ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Изобретение относится к плоскому защитному элементу с оптическими элементами защиты, включающему по меньшей мере одну первую поверхностную область с первой субволновой структурой, причем структурные элементы, которые определяют первые субволновые структуры, периодически повторяются в плоскости защитного элемента. Периодическое повторение может происходить в одном направлении, то есть, в одном измерении, например, если структурный элемент включает прямую стенку, и несколько таких стенок периодически размещены друг рядом с другом. Периодическое повторение может происходить по двум направлениям, то есть, в двух измерениях, например, если структурный элемент включает столбик, и несколько столбиков размещены в форме растра, или если структурный элемент включает углубление, и несколько углублений размещены в виде растра.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Соответствующие защитные элементы, которые включают субволновые структуры, известны из документа DE 10 2012 015 900 A1. А именно, плоский защитный элемент включает в первой поверхностной области так называемую структуру базовых элементов, которая вследствие субволновой структуры создает различные цветовые впечатления от передней и задней сторон, и во второй поверхностной области также включает структуру базовых элементов, но в зеркальной относительно первой поверхностной области форме, в результате чего первая и вторая область на виде сверху показывает мотив с обеих сторон, но мотив оказывается неразличимым в виде на просвет. Для формирования структуры базовых элементов тогда в первом варианте раскрыты сетчатая базовая структура в первой поверхностной области и инвертированная сетчатая базовая структура во второй поверхностной области. В качестве второго варианта, в первой и во второй поверхностной области показана подложка с интерференционными покрытиями, инвертированными относительно друг друга.
Тем самым документ DE 10 2012 015 900 A1 обеспечивает изображение мотива посредством двух различных цветовых восприятий, на основании двух различных поверхностных областей с инвертированными относительно друг друга структурами базовых элементов, на виде сверху, то есть, при отражении на поверхности защитного элемента.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Задача изобретения состоит в создании альтернативного защитного элемента с оптическими элементами защиты, который обеспечивает повышенную защиту от подделки, является простым в изготовлении, и также может отображать мотив с использованием по меньшей мере двух различных цветовых восприятий.
Отправным пунктом изобретения является плоский защитный элемент с оптическими элементами защиты, включающий по меньшей мере одну первую поверхностную область с первой субволновой структурой, причем структурные элементы, которые определяют первую субволновую структуру, периодически повторяются в плоскости защитного элемента. Чтобы изменить цветовой эффект, который создан субволновой структурой, предусмотрено, что первая субволновая структура по меньшей мере одной подобласти первой поверхностной области дополнительно снабжена интерференционным покрытием для создания эффекта изменения цвета.
Эффект изменения цвета состоит в том, что цветовое восприятие изменяется по мере изменения угла обзора; то есть, интерференционное покрытие изменяет цвет в зависимости от угла обзора.
Это дополнительное интерференционное покрытие обусловливает дополнительное изменение цветового эффекта, который создан субволновой структурой. Поскольку эффекты субволновой структуры и интерференционного покрытия перекрываются, этот суммарный эффект затруднительно воспроизвести с использованием других способов, что повышает защиту от подделки защитного элемента согласно изобретению.
В качестве интерференционного покрытия для создания эффекта изменения цвета в этом случае следует понимать тонкослойную конструкцию, которая создает эффект изменения цвета посредством тонкослойной интерференции. Защитные элементы, которые основаны на тонкослойной интерференции, известны, например, из документа EP 1 558 449 A. Интерференционное покрытие для создания эффекта изменения цвета, далее для сокращения называемое интерференционным покрытием, обычно состоит из двух отдельных слоев: диэлектрического слоя и поглощающего слоя. Дополнительный отражающий слой на другой стороне диэлектрического слоя, то есть, противоположно от поглощающего слоя относительно диэлектрического слоя, отражает электромагнитные волны, в этом случае свет в видимом диапазоне, и тем самым усиливает интерференционный эффект. Диэлектрический слой служит в качестве разделительного слоя, при необходимости, между отражающим слоем и поглощающим слоем. Эффект изменения цвета проявляется, когда интерференционное покрытие рассматривают со стороны поглощающего слоя, то есть, когда свет падает на диэлектрический слой через поглощающий слой.
Для диэлектрического слоя интерференционного покрытия возможны диэлектрические материалы с коэффициентом преломления, меньшим или равным 1,65, например, оксид алюминия (Al2O3), фториды металлов, например, фторид магния (MgF2), фторид алюминия (AlF3), оксид кремния (SiOx), диоксид кремния (SiO2), фторид церия (CeF3), фторид натрия-алюминия (например, Na3AlF6 или Na5Al3F14), фторид неодима (NdF3), фторид лантана (LaF3), фторид самария (SmF3), фторид бария (BaF2), фторид кальция (CaF2), фторид лития (LiF), органические мономеры с низким коэффициентом преломления, и/или органические полимеры с низким коэффициентом преломления.
Однако для диэлектрического слоя интерференционного покрытия также возможны диэлектрические материалы с коэффициентом преломления, превышающим 1,65, например, сульфид цинка (ZnS), оксид цинка (ZnO), диоксид титана (TiO2), углерод (C), оксид индия (In2O3), оксид индия-олова (ITO), пентаоксид тантала (Ta2O5), оксид церия (CeO2), оксид иттрия (Y2O3), оксид европия (Eu2O3), оксиды железа, например, такие как оксид железа (II, III) (Fe3O4) и оксид железа(III) (Fe2O3), нитрид гафния (HfN), карбид гафния (HfC), оксид гафния (HfO2), оксид лантана (La2O3), оксид магния (MgO), оксид неодима (Nd2O3), оксид празеодима (Pr6O11), оксид самария (Sm2O3), триоксид сурьмы (Sb2O3), карбид кремния (SiC), нитрид кремния (Si3N4), монооксид кремния (SiO), триоксид селена (Se2O3), оксид олова (SnO2), триоксид вольфрама (WO3), органические мономеры с высоким коэффициентом преломления, и/или органические полимеры с высоким коэффициентом преломления.
В качестве поглощающего слоя интерференционного покрытия может быть использован металлический слой, будучи при этом слоем чистого металла или, например, слоем, содержащим металлические кластеры. Поглощающий слой предпочтительно включает по меньшей мере один металл из группы, состоящей из алюминия, золота, титана, ванадия, кобальта, вольфрама, ниобия, железа, молибдена, палладия, платины, хрома, серебра, меди, никеля, тантала, олова, и/или их сплавов, например, золота/палладия, меди/никеля, меди/алюминия, или хрома/никеля.
При необходимости, металлический слой может быть использован как отражающий слой интерференционного покрытия, который предпочтительно включает по меньшей мере один металл, выбранный из группы, состоящей из алюминия, золота, хрома, серебра, меди, олова, платины, никеля, и их сплавов, например, никеля/хрома или меди/алюминия. Подобным образом возможно, что отражающий слой содержит полупроводник, например, такой как кремний. Наконец, также возможно, что отражающий слой сформирован нанесением чернил с металлическими пигментами, предпочтительно из металла из вышеуказанной группы. Отражающий слой наносят полностью или частично по всей площади с использованием известных способов, таких как набрызгивание, осаждение из паровой фазы, напыление, или, например, в виде чернил с использованием известных способов печати (глубокая печать, флексографическая печать, шелкотрафаретная печать, цифровая печать), лакированием, способами нанесения покрытий валиком, способами нанесения покрытий из плоскощелевой фильеры, способами нанесения покрытий с рулона на рулон с погружением, или способами поливочного нанесения покрытий, и тому подобными.
В качестве отражающего слоя интерференционного покрытия также может быть использовано то, что называют HRI-слоями (слоями с высоким коэффициентом преломления), которые включают материал с коэффициентом преломления свыше 1,5. Такие HRI-слои включают, например, диэлектрические материалы с коэффициентом преломления, бóльшим или равным 1,65, например, сульфид цинка (ZnS), оксид цинка (ZnO), диоксид титана (TiO2), углерод (C), оксид индия (In2O3), оксид индия-олова (ITO), пентаоксид тантала (Ta2O5), оксид церия (CeO2), оксид иттрия (Y2O3), оксид европия (Eu2O3), оксиды железа, например, такие как оксид железа (II, III) (Fe3O4) и оксид железа(III) (Fe2O3), нитрид гафния (HfN), карбид гафния (HfC), оксид гафния (HfO2), оксид лантана (La2O3), оксид магния (MgO), оксид неодима (Nd2O3), оксид празеодима (Pr6O11), оксид самария (Sm2O3), триоксид сурьмы (Sb2O3), карбид кремния (SiC), нитрид кремния (Si3N4), монооксид кремния (SiO), триоксид селена (Se2O3), оксид олова (SnO2), триоксид вольфрама (WO3), органические мономеры с высоким коэффициентом преломления, и/или органические полимеры с высоким коэффициентом преломления. Эти материалы могут быть либо осаждены из паровой фазы, либо нанесены способами печати (прежде всего, мономеры и полимеры).
Однако в качестве интерференционного покрытия для создания эффекта изменения цвета также могут быть применены холестерические жидкокристаллические слои, в сочетании с темным, предпочтительно черным, напечатанным слоем или с металлизацией. Напечатанные слои с интерференционными пигментами или жидкокристаллическими пигментами также могут быть использованы как интерференционное покрытие для создания эффекта изменения цвета.
Признак, согласно которому первая субволновая структура по меньшей мере одной подобласти первой поверхностной области дополнительно снабжена интерференционным покрытием для создания эффекта изменения цвета, подразумевает, что интерференционное покрытие может покрывать указанную первую поверхностную область только частично или же полностью. Если интерференционным покрытием снабжена только подобласть первой поверхностной области, в первой поверхностной области различимы два различных цвета. Если интерференционным покрытием снабжена вся первая поверхностная область, тогда при определенном угле обзора поверхностная область проявляется только одним цветом, но указанный цвет затруднительно воспроизвести для различных углов обзора, поскольку он меняется на второй цвет по меньшей мере при одном другом угле обзора.
В любом случае изобретение также включает такой аспект, что в расчете на каждый защитный элемент могут наличествовать несколько первых поверхностных областей с первой субволновой структурой. Таким образом могут быть образованы шаблоны из нескольких отдельных элементов шаблона, или, например, могут быть сформированы надписи из нескольких букв. Тогда доступны все возможные вариации первых поверхностных областей: одна или многие первые поверхностные области, которые полностью снабжены интерференционным покрытием, и/или одна или многие первые поверхностные области, которые снабжены интерференционным покрытием только частично.
Плоский защитный элемент имеет малую высоту или толщину, по сравнению с его длиной и шириной. Плоский защитный элемент может представлять собой, например, пленку или лист. Плоский защитный элемент обычно будет иметь единообразную высоту или толщину. Первая и вторая поверхности, которые образуют переднюю и заднюю стороны защитного элемента, обычно будут планарными и пролегающими параллельно друг другу. Субволновые структуры обычно будут протяженными параллельно плоскости защитного элемента; это значит, что направления периодического повторения структурных элементов пролегают параллельно плоскости защитного элемента, тогда как сами структурные элементы, такие как столбики или углубления, конечно, также могут выступать по нормали к плоскости защитного элемента, и обычно это так и будет происходить.
Здесь под субволновыми структурами понимают структуры, которые сформированы из структурных элементов, которые периодически повторяются по меньшей мере в одной плоскости защитного элемента, причем размер индивидуального структурного элемента составляет величину меньше длины волны используемого света. Периодическое повторение структурных элементов может происходить в одном направлении, то есть, в одном измерении, или в двух направлениях, то есть, в двух измерениях. Например, в качестве субволновых структур известны двумерно периодические столбчатые структуры или двумерно периодические структуры с отверстиями, как они разъяснены, например, в документе DE 10 2012 015 900 A1. Тем самым столбики выступают из слоя, тогда как отверстия образованы выемками в слое. В этом смысле столбики представляют собой негативные формы отверстий. Диаметр столбика или отверстия в структуре с отверстиями составляет величину меньше длины волны используемого для освещения света; обычно это видимый свет. Высоту столбика или глубину отверстия выбирают так, что конкретные длины волн погашаются, и отраженный (и, при необходимости, проходящий) свет тем самым имеет цвет, отличающийся от падающего света, обычно белого света. Еще одна возможность состояла бы в создании дополнительных плазмонов, и тем самым достижении дополнительного изменения цвета света; для это цели субволновые структуры формируют с использованием тонких металлических слоев. Это значит, что в случае столбчатой структуры вершины столбиков и поверхность между столбиками, которая находится на высоте нижней части столбиков, имеют металлический слой, но не боковые поверхности столбиков, в такой мере, насколько позволяют условия конкретного производства. Подобным образом, в случае структур с отверстиями, поверхности, на которых размещены отверстия, и дно отверстий содержали бы металлический слой, но не стенки отверстий, в такой мере, насколько это возможно при данных условиях производства.
Субволновые структуры обычно формируют главным образом лаковым слоем, например, из УФ-отверждаемого лака, поверхности которого придают наноструктуру, например, посредством способа тиснения. Затем на этот структурированный лаковый слой наносят интерференционное покрытие согласно изобретению. Если интерференционное покрытие представляет собой тонкослойную конструкцию, включающую поглощающий слой, диэлектрический слой и отражающий слой, металлический отражающий слой мог бы быть использован для дополнительного возбуждения поверхностных плазмонов. Необязательно, между лаковым слоем и металлическим отражающим слоем также может быть нанесен тонкий диэлектрический слой.
Если нет возможности создания металлического отражающего слоя, например, вследствие того, что интерференционное покрытие не является тонкослойной конструкцией с диэлектрическим и поглощающим слоем и отражающим слоем, также было бы возможным, что - до нанесения интерференционного покрытия - дополнительный металлический слой наносят на субволновую структуру для возбуждения поверхностных плазмонов. Необязательно, между лаковым слоем и дополнительным металлическим отражающим слоем также может быть нанесен тонкий диэлектрический слой.
Осаждение металлического отражающего слоя или дополнительного металлического слоя предпочтительно должно быть проведено направленно, например, термическим осаждением из паровой фазы или осаждением способом напыления. В результате направленного осаждения металла мелкие металлические диски образуются на дне отверстий или на столбиках, тогда как на остальной области образуется перфорированная пленка с отверстиями. За счет электрического разделения мелких металлических дисков и перфорированной пленки с отверстиями поверхностные плазмоны могут быть возбуждены падающим светом. Возбуждение поверхностных плазмонов вызывает усиление отражения и поглощения в определенных спектральных диапазонах, которые связаны с окрашиванием. Дополнительный металлический слой субволновой структуры может быть сформирован из Al, Cu, Ag, Au, Pd, Pt, Sn, In, или их сплавов.
После нанесения интерференционного покрытия субволновая структура, покрытая интерференционным покрытием, может быть заполнена, например, таким же лаком, из которого образована субволновая структура.
Периодичность субволновой структуры может составлять величину в диапазоне 200-500 нм; диаметр столбиков и отверстий, или решетчатых отверстий, может составлять величину в диапазоне 100-300 нм. Высота столбиков и глубина отверстий может составлять величину между 30 и 400 нм, в частности, в диапазоне 150-250 нм, например, около 200 нм.
Если интерференционное покрытие представляет собой тонкослойную конструкцию с диэлектрическим и поглощающим слоем, тогда диэлектрический слой обычно имеет толщину в диапазоне 100-500 нм. Толщина поглощающего слоя обычно составляет величину в диапазоне 5-10 нм. Необязательный отражающий слой тонкослойной конструкции типично может иметь толщину 20-50 нм. Также возможной была бы толщина менее 20 нм, например, 5-10 нм, хотя отражающее действие в этом случае становится меньшим. Если интерференционное покрытие не является тонкослойной конструкцией, необязательный дополнительный металлический слой для возбуждения поверхностных плазмонов может иметь толщину от 5 до 100 нм, предпочтительно толщину менее 40 нм, в частности, предпочтительно толщину менее 20 нм, например, 5-10 нм.
В дополнение, защитный элемент также может включать одну или несколько поверхностных областей, которые не имеют ни субволновой структуры, ни интерференционного покрытия. Эти области тогда могут быть напечатаны в цвете и/или с информацией, или, например, снабжены другими элементами защиты.
Согласно изобретению предусмотрено, что смежно с первой поверхностной областью размещена неструктурированная поверхностная область, которая не имеет субволновую структуру, но имеет, по меньшей мере на одной подобласти, такое же интерференционное покрытие, как по меньшей мере одна подобласть первой поверхностной области. Тем самым имеется по меньшей мере одна первая поверхностная область с субволновой структурой и смежная с нею одна поверхностная область без субволновой структуры, причем обе поверхностных области частично, в частности, полностью, снабжены одинаковым интерференционным покрытием. Таким образом, присутствует, например, по меньшей мере одно непрерывное интерференционное покрытие, которое покрывает как поверхностные области, имеющие субволновую структуру, так и поверхностные области без субволновой структуры. В частности, единое сплошное интерференционное покрытие может покрывать все первые поверхностные области с субволновой структурой и все поверхностные области без субволновой структуры. Единое непрерывное интерференционное покрытие может быть сформировано более простым путем, нежели несколько отдельных друг от друга поверхностных областей с интерференционным покрытием.
Если применяют соответствующее количество соответственно малых первых поверхностных областей и соответствующее количество соответственно малых неструктурированных поверхностных областей, тем самым могут быть образованы двухцветные изображения с высоким разрешением.
В одном варианте осуществления изобретения предусмотрено, что защитный элемент включает, в дополнение к первой поверхностной области с первой субволновой структурой, по меньшей мере одну вторую поверхностную область со второй субволновой структурой, причем первая поверхностная область размещена рядом со второй поверхностной областью, причем структурные элементы, которые определяют первые и вторые субволновые структуры, и которые периодически повторяются в плоскости защитного элемента, являются различными в обеих поверхностных областях.
В этом случае в падающем свете для определенного угла обзора могут быть созданы даже три различных цвета, один от первой субволновой структуры первой поверхностной области, один от второй субволновой структуры второй поверхностной области, и один от дополнительного интерференционного покрытия в подобласти первой поверхностной области. Если вся первая поверхностная область покрыта одинаковым интерференционным покрытием, только два различных цвета могут быть сделаны проявляющимися для определенного угла обзора, но цвет первой поверхностной области, изменяющийся для различных углов обзора, является трудно воспроизводимым.
В еще одном варианте осуществления изобретения предусмотрено, что защитный элемент включает, в дополнение к первой поверхностной области с первой субволновой структурой, по меньшей мере одну вторую поверхностную область со второй субволновой структурой, причем первая поверхностная область размещена рядом со второй поверхностной областью, причем структурные элементы, которые определяют первые и вторые субволновые структуры, и которые периодически повторяются в плоскости защитного элемента, являются одинаковыми для обеих поверхностных областей, но в первой поверхностной области ориентированы в направлении первой поверхности защитного элемента, и во второй поверхностной области ориентированы в направлении второй поверхности защитного элемента, которая является противолежащей относительно первой поверхности.
Таким образом, если бы отражали первую субволновую структуру первой поверхностной области на плоскость, которая пролегает параллельно плоскости защитного элемента в защитном элементе, и затем сдвигали бы во вторую поверхностную область вдоль этой плоскости симметрии, то получили бы вторую субволновую структуру второй поверхностной области.
В этом случае в падающем свете также могут быть созданы три различных цвета, один первой субволновой структурой первой поверхностной области, один второй субволновой структурой второй поверхностной области, и один дополнительным интерференционным покрытием в подобласти первой поверхностной области.
Если вся первая поверхностная область покрыта одним и тем же интерференционным покрытием, только два различных цвета могут быть сделаны проявляющимися для определенного угла обзора, но цвет первой поверхностной области, изменяющиеся для различных углов обзора, является трудно воспроизводимым.
В дополнительном усовершенствовании обоих вариантов осуществления, имеющих две различные субволновые структуры, или две субволновые структуры, инвертированные относительно друг друга, может быть предусмотрено, что вторая субволновая структура по меньшей мере на одной части второй поверхностной области дополнительно снабжена интерференционным покрытием для создания эффекта изменения цвета. Таким образом в падающем свете может быть создано до четырех различных цветов для определенного угла обзора, поскольку во второй поверхностной области частичное размещение интерференционного покрытия также вызывает изменение отраженного света в этой области второй поверхностной области. В отношении конструкции интерференционное покрытие может быть сформировано одинаковым для первой и второй поверхностных областей, то есть, может проявлять одинаковое оптическое поведение. Таким образом, например, интерференционное покрытие могло бы полностью заполнять первую и вторую поверхностные области. Тогда защитный элемент показывал бы под определенным углом обзора два цвета, которые в каждом случае являются трудно воспроизводимыми.
Однако интерференционное покрытие также могло бы иметь иную конфигурацию слоев (например, с различной толщиной разделительного слоя) в первой поверхностной области, нежели во второй поверхностной области, так, что интерференционное покрытие во второй поверхностной области проявляет иную оптическую характеристику, и тем самым другой цвет, чем цвет в первой поверхностной области.
Конечно, для каждой поверхностной области, то есть, на той же субволновой структуре, также могут быть нанесены различные интерференционные покрытия рядом друг с другом, чтобы, например, вследствие различной конфигурации слоев интерференционных покрытий создавать соответственно различные цвета для каждой поверхностной области. Соответственно этому, в одном варианте осуществления изобретения предусмотрено, что первая субволновая структура первой поверхностной области, и/или, возможно, вторая субволновая структура второй поверхностной области, включают два или более различных интерференционных покрытий рядом друг с другом для создания эффекта изменения цвета. Термин «различные интерференционные покрытия» следует понимать как означающий, что с этими покрытиями соответственно достигается различный эффект изменения цвета. Для этой цели различные интерференционные покрытия могут быть сформированы согласно одному и тому же принципу, например, все из них могли бы включать тонкослойную конструкцию по меньшей мере с поглощающим и диэлектрическим слоем, но могли бы различаться в отношении материала и/или толщины диэлектрического слоя. Или же для интерференционных покрытий могут быть применены различные принципы, например, в том плане, что одно интерференционное покрытие включает тонкослойную конструкцию, еще одно интерференционное покрытие представляет собой холестерический жидкокристаллический слой, или слои с различными интерференционными пигментами или жидкокристаллическими пигментами.
Может быть предусмотрено, что по меньшей мере одна первая поверхностная область (с первой субволновой структурой) размещена смежно со второй поверхностной областью (со второй субволновой структурой). Первая и вторая поверхностные области тем самым могут быть непосредственно смежными друг с другом, что позволяет создать взаимосвязанный, защищенный от подделки мотив, или могут быть размещены на расстоянии друг от друга, что обеспечивает возможность размещения дополнительных элементов защиты между двумя поверхностными областями.
В частности, может быть предусмотрено, что первая поверхностная область размещена на расстоянии от второй поверхностной области, причем между первой и второй поверхностными областями находится неструктурированная поверхностная область, которая не содержит субволновую структуру.
В одном варианте осуществления изобретения предусмотрено, что структурные элементы, которые определяют первую и вторую субволновые структуры, включают столбики или отверстия, и плоскость верхних поверхностей столбиков в первой поверхностной области соответствует плоскости окружающих поверхностей столбиков во второй поверхностной области, или что плоскость донных участков отверстий в первой поверхностной области соответствует плоскости окружающих поверхностей отверстий во второй поверхностной области.
В одном варианте осуществления изобретения предусмотрено, что интерференционное покрытие нанесено непосредственно на субволновую структуру по меньшей мере в одной поверхностной области. Интерференционное покрытие обычно нанесено непосредственно на субволновую структуру. Наоборот, субволновая структура также может быть нанесена на интерференционное покрытие, в обоих случаях нет других слоев между субволновой структурой и интерференционным покрытием; субволновая структура и интерференционное покрытие размещены непосредственно рядом друг с другом. Однако также было бы возможно, что между субволновой структурой и интерференционным покрытием размещены один или многие слои.
В одном варианте осуществления изобретения предусмотрено, что рабочая глубина субволновой структуры является меньшей, чем толщина интерференционного покрытия. Рабочая глубина соответствует высоте структурных элементов. Для столбиков рабочая глубина представляет собой высоту столбика; для отверстий рабочая глубина представляет собой глубину отверстия. В случае тонкослойной конструкции без отражающего слоя толщина интерференционного покрытия соответствует сумме толщин диэлектрического слоя и поглощающего слоя. В случае тонкослойной конструкции с отражающим слоем толщина интерференционного покрытия соответствует сумме толщин диэлектрического слоя, поглощающего слоя и отражающего слоя.
Защитный элемент, согласно изобретению, обычно включает несущую подложку, на которую нанесены субволновая структура и интерференционное покрытие. Возможные несущие подложки, например, представляют собой прозрачные несущие пленки, предпочтительно гибкие пластиковые пленки, например, из полиимида (PI), полипропилена (PP), моноаксиально ориентированного полипропилена (MOPP), биаксиально ориентированного полипропилена (BOPP), полиэтилена (PE), полипропиленсульфида (PPS), полиэфирэфиркетона (PEEK), полиэфиркетона (PEK), полиэтиленимида (PEI), полисульфона (PSU), полиарилэфиркетона (PAEK), полиэтиленнафталата (PEN), жидкокристаллических полимеров (LCP), сложного полиэфира, полибутилентерефталата (PBT), полиэтилентерефталата (PET), полиамида (PA), поликарбоната (PC), циклоолефиновых сополимеров (COC), полиоксиметилена (POM), акрилонитрил-бутадиен-стирольного сополимера (ABS), поливинилхлорида (PVC), этилен-тетрафторэтилена (ETFE), политетрафторэтилена (PTFE), поливинилфторида (PVF), поливинилиденфторида (PVDF), и фторированного терполимера этилен-тетрафторэтилен- гексафторпропилена (EFEP). Несущие пленки могут быть прозрачными, просвечивающими, полупрозрачными или непрозрачными.
Несущая подложка предпочтительно имеет толщину 5-700 мкм, предпочтительно 5-200 мкм, в особенности предпочтительно 5-50 мкм.
Защитный элемент, содержащий субволновую структуру и интерференционное покрытие, на одной или на обеих поверхностях также может быть подвергнут поверхностной обработке, покрыт или ламинирован, например, покрыт или ламинирован пластиками, или лакирован, чтобы обеспечивать защиту элементов защиты, присутствующих на защитном элементе, от механических, физических и/или химических воздействий. Защитное лаковое покрытие, например, может быть сформировано на основе нитроцеллюлозы, акрилатов и их сополимеров, полиамидов и их сополимеров, поливинилхлоридов и их сополимеров, или может быть составлено сшитым лаком. Кроме того, защитный элемент может быть снабжен адгезивным слоем на одной или обеих сторонах, чтобы обеспечить возможность фиксирования на или в устройстве для хранения информации или на ценном документе. Этот адгезивный слой может быть выполнен либо в форме термоплавкого покрытия, холодного клеевого материала, либо самоклеящегося покрытия.
Элементы защиты согласно изобретению, которые сформированы субволновой структурой и интерференционным покрытием, тем самым могут быть нанесены на несущую подложку, чтобы создать защитный элемент. Этот защитный элемент тогда может быть изготовлен по заказу, до или после поверхностной обработки, и может быть, по меньшей мере частично, встроен в носитель информации или в ценный документ, или нанесен на носитель информации или на ценный документ, в виде ленты, полоски или накладки. В этом смысле изобретение также включает носитель информации или ценный документ, например, банкноту, которые включают защитный элемент согласно изобретению.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Теперь изобретение будет разъяснено более подробно с помощью схематических чертежей, которые изображают примерные варианты осуществления устройства согласно изобретению. Тем самым нижеследующее показывает:
Фиг. 1 вид сверху плоского защитного элемента согласно изобретению, пока без интерференционного покрытия;
Фиг. 2 вид сверху плоского защитного элемента из Фиг. 1, с интерференционным покрытием;
Фиг. 3 вид в продольном разрезе, проведенном через защитный элемент из Фиг. 2, согласно линии А-А сечения;
Фиг. 4 пвид в продольном разрезе, проведенном через защитный элемент согласно изобретению, с двумя субволновыми структурами и интерференционным покрытием;
Фиг. 5 вид в продольном разрезе, проведенном через защитный элемент согласно изобретению, с двумя субволновыми структурами, перевернутыми относительно друг друга, и интерференционным покрытием.
ВАРИАНТЫ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Фиг. 1 показывает вид сверху плоского защитного элемента 4, который в этом случае является прямоугольным. В первой поверхностной области 1 он включает первую субволновую структуру. В смежной поверхностной области субволновая структура не предусмотрена; это представляет собой неструктурированную поверхностную область 3. Граница между двумя поверхностными областями 1, 3 образована диагональю прямоугольника.
Чтобы сформировать защитный элемент 4 с признаком интерференционного покрытия 5 согласно изобретению, затем интерференционное покрытие 5 наносят на прямоугольную подобласть защитного элемента 4, но не на остальную часть защитного элемента 4; смотри Фиг. 2, где интерференционное покрытие 5 покрывает немного больше, чем правую половину защитного элемента 4. В этом случае интерференционное покрытие 5 имеет одинаковые свойства повсюду, то есть, оно представляет собой одинаково сформированное интерференционное покрытие, распределенное совокупно на обе поверхностных области 1, 3. Интерференционное покрытие 5 тем самым повсюду имеет одинаковую толщину и одинаковую конструкцию. В этом варианте все еще возможно достижение эффектов четырех различных цветов.
Конечно, на защитном элементе 4 могут присутствовать одна или несколько имеющих иную форму первых поверхностных областей 1 с первой субволновой структурой, и могут присутствовать несколько отделенных первых поверхностных областей 1 с первой субволновой структурой, причем одна непрерывная или несколько отделенных неструктурированных поверхностных областей 3 могут быть размещены между и/или вокруг этих первых поверхностных областей 1. В этом случае все поверхностные области 1, 3 тем самым могут быть снабжены одним и тем же сплошным интерференционным покрытием 5, или же только некоторые поверхностные области 1, 3 могут быть полностью или частично покрыты сплошным по всей площади интерференционным покрытием 5. Или же несколько отделенных друг от друга области могут быть снабжены интерференционным покрытием 5, которое покрывает только соответствующие первые поверхностные области 1. Или же область(-ти) интерференционного покрытия 5 не полностью перекрывает(-ют) первые поверхностные области 1, и образует(-ют) обусловленный этим рисунок.
Иллюстрированный защитный элемент 4 может быть частью ценного документа, например, может покрывать подобласть ценного документа.
Фиг. 3 показывает вид в продольном разрезе, проведенном через защитный элемент 4, чтобы изобразить конфигурацию субволновой структуры и интерференционного покрытия 5. Тем самым плоскость защитного элемента 4 здесь пролегает горизонтально. Первая субволновая структура предусмотрена в первой поверхностной области 1. Эта структура состоит из столбиков 8, которые периодически повторяются в двух направлениях, каждый с одним периодом Р. В этом случае виден только период Р по направлению слева направо в плоскости чертежа. Период по направлению нормали к плоскости чертежа может быть таким же или отличающимся от периода в плоскости чертежа. Высота столбиков 8 соответствует рабочей глубине Т субволновой структуры. Столбики 8 могут иметь любое желательное поперечное сечение, например, круглое, овальное, прямоугольное или квадратное. Поперечное сечение должно быть, насколько это возможно в условиях изготовления, идеально постоянным по высоте столбика 8.
Затем на субволновую структуру первой поверхностной области 1 и на неструктурированную поверхностную область 3 наносят интерференционное покрытие 5, которое в этом случае состоит из трех слоев: отражающего слоя 13, нанесенного непосредственно на верхнюю поверхность 9 столбика 8, на окружающую поверхность 10 столбика 8, и на поверхность неструктурированной поверхностной области 3. Затем на этот отражающий слой 13 нанесен диэлектрический слой 6. На диэлектрический слой 6 нанесен поглощающий слой 7. Отражающий слой 13 необязательно мог бы быть исключен. Затем на поглощающий слой 7 наносят покрытие или проводят ламинирование.
При наличии, как правило, металлического, отражающего слоя 13 в интерференционном покрытии также могут быть возбуждены плазмонные эффекты.
В этом случае свет падал бы на защитный элемент сверху; цветовой эффект, который может быть вызван субволновой структурой вместе с интерференционным покрытием, был бы соответственно виден в отраженном свете, то есть, сверху. Свет мог бы также падать на защитный элемент снизу (если несущая подложка 12 является прозрачной); цветовой эффект, который вызван субволновой структурой, подобным образом был бы соответственно виден в отраженном свете, то есть, снизу. Однако не исключен цветовой эффект в проходящем свете (если несущая подложка 12 является прозрачной).
Фиг. 4 показывает вид в продольном разрезе, проведенном через защитный элемент 4, который включает две различных субволновых структуры. Первая субволновая структура предусмотрена в первой поверхностной области 1. Во второй поверхностной области 2 предусмотрена вторая субволновая структура, которая отличается от первой тем, что ее столбики 11 являются менее высокими и менее широкими. Эти столбики 11 также периодически повторяются по двум направлениям, каждый с одним периодом, который в плокости чертежа может быть таким же или отличаться от периода, который перпендикулярен плоскости чертежа. Период субволновой структуры первой поверхностной области 1 может отличаться от периода второй поверхностной области 2. Две поверхностных области 1, 2 с субволновыми структурами разделены неструктурированной поверхностной областью 3 без субволновых структур. Все три поверхностных области 1-3 снабжены одним и тем же интерференционным покрытием 5.
В этом случае при различных углах обзора можно создавать до шести различных цветовых восприятий, по два различных цветовых восприятия на каждую поверхностную область 1-3. Если первая поверхностная область 1 и/или вторая поверхностная область 2 не полностью покрыты интерференционным покрытием 5, то есть, в Фиг. 4, например, области, пролегающие дальше налево или направо, уже больше не несут интерференционное покрытие 5, то при одинаковом угле обзора от каждой структурированной поверхностной области 1, 2 также могут быть достигнуты два различных цветовых восприятия.
Однако также могла бы быть исключена неструктурированная поверхностная область 3, так что первая поверхностная область 1 и вторая поверхностная область 2 оказываются непосредственно смежными между собой. Также могут быть предусмотрены дополнительные поверхностные области, тоже с другими субволновыми структурами.
Фиг. 5 показывает вид в продольном разрезе, проведенном через защитный элемент 4, который включает две различных субволновых структуры. Обе субволновых структуры сформированы с использованием одинаковых структурных элементов, а именно, столбиков 11, но в этом случае столбики 11, которые периодически повторяются по двум направлениям в плоскости защитного элемента 4, ориентированы в сторону первой поверхности защитного элемента 4 в первой поверхностной области 1, и ориентированы в сторону второй поверхности защитного элемента 4 во второй поверхностной области 2, которая является противолежащей относительно первой поверхности. Обе поверхностных области 1, 2 снабжены одинаковым интерференционным покрытием 5. Две поверхностных области 1, 2 с субволновыми структурами также могли бы быть разделены неструктурированной поверхностной областью 3 без субволновых структур.
В этом варианте осуществления субволновая структура второй поверхностной области 2 соответствует показанной в Фиг. 4. Здесь субволновая структура первой поверхностной области 1 является зеркальным отражением второй поверхностной области 2, а именно, по плоскости, которая в этом случае является горизонтальной. Столбики 11 первой поверхностной области 1 в этом случае направлены вниз и образуются, когда заполнены углубления в несущей подложке 12.
Здесь плоскость верхних поверхностей 9 столбиков 11 в первой поверхностной области 1 пролегает в плоскости окружающих поверхностей 10 столбиков 11 во второй поверхностной области 1.
СПИСОК ССЫЛОЧНЫХ ПОЗИЦИЙ
1 первая поверхностная область
2 вторая поверхностная область
3 неструктурированная поверхностная область
4 защитный элемент
5 интерференционное покрытие
6 диэлектрический слой
7 поглощающий слой
8 столбик
9 верхняя поверхность столбика
10 окружающая поверхность столбика
11 столбик
12 несущая подложка
13 отражающий слой
P период
T рабочая глубина
Группа изобретений относится к плоскому защитному элементу с оптическими элементами защиты и к ценному документу, включающему такой защитный элемент. При этом плоский защитный элемент (4) включает по меньшей мере одну первую поверхностную область (1) с первой субволновой структурой, в которой структурные элементы, которые определяют первую субволновую структуру, периодически повторяются в плоскости защитного элемента (4). Чтобы иметь возможность изобразить мотив с повышенной защитой от подделки с использованием по меньшей мере двух различных цветовых восприятий, каковой мотив является легко создаваемым, предусмотрено, что первая субволновая структура по меньшей мере одной подобласти первой поверхностной области (1) дополнительно снабжена интерференционным покрытием (5) для создания эффекта изменения цвета. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 5 ил.
1. Плоский защитный элемент (4) с оптическими элементами защиты, включающий по меньшей мере одну первую поверхностную область (1) с первой субволновой структурой, причем структурные элементы, которые определяют первую субволновую структуру, периодически повторяются в плоскости защитного элемента (4), причем первая субволновая структура по меньшей мере одной подобласти первой поверхностной области (1) дополнительно снабжена интерференционным покрытием (5) для создания эффекта изменения цвета, отличающийся тем, что смежно с первой поверхностной областью (1) размещена неструктурированная поверхностная область (3), которая не имеет субволновую структуру, но имеет, по меньшей мере на одной подобласти, такое же интерференционное покрытие (5), как по меньшей мере одна подобласть первой поверхностной области (1), причем мотив отображается первой поверхностной областью (1) и неструктурированной поверхностной областью (3), причем цветовой эффект, который создан субволновой структурой, изменяется посредством интерференционного покрытия (5).
2. Плоский защитный элемент (4) по п. 1, отличающийся тем, что защитный элемент включает, в дополнение к первой поверхностной области (1) с первой субволновой структурой, по меньшей мере одну вторую поверхностную область (2) со второй субволновой структурой, причем структурные элементы, которые определяют первые и вторые субволновые структуры, и которые периодически повторяются в плоскости защитного элемента (4), являются различными для обеих поверхностных областей.
3. Плоский защитный элемент (4) по п. 1, отличающийся тем, что защитный элемент включает, в дополнение к первой поверхностной области (1) с первой субволновой структурой, по меньшей мере одну вторую поверхностную область (2) со второй субволновой структурой, причем структурные элементы, которые определяют первые и вторые субволновые структуры, и которые периодически повторяются в плоскости защитного элемента (4), являются одинаковыми для обеих поверхностных областей, но в первой поверхностной области (1) ориентированы в направлении первой поверхности защитного элемента, и во второй поверхностной области (2) ориентированы в направлении второй поверхности защитного элемента, которая является противолежащей относительно первой поверхности.
4. Плоский защитный элемент (4) по п. 2 или 3, отличающийся тем, что вторая субволновая структура по меньшей мере в одной части второй поверхностной области (2) дополнительно снабжена интерференционным покрытием (5) для создания эффекта изменения цвета.
5. Плоский защитный элемент (4) по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что первая субволновая структура первой поверхностной области (1) и/или, при необходимости, вторая субволновая структура второй поверхностной области (2) включают два или более различных интерференционных покрытий (5) для создания эффекта изменения цвета.
6. Плоский защитный элемент (4) по любому из пп. 2-5, отличающийся тем, что по меньшей мере одна первая поверхностная область (1) размещена смежной со второй поверхностной областью (2).
7. Плоский защитный элемент (4) по любому из пп. 2-6, отличающийся тем, что первая поверхностная область (1) размещена на расстоянии от второй поверхностной области (2), причем между первой и второй поверхностными областями находится неструктурированная поверхностная область (3), которая не имеет субволновую структуру.
8. Плоский защитный элемент (4) по любому из пп. 2-7, отличающийся тем, что структурные элементы, которые определяют первые и вторые субволновые структуры, включают столбики (8, 11) или отверстия, и плоскость верхних поверхностей столбиков (8, 11) в первой поверхностной области (1) соответствует плоскости окружающих поверхностей столбиков (8, 11) во второй поверхностной области (2), или плоскость донных частей отверстий в первой поверхностной области (1) соответствует плоскости окружающих поверхностей отверстий во второй поверхностной области (2).
9. Плоский защитный элемент (4) по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что интерференционное покрытие (5) нанесено непосредственно на субволновую структуру по меньшей мере в одной поверхностной области (1, 2).
10. Плоский защитный элемент (4) по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что рабочая глубина (Т) субволновой структуры является меньшей, чем толщина интерференционного покрытия (5).
11. Ценный документ, включающий защитный элемент по любому из пп. 1-10.
| US 10207533 B2, 19.02.2019 | |||
| EP 3477346 A1, 01.05.2019 | |||
| DE 102012015900 A1, 06.03.2014 | |||
| ЗАЩИТНЫЙ ЭЛЕМЕНТ В ВИДЕ МНОГОСЛОЙНОГО ПЛЕНОЧНОГО ТЕЛА | 2005 |
|
RU2357869C2 |
| ОПТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ | 2010 |
|
RU2531847C2 |
