наносится таким образом, чтобы сформировать декоративный и/или защитный контур, например в виде знаков или паттерна из тонких линий. В зависимости от природы материала, применяемого для формирования слоя 24, этому материалу до проведения следующих операций может требоваться сушка или отверждение (например УФ излучением). Для этого за станцией 35 печати может быть установлен соответствующий аппарат (не изображен). В завершение, полотно 29 транспортируют в камеру 36 удаления, например в емкость с травящим агентом, чтобы удалить те участки слоя 23, которые не имеют маски в виде второго прозрачного слоя 24. На выходной стороне камеры 36, полотно 29 подложки будет нести структуры, подобные показанным на фиг. 7d. Далее полотно 29 может поступать для выполнения дополнительных операций способа, таких как нанесение прозрачного адгезива 25, разрезание на индивидуальные защищенные изделия и/или встраивание непосредственно в защищенный документ, как это будет описано далее. Например, если подложка 29 должна составлять подложку полимерных (или композитных полимерно-бумажных) банкнот, после травления может быть проведена еще одна операция запечатывания подложки, в процессе которой на подложку рядом со сформированными устройствами можно нанести один или более слоев, уменьшающих прозрачность (если они еще не были нанесены на полотно подложки), в результате чего устройства окажутся находящимися в зонах окошек. После этого могут быть произведены печатание графических элементов и, в завершение, разрезание на индивидуальные банкноты.

Аппарат, проиллюстрированный на фиг. 8, пригоден для поточного процесса изготовления и обладает тем преимуществом, что различные операции печати и тиснения могут выполняться во взаимно согласованном режиме. Например, как уже упоминалось, рельефные структуры 23 на тиснильном цилиндре 33 предпочтительно согласованы со смолой, наносимой на станции 32 печати или нанесения покрытия, и могут быть также согласованы со вторым прозрачным слоем 24, наносимым на второй станции 35 печати или нанесения покрытия. Благодаря нанесению элементов (структур) во взаимном пространственном согласовании, их взаимные положения будут, по существу, идентичными в каждом защитном устройстве, изготовленном в ходе процесса.

Должно быть понятно, что там, где рельефная структура 22 не должна формироваться непосредственно в поверхности полотна 29 подложки, первая станция 32 печати или нанесения покрытия может отсутствовать. Кроме того, в этом случае рельеф 22, как правило, будет формироваться обычным тиснением с использованием тепла и давления. В данном варианте тиснильный ролик 33 может быть заменен обычным тиснильным штампом без применения какого-либо излучателя. Однако в некоторых случаях само полимерное полотно 29 может содержать отверждающий агент, активируемый излучением, чтобы способствовать отверждению и сохранению сформированной рельефной структуры. В таком случае соответствующий излучатель может быть сохранен.

На фиг. 9 проиллюстрирован пример защитного устройства согласно третьему варианту изобретения, в котором рельеф 22 сформирован непосредственно в поверхности подложки 29. В этом случае подложка 29 является прозрачной и образующей первый прозрачный слой. При этом каждый компонент, включая рельефную структуру 22, слой 23, увеличивающий отражение, и второй прозрачный слой 24, формируются точно так, как это было описано выше. Защитное устройство может быть покрыто прозрачным адгезивом подобно тому, как было описано выше, например, если защитное изделие представляет собой патч, нить или полоску для прикрепления к защищаемому документу или другому объекту (причем подложка 29 действует как защитный покрывающий слой). Однако в этом примере подложка 29 в конечном итоге образует интегральную часть защищенного документа, такого как полимерная банкнота, так что никакого адгезивного слоя не требуется. Вместо этого, устройство может быть покрыто защитным лаком 26; альтернативно, эта функция может выполняться самим вторым прозрачным слоем 24 при отсутствии слоя 26.

Как было упомянуто, либо первый прозрачный слой 21, либо второй прозрачный слой 24, либо они оба, может (могут) содержать вещество, создающее оптический эффект. Наиболее желательно, чтобы оптически изменяющееся вещество содержало только второй прозрачный слой 24, а первый прозрачный слой 21 представлялся бесцветным, поскольку, как описано выше, это создает оптически изменяющийся эффект, как бы подвешенный в устройстве. Однако в других случаях может оказаться желательным использовать первый прозрачный слой 21 с веществом, создающим оптический эффект. Это имеет место в четвертом варианте изобретения, представленном на фиг. 10. Здесь оба прозрачных слоя содержат различные оптически изменяющиеся вещества. Так, каждый прозрачный слой может иметь различный наблюдаемый цветной оттенок, например красный у слоя 21 и желтый у слоя 24. В этом случае оптически изменяющийся эффект и устройство в целом будут казаться красными при наблюдении эффекта через первый прозрачный слой 21. При наблюдении со стороны второго прозрачного слоя 24 оптически изменяющийся эффект будет представляться желтым, а окружающие его зоны (которые не являются оптически изменяющимися, как следствие отсутствия в этих зонах слоя, увеличивающего отражение) будут казаться красными. Желательно выбрать два цвета такими, чтобы получить сильный контраст между двумя зонами. Следует отметить, что если прозрачные слои 21 и 24 содержат одно или более оптически изменяющихся веществ, один из этих слоев 21, 24 должен включать по меньшей мере одно оптически изменяющееся вещество, которое отсутствует в другом прозрачном слое 24, 21.

В модификации варианта по фиг. 10 отражающий слой 23 формируется достаточно тонким для того, чтобы казаться полупрозрачным (например, это слой алюминия, имеющий толщину 5-10 нм). При его рассматривании на отражение слой представляется преимущественно отражающим (и непрозрачным), тогда как при рассматривании на пропускание можно видеть сквозь этот слой. В результате создается дополнительный цветовой эффект, поскольку при рассматривании устройства на отражение вид с каждой стороны будет таким, как описано выше (со ссылкой на фиг. 10), тогда как при его наблюдении на пропускание с каждой стороны цветные слои 21 и 24 будут казаться наложенными друг на друга, создавая третий цвет (например оранжевый). Разумеется, этот третий "цвет" можно будет видеть только при определенных условиях освещения (зависящих от выбора оптически изменяющегося вещества), например при облучении УФ излучением.

В другой группе вариантов второй прозрачный слой 24 может быть бесцветным, а первый прозрачный слой 21 может содержать вещество, создающее оптический эффект. Это даст вид, сходный с описанным со ссылкой на фиг. 10, за исключением того, что оптически изменяющийся эффект, наблюдаемый через второй прозрачный слой, будет обладать собственным цветом слоя 23, увеличивающего отражение (например серебристым).

В дополнение к описанным, защитное устройство может содержать и другие слои, например, на каждую сторону устройства может быть нанесен защитный слой лака. Эти слои, как правило, будут бесцветными, однако, по желанию, в них можно ввести одно или более окрашивающих веществ. Защитное устройство может дополнительно содержать также один или более распечатанных слоев. Соответствующий пример представлен на фиг. 11. Здесь после нанесения слоя 23, увеличивающего отражение, были сформированы знаки 27. В типичном варианте такие распечатанные знаки будут непрозрачными, так что слой, увеличивающий отражение, будет локально перекрыт с маскированием, тем самым, оптически изменяющегося эффекта в соответствии с контурами, заданными распечатанными знаками 27. Это можно использовать, например, для отображения в устройстве текста, чисел или других символов.

Устройство может также содержать одно или более машиночитаемых веществ, таких как магнитные материалы. Например, прозрачный магнитный пигмент может быть введен в один или в оба прозрачных слоя, в частности, в соответствии с пространственным кодом. Такое решение применимо ко всем вариантам.

На чертежах, иллюстрирующих рассмотренные варианты, рельефная структура 22 показана, как перекрывающая все устройство или его основную часть. Однако на практике это условие может не выполняться, и в особенно предпочтительных вариантах рельефная структура может не покрывать устройство полностью. Кроме того, поверхности слоя 23, увеличивающего отражение, и второго прозрачного слоя 24 могут выходить за пределы рельефной структуры, как это показано на фиг. 12. Такое выполнение применимо ко всем вариантам. Оно может быть предпочтительным, в особенности если рельеф 23 обеспечивает дифракционное отображение изображения, которое появляется на плоскости, расположенной перед или позади устройства. В таком случае оно может казаться движущимся при наклоне. Если продлить отражающий материал за края рельефа (по меньшей мере в одном направлении, предпочтительно во всех), полное изображение удается наблюдать и при наклоне. В дополнение, создание этим способом, по существу, плоской отражающей области создает яркую, притягивающую взгляд деталь и, тем самым, повышает уровень защиты. Предпочтительно материал 23, увеличивающий отражение, и прозрачный слой 24 выступают за границы рельефной структуры 22 по меньшей мере на 100 мкм.

На фиг. 13, 14 и 15 представлены примеры защищенных документов, в которые встроены защитные устройства типа описанных. На фиг. 13а показан, в качестве примера, первый защищенный документ, а именно банкнота 40 (в плане), а на фиг. 13b банкнота показана в сечении плоскостью XX'. Банкнота 40 является полимерной банкнотой, содержащей внутреннюю прозрачную полимерную подложку 42, которая покрыта, обычным способом, на каждой стороне слоями 43а и 43b, усиливающими поглощение. В некоторых случаях эти слои могут иметься только на одной стороне подложки 42. В одной части документа усиливающие поглощение слои 43а и 43b отсутствуют, так что формируется окошко 41, имеющее в данном примере квадратную форму. В зоне окошка 41 локализовано защитное устройство 20, выполненное в соответствии с любым из рассмотренных вариантов. Наружный периметр устройства 20 показан штриховой круглой линией, окружающей область оптически изменяющегося эффекта с "солнечной" конфигурацией. Защитное устройство 20 может быть выполнено, как интегральная часть банкноты 40 с рельефной структурой 22, сформированной как интегральная часть поверхности прозрачной подложки 42 подобно тому, как это проиллюстрировано на фиг. 9. Альтернативно, защитное устройство 20 может быть выполнено отдельно, в форме защитного изделия, такого как переносимый патч или переносимая этикетка, например, с конструкцией, показанной на фиг. 5. В этом случае защитное устройство 20 может быть прикреплено к прозрачной подложке 42 внутри области окошка 41 посредством прозрачного адгезива 25. Прикрепление устройства может быть реализовано горячим или холодным методом переноса, например горячей штамповкой.

Следует отметить, что аналогичная конструкция может быть реализована и применительно к композитной полимерно-бумажной банкноте, в которой усиливающие поглощение слои 43а и 43b заменены бумажными слоями, ламинированными (с применением или без применения адгезива) на внутренний прозрачный полимерный слой 42. Бумажные слои могут не наноситься в области окошка, или после ламинирования может быть произведено локальное удаление бумаги. В других конструкциях порядок слоев может быть изменен на обратный, с бумажным слоем (с окошком) внутри и прозрачным полимерным слоем снаружи.

Показанная на фиг. 14 банкнота 40 имеет обычную конструкцию, т.е. содержит подложку 44, выполненную, например, из бумаги или другого относительно непрозрачного или полупрозрачного материала. Область окошка 41 выполнена, как сквозное отверстие в подложке 44. Защитное устройство 20 наложено, как патч, перекрывающий края окошка 41, с помощью прозрачного адгезива 25, прикрепляющего защитное устройство к подложке 44 документа. Как и раньше, прикрепление защитного устройства к документу может быть реализовано различными способами, включая горячую штамповку.

На фиг. 15 представлен третий пример защищенного документа, снова в форме банкноты 40, снабженной защитным изделием 50 в форме защитной нити или защитной полоски. Через окошки 41, расположенные в ряд на документе 40, видны три защитных устройства 20, каждое из которых находится на полоске 50. На фиг. 15b и 15с показаны, в сечении, две альтернативные конструкции документа. На фиг. 15b представлена защитная нить или полоска 50, встроенная в защищенный документ 40. Эта защитная нить или полоска может быть, например, встроена в структуру подложки, с помощью хорошо известных технологий, в процессе изготовления бумаги. Чтобы сформировать окошки 41, бумага, после завершения процесса ее изготовления, может быть удалена локально, например, абразивным методом. Альтернативно, процесс изготовления бумаги может быть построен так, чтобы в желательной области окошек бумага отсутствовала. На фиг. 15с показан альтернативный вариант, в котором защитная нить или полоска 50, несущая защитные устройства 20, нанесена на одну сторону подложки 46 документа, например, с помощью адгезива. Окошки 41 формируются в виде отверстий в подложке 46, которые можно создать, например, абразивным способом, до или после нанесения полоски 50.

В каждом из примеров по фиг. 13, 14 и 15 защитные устройства 20 находятся в области окошка 41 документа 40, которое образует прозрачную часть документа, так что устройства 20 можно рассматривать в одном и том же месте с каждой стороны документа. Однако условие, что обе стороны одной и той же части устройства видны наблюдателю, не является существенным. В других случаях первая сторона устройства может быть открыта в первом месте документа, тогда как его вторая сторона может быть открыта в другом его месте. Примеры такого выполнения будут описаны далее со ссылками на фиг. 16 и 17.

На фиг. 16 показан пример защищенного документа 40, выполненного подобно документу по фиг. 13. Защитное устройство 20 сформировано в нем в слое 60 лака для тиснения, нанесенного на подложку 42 документа. Устройство 20 может иметь конструкцию, аналогичную, например, показанной на фиг. 9. Усиливающие поглощение слои 43а и 43b имеют различные протяженности на каждой стороне документа, причем разрывы, имеющиеся в каждом усиливающем поглощение слое, не накладываются друг на друга (в других случаях допустимо некоторое наложение). В результате образуются два "полуокошка" 41а и 41b. В каждом "полуокошке" видимой является только одна сторона устройства. С передней стороны документа (фиг. 16а) устройство 20 может наблюдаться через "полуокошко" 41а, через которое видна часть оптически изменяющегося эффекта в первом цвете, задаваемом первым прозрачным слоем так, как это было описано выше. Устройство нельзя видеть в том же месте с обратной стороны документа, как это иллюстрируется штриховой линией на фиг. 16b. И наоборот, на обратной стороне банкноты устройство 20 является видимым через "полуокошко" 41b, через которое видна часть оптически изменяющегося эффекта, представляющаяся имеющей цвет второго прозрачного слоя, отличного от первого (что отражено штриховкой зоны в виде звезды на фиг. 16b). Эту часть устройства нельзя видеть с передней стороны банкноты.

В этом примере устройство 20 представляет собой не имеющее разрывов устройство, перекрывающее обе области "полуокошек". Однако в других случаях тот же результат может быть получен с помощью нескольких отдельных защитных устройств, каждое из которых сформировано в соответствии с описанными выше принципами.

На фиг. 17 представлен еще один пример защищенного документа 40, имеющего конструкцию, близкую к описанной выше конструкции по фиг. 15. Здесь на защитной нити или полоске 50, встроенной в документ в процессе изготовления бумаги, сформирована серия защитных устройств 20. Слои 45а и 45b документа, расположенные с двух сторон нити 50, в соответствующих местах удалены (или, альтернативно, не были сформированы в процессе изготовления бумаги), чтобы получить "полуокошки" 41а и 41b, а также (полное) окошко 41. Примеры способов формирования "полуокошек" на каждой стороне бумажного документа можно найти в ЕР 1567713 и ЕР 229645. Как это показано на фиг. 17а, с передней стороны документа защитные устройства будут представляться в двух "полуокошках" 41а, а также в окошке 41, как имеющие первый цвет, соответствующий цвету первого прозрачного слоя. С обратной стороны (фиг. 17b) устройства 20 будут видны в других местах, а именно в "полуокошке" 41b и в окошке 41 (имеющем такое же расположение на передней стороне). С этой стороны устройства будут представляться имеющими второй цвет, отличный от первого цвета и задаваемый вторым прозрачным слоем. В данном примере защитные устройства 20 выполнены в виде серии отдельных, идентичных устройств. Однако входящие в одну серию устройства могут различаться по своему контенту (например по используемому голографическому изображению), цвету (т.е. иметь различные вторые прозрачные слои) и/или конструкции. Группа устройств (или ее подгруппа) может быть заменена единственным протяженным устройством типа показанного на фиг. 16.

Существует и может быть использовано много альтернативных технологий для встраивания устройств в защищенные документы типа описанных. Так, описанные структуры могут непосредственно формироваться на защищенных документах других типов, включая идентификационные карты, водительские права, банковские карты и другие ламинированные структуры. В таком случае защитное устройство может быть встроено непосредственно в многослойную структуру документа.

Предлагается защитное устройство, содержащее первый прозрачный слой, имеющий образованную в его поверхности рельефную структуру, создающую оптически изменяющийся эффект; увеличивающий отражение слой, наложенный на рельефную структуру и воспроизводящий контур рельефа, и второй прозрачный слой, наложенный на слой, увеличивающий отражение. При этом поперечные размеры второго прозрачного слоя меньше поперечных размеров защитного устройства и соответствуют поперечным размерам слоя, увеличивающего отражение, а первый и/или второй прозрачные слои содержат одно или более веществ, создающих оптические эффекты. В результате оптически изменяющийся эффект, генерируемый рельефной структурой, при его наблюдении через первый прозрачный слой имеет вид, отличный от наблюдаемого через второй прозрачный слой, по меньшей мере, при освещении излучением с длиной волны, на которой является видимым по меньшей мере одно из указанных веществ. 7 н. и 25 з.п. ф-лы, 17 ил.

1. Защитное устройство, содержащее:

первый прозрачный слой, имеющий образованную в его поверхности рельефную структуру, создающую оптически изменяющийся эффект;

увеличивающий отражение слой, наложенный на рельефную структуру и воспроизводящий контур рельефной структуры обеими своими сторонами для создания оптически изменяющегося эффекта на обеих указанных сторонах, и

второй прозрачный слой, наложенный на слой, увеличивающий отражение, при этом

поперечные размеры второго прозрачного слоя меньше поперечных размеров защитного устройства и соответствуют поперечным размерам слоя, увеличивающего отражение,

первый и/или второй прозрачные слои содержат одно или более веществ, создающих оптические эффекты, так что оптически изменяющийся эффект, генерируемый рельефной структурой, при его наблюдении через первый прозрачный слой имеет вид, отличный от наблюдаемого через второй прозрачный слой, по меньшей мере при освещении излучением с длиной волны, на которой является видимым по меньшей мере одно из указанных веществ,

поперечные размеры слоя, увеличивающего отражение, и второго прозрачного слоя не соответствуют поперечным размерам рельефной структуры, а

второй прозрачный слой содержит резистивный материал, устойчивый к травящему агенту, пригодному для удаления материала отражающего слоя в составе устройства.

2. Устройство по п. 1, в котором слой, увеличивающий отражение, и второй прозрачный слой выступают за границы рельефной структуры по меньшей мере в одном, предпочтительно во всех, направлениях предпочтительно по меньшей мере на 100 мкм.

3. Устройство по п. 1, в котором только один из первого и второго прозрачных слоев содержит вещество, создающее оптический эффект, тогда как другой из указанных прозрачных слоев представляется бесцветным при освещении излучением с любой длиной волны.

4. Устройство по п. 1, в котором первый прозрачный слой содержит создающее оптический эффект вещество, отличное от подобного вещества, которое содержит второй прозрачный слой.

5. Устройство по любому из предыдущих пунктов, в котором первый и/или второй прозрачные слои содержат любой из следующих компонентов:

одно или более веществ, создающих оптический эффект (оптические эффекты), придающий (придающие) соответствующему слою цветной оттенок, цвет которого различим при освещении излучением в видимом диапазоне;

одно или более веществ, создающих оптический эффект (оптические эффекты), который виден (которые видны) только при освещении излучением с выбранными длинами волн, находящимися вне видимого спектра, предпочтительно в ультрафиолетовом или инфракрасном диапазоне,

одно или более веществ, создающих оптический эффект (оптические эффекты), изменяющий (изменяющие) свой вид при изменении одной или более из следующих физических величин: температура, давление, механическое напряжение или электрический потенциал.

6. Устройство по п. 1, в котором второй прозрачный слой содержит по меньшей мере два прозрачных материала, образующих паттерн, причем по меньшей мере один из прозрачных материалов содержит вещество, создающее оптический эффект, так что вид оптически изменяющегося эффекта, генерируемого рельефной структурой, при его наблюдении через второй прозрачный слой модифицируется за счет паттерна, по меньшей мере при освещении излучением с длиной волны, на которой вещество, создающее оптический эффект, является видимым, при этом каждый из по меньшей мере двух прозрачных материалов содержит оптически изменяющееся вещество, отличное от другого подобного вещества (других подобных веществ).

7. Устройство по п. 1, в котором второй прозрачный слой является распечатанным слоем, предпочтительно сформированным с использованием глубокой печати, флексографической печати или печати с вырубкой.

8. Устройство по п. 1, в котором поперечные размеры слоя, увеличивающего отражение, и второго прозрачного слоя задают защитный или декоративный контур или паттерн, предпочтительно рисунок из тонких линий, или информационный элемент, предпочтительно цифру, букву, буквенно-цифровой текст, символ или графику.

9. Устройство по п. 1, в котором слой, увеличивающий отражение, является полупрозрачным.

10. Устройство по п. 1, в котором слой, увеличивающий отражение, содержит растр, образованный дискретными элементами.

11. Устройство по п. 1, в котором слой, увеличивающий отражение, содержит любой из следующих компонентов:

один или более металлов или их сплавов, предпочтительно медь и/или алюминий;

оптическую интерференционную тонкопленочную структуру;

слой, содержащий металлические частицы, оптически изменяющиеся частицы или оптически изменяющиеся магнитные частицы;

слой фотонного кристалла или

жидкокристаллический слой.

12. Устройство по п. 1, в котором рельефная структура, создающая оптически изменяющийся визуальный эффект, содержит дифракционную структуру, такую как голограмма, дифракционная решетка или кинеграмма (Kinegram™), или недифракционную микрооптическую структуру, такую как призматическая структура.

13. Устройство по п. 1, в котором первый прозрачный слой образует интегральную часть подложки, предпочтительно подложки защищенного документа или защитного изделия, или нанесен на подложку, предпочтительно на подложку защищенного документа или защитного изделия.

14. Защитное изделие, содержащее устройство по п. 1 и предпочтительно ленту или лист переноса, защитную нить, защитную фольгу, защитный патч, защитную этикетку или защитную полоску.

15. Защищенный документ, содержащий устройство по п. 1 и предпочтительно представляющий собой банкноту, чек, идентификационный документ, сертификат, акцию, визу, паспорт, водительские права, банковскую или идентификационную карту.

16. Защитное устройство, содержащее:

первый прозрачный слой, имеющий образованную в его поверхности рельефную структуру, создающую оптически изменяющийся эффект;

увеличивающий отражение слой, наложенный на рельефную структуру и воспроизводящий контур рельефной структуры обеими своими сторонами для создания оптически изменяющегося эффекта на обеих указанных сторонах, и

второй прозрачный слой, наложенный на слой, увеличивающий отражение, при этом

поперечные размеры второго прозрачного слоя меньше поперечных размеров защитного устройства и соответствуют поперечным размерам слоя, увеличивающего отражение,

первый и/или второй прозрачные слои содержат одно или более веществ, создающих оптические эффекты, так что оптически изменяющийся эффект, генерируемый рельефной структурой, при его наблюдении через первый прозрачный слой имеет вид, отличный от наблюдаемого через второй прозрачный слой, по меньшей мере при освещении излучением с длиной волны, на которой является видимым по меньшей мере одно из указанных веществ,

второй прозрачный слой содержит по меньшей мере два прозрачных материала, образующих паттерн, причем по меньшей мере один из прозрачных материалов содержит вещество, создающее оптический эффект, так что вид оптически изменяющегося эффекта, генерируемого рельефной структурой, при его наблюдении через второй прозрачный слой модифицируется за счет паттерна, по меньшей мере при освещении излучением с длиной волны, на которой вещество, создающее оптический эффект, является видимым, а

второй прозрачный слой содержит резистивный материал, устойчивый к травящему агенту, пригодному для удаления материала отражающего слоя в составе устройства.

17. Способ изготовления защитного устройства, включающий:

формирование рельефной структуры, создающей оптически изменяющийся визуальный эффект в поверхности первого прозрачного слоя;

нанесение на рельефную структуру материала, увеличивающего отражение, с формированием увеличивающего отражение слоя, воспроизводящего контур рельефной структуры обеими своими сторонами для создания оптически изменяющегося эффекта на обеих указанных сторонах;

нанесение второго прозрачного слоя на материал, увеличивающий отражение, и

удаление материала, увеличивающего отражение, из зон устройства, в которых материал, увеличивающий отражение, не покрыт вторым прозрачным слоем, с приведением поверхности материала, увеличивающего отражение, в соответствие с поверхностью второго прозрачного слоя; при этом

первый и/или второй прозрачные слои содержат вещество, создающее оптический эффект, так что вид оптически изменяющегося эффекта, генерируемого рельефной структурой, при его наблюдении через первый прозрачный слой отличается от вида при его наблюдении через второй прозрачный слой, по меньшей мере при освещении излучением с длиной волны, на которой вещество, создающее оптический эффект, является видимым,

поперечные размеры слоя, увеличивающего отражение, и второго прозрачного слоя не соответствуют поперечным размерам рельефной структуры, а

материал, увеличивающий отражение, удаляют посредством травления, при этом второй прозрачный слой действует как материал, устойчивый к травящему агенту.

18. Способ по п. 17, в котором слой, увеличивающий отражение, и второй прозрачный слой выступают за границы рельефной структуры по меньшей мере в одном, предпочтительно во всех, направлениях предпочтительно по меньшей мере на 100 мкм.

19. Способ по п. 17, в котором только один из первого и второго прозрачных слоев содержит вещество, создающее оптический эффект, тогда как другой из указанных прозрачных слоев представляется бесцветным при освещении излучением с любой длиной волны.

20. Способ по п. 17, в котором первый прозрачный слой содержит создающее оптический эффект вещество, отличное от подобного вещества, которое содержит второй прозрачный слой.

21. Способ по п. 17, в котором первый и/или второй прозрачные слои содержат любой из следующих компонентов:

одно или более веществ, создающих оптический эффект (оптические эффекты), придающий (придающие) соответствующему слою цветной оттенок, цвет которого различим при освещении излучением в видимом диапазоне;

одно или более веществ, создающих оптический эффект (оптические эффекты), который виден (которые видны) только при освещении излучением с выбранными длинами волн, находящимися вне видимого спектра, предпочтительно в ультрафиолетовом или инфракрасном диапазоне,

одно или более веществ, создающих оптический эффект (оптические эффекты), изменяющий (изменяющие) свой вид при изменении одной или более из следующих физических величин: температура, давление, механическое напряжение или электрический потенциал.

22. Способ по п. 17, в котором нанесение второго прозрачного слоя включает нанесение по меньшей мере двух прозрачных материалов с образованием паттерна, причем по меньшей мере один из прозрачных материалов содержит вещество, создающее оптический эффект, так что вид оптически изменяющегося эффекта, генерируемого рельефной структурой, при его наблюдении через второй прозрачный слой модифицируется за счет паттерна, по меньшей мере при освещении излучением с длиной волны, на которой вещество, создающее оптический эффект, является видимым, при этом каждый из по меньшей мере двух прозрачных материалов предпочтительно содержит оптически изменяющееся вещество, отличное от другого подобного вещества (других подобных веществ).

23. Способ по п. 17, в котором слой, увеличивающий отражение, является полупрозрачным.

24. Способ по п. 17, в котором слой, увеличивающий отражение, содержит любой из следующих компонентов:

один или более металлов или их сплавов, предпочтительно медь и/или алюминий;

оптическую интерференционную тонкопленочную структуру;

слой, содержащий металлические частицы, оптически изменяющиеся частицы или оптически изменяющиеся магнитные частицы;

слой фотонного кристалла или

жидкокристаллический слой.

25. Способ по п. 17, в котором второй прозрачный слой наносят посредством печати, предпочтительно посредством глубокой печати, флексографической печати или печати с вырубкой.

26. Способ по п. 17, в котором второй прозрачный слой наносят с пространственным согласованием с рельефной структурой.

27. Способ по п. 17, в котором второй прозрачный слой наносят таким образом, чтобы сформировать защитный или декоративный контур или паттерн, предпочтительно рисунок из тонких линий, или информационный элемент, предпочтительно цифру, букву, буквенно-цифровой текст, символ или графику.

28. Способ по п. 17, в котором второй прозрачный слой наносят таким образом, чтобы сформировать растр, образованный дискретными элементами.

29. Способ по п. 17, в котором рельефная структура, создающая оптически изменяющийся визуальный эффект, содержит дифракционную структуру, такую как голограмма, дифракционная решетка или кинеграмма (Kinegram™), или недифракционную микрооптическую структуру, такую как призматическая структура.

30. Способ по п. 17, в котором первый прозрачный слой образует интегральную часть подложки, предпочтительно подложки защищенного документа или защитного изделия, или нанесен на подложку, предпочтительно на подложку защищенного документа или защитного изделия.

31. Защитное устройство, изготовленное способом в соответствии с п. 18.

32. Способ изготовления защитного устройства, включающий:

формирование рельефной структуры, создающей оптически изменяющийся визуальный эффект в поверхности первого прозрачного слоя;

нанесение на рельефную структуру материала, увеличивающего отражение, с формированием увеличивающего отражение слоя, воспроизводящего контур рельефной структуры обеими своими сторонами для создания оптически изменяющегося эффекта на обеих указанных сторонах;

нанесение второго прозрачного слоя на материал, увеличивающий отражение, и

удаление материала, увеличивающего отражение, из зон устройства, в которых материал, увеличивающий отражение, не покрыт вторым прозрачным слоем, с приведением поверхности материала, увеличивающего отражение, в соответствие с поверхностью второго прозрачного слоя; при этом

первый и/или второй прозрачные слои содержат вещество, создающее оптический эффект, так что вид оптически изменяющегося эффекта, генерируемого рельефной структурой, при его наблюдении через первый прозрачный слой отличается от вида при его наблюдении через второй прозрачный слой, по меньшей мере при освещении излучением с длиной волны, на которой вещество, создающее оптический эффект, является видимым,

нанесение второго прозрачного слоя включает нанесение по меньшей мере двух прозрачных материалов с образованием паттерна, причем по меньшей мере один из прозрачных материалов содержит вещество, создающее оптический эффект, так что вид оптически изменяющегося эффекта, генерируемого рельефной структурой, при его наблюдении через второй прозрачный слой модифицируется за счет паттерна, по меньшей мере при освещении излучением с длиной волны, на которой вещество, создающее оптический эффект, является видимым, а

материал, увеличивающий отражение, удаляют посредством травления, при этом второй прозрачный слой действует как материал, устойчивый к травящему агенту.