(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
有価ドキュメントに適用される無彩色のセキュリティエレメントであって、
該無彩色のセキュリティエレメントが、
熱可塑性ポリマー又は放射線硬化性ポリマーから形成される層を含み、該層が、鏡面反射領域及び１〜１００μｍのオーダーの寸法を有する、乱反射微小構造を有する乱反射領域を有するようにエンボス加工されており、その際に、該層が表面のトポグラフィーの非周期性を有することを特徴とする、上記の無彩色のセキュリティエレメント。
【請求項２】
前記熱可塑性の層又は放射線硬化性の層が、支持基板上に設けられることを特徴とする、請求項１に記載の無彩色のセキュリティエレメント。
【請求項３】
前記乱反射微小構造が組み合わされて、写実的なハーフトーン画像を形成することを特徴とする、請求項１又は２に記載の無彩色のセキュリティエレメント。
【請求項４】
前記乱反射微小構造が組み合わされて、三次元の奥行きのある外観（ｔｈｒｅｅ  ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ  ｄｅｐｔｈ  ａｐｐｅａｒａｎｃｅ）を有する画像を形成することを特徴とする、請求項１又は２に記載の無彩色のセキュリティエレメント。
【請求項５】
前記乱反射微小構造が組み合わされて、紙幣プリント（凹版プリント）又は透かし模様（ｗａｔｅｒｍａｒｋ）に似た画像を形成することを特徴とする、請求項１又は２に記載の無彩色のセキュリティエレメント。
【請求項６】
前記乱反射微小構造が、写実的なハーフトーン画像及び／又は三次元の奥行きのある外観（ｔｈｒｅｅ  ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ  ｄｅｐｔｈ  ａｐｐｅａｒａｎｃｅ）を有する画像及び／又は紙幣プリント又は透かし模様に似た画像を形成することを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一つに記載の無彩色のセキュリティエレメント。
【請求項７】
前記乱反射微小構造が、金属層、金属合金層、金属化合物層、金属インキ層又は高屈折率層で完全に又は部分的に被覆されることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一つに記載の無彩色のセキュリティエレメント。
【請求項８】
前記乱反射微小構造が、着色された金属化合物で完全に又は部分的に被覆されていることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一つに記載の無彩色のセキュリティエレメント。
【請求項９】
前記乱反射微小構造が、金属層、金属インキ層、金属合金層、金属化合物層又は高屈折率層からなる群から選択される、少なくとも二つの異なる層で被覆されることを特徴とする、請求項７又は８に記載の無彩色のセキュリティエレメント。
【請求項１０】
前記乱反射微小構造が、写実的なハーフトーン画像に配置され、そして部分金属層がハーフトーン画像としても適用されることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一つに記載の無彩色のセキュリティエレメント。
【請求項１１】
前記セキュリティエレメントが、蛍光特性、燐光性特性、サーモクロミック特性、変光特性、磁性特性及び／又は導電特性を有する、連続的な又は部分的なコーティングをさらに含むことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一つに記載の無彩色のセキュリティエレメント。
【請求項１２】
さらに保護層を含む、請求項１〜１１のいずれか一つに記載の無彩色のセキュリティエレメント。
【請求項１３】
低温封止層又は高温封止層又は自着層のような接着層をさらに含む、請求項１〜１２のいずれか一つに記載の無彩色のセキュリティエレメント。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれか一つに記載の無彩色のセキュリティエレメントを含む有価ドキュメントであって、該セキュリティエレメントが、少なくとも部分的に該有価ドキュメント中へ埋設されることを特徴とする、上記の有価ドキュメント。
【請求項１５】
請求項１〜１３のいずれか一つに記載の無彩色のセキュリティエレメントを含む有価ドキュメントであって、前記セキュリティエレメントが、支持フィルムを除去するか又は除去せずに有価ドキュメントの表面に適用されることを特徴とする、上記の有価ドキュメント。
【請求項１６】
請求項１〜１３のいずれか一つに記載の無彩色のセキュリティエレメントを製造する方法であって、次の工程、
・支持基板を提供する工程、
・該支持基板を、熱可塑性ポリマーコーティング又は放射線硬化性ポリマーコーティングで被覆する工程、
・該コーティングを、１〜１００μｍのオーダーの寸法を有する乱反射微小構造でエンボス加工する工程、
を含む、上記の方法。
【請求項１７】
前記乱反射微小構造を、金属層、金属インキ層、金属合金層、金属化合物層又は高反屈折率層からなる群から選択される一つ又は少なくとも二つの異なる層で被覆する工程をさらに含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
蛍光特性、燐光性特性、サーモクロミック特性、変光特性、磁性特性及び／又は導電特性を有する、連続的な又は部分的なコーティングを適用する工程をさらに含む、請求項１６又は１７に記載の方法。
【請求項１９】
保護層及び／又は接着層を適用する工程をさらに含む、請求項１６〜１８のいずれか一つに記載の方法。
【請求項２０】
紙幣及び硬貨を含む通貨システムであって、該紙幣及び硬貨が、請求項１〜１３のいずれか一つに記載の無彩色のセキュリティエレメントを含むことを特徴とする、上記のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有価証券、カード、紙幣等のためのセキュリティエレメントであって、偽造が困難な、無彩色の一次レベルセキュリティを有する該エレメントに関する。
【背景技術】
【０００２】
ホログラムセキュリティのストライプ又はスレッドは、紙幣及び有価ドキュメントのための一次レベルのセキュリティ特徴（ｆｅａｔｕｒｅ）として良く知られており、そして機械可読及び／又は犯罪科学的エレメントの導入によって追加的な二次−及び三次−レベルセキュリティを与える。これらの特徴のほとんどは、表面レリーフの形態の回折エレメントを含み、それらの構造エレメントは、１０〜１，０００ｎｍの範囲の寸法を有する、すなわち、それらは、可視光の波長範囲内にある。観察者が見る視覚的効果は、セキュリティエレメントが傾くか又はねじれた際の虹様の色彩変化である。運動学的効果又はフリップ・フロップ効果もまた創出される。つい最近では、これらの回折特徴が、非回折特徴又は無彩色特徴と組み合わされて、そのスペクトル成分に分割することなく、反射率及び／又は反射光の強度の転調を示す。そのような特徴の特別なタイプは、三次元の外観を模倣することができる。そのような無彩色の微小構造は、可視光（＜１００ｎｍ）の波長より十分小さいか、又はその波長よりも十分大きい（＞１．５μｍ）。微小構造は、意図的に創られた、不規則な、規則的な、又はランダムな表面構造を含むことができる。
【０００３】
国際公開第２００８／１０４２７７Ａ号パンフレット（特許文献１）は、二つ又はより多くの格子フィールドを含み、それらのそれぞれが、複数の格子状の破線を有する格子パターンを含む、格子状画像を開示している。それらの格子フィールドの少なくとも一つは、見る角度に依存した可視外観を有する無彩色の格子フィールドである。格子フィールドは、一つの内側にもう一つと入れ子になった部分領域から形成される。少なくとも一次元におけるそれの拡張は、裸眼の解像度限界を下回る。
【０００４】
ドイツ国特許出願公開第１０２００７０２００２６Ａ号（特許文献２）は、記号、模様又はコードの形態のモチーフ区画を有する、透明又は半透明な特徴の層で覆われた少なくとも一つのウィンドウを含むセキュリティペーパーを開示している。そのモチーフ区画は、その特徴の層の反対側から見た際に異なった外観を与える、角度に依存した伝達特性及び反射特性を有する無彩色微小構造を含む。
【０００５】
国際公開第２００７／１３１３７５Ａ号パンフレット（特許文献３）は、視覚効果の表面レリーフ微小構造を有するエレメント、及びそれらの製造方法を開示している。その表面レリーフ微小構造は、上面の範囲及び下面の範囲の表面転調を有する。その表面領域の第一の横方向には、平均して、上面の範囲から下面の範囲への、又はその逆の、それぞれ２０μｍ以内の、少なくとも一つの転移が存在する。該第一の方向に対して垂直なマスクの第二の横方向には、平均して、第一の区画から第二の区画への、又はその逆の、それぞれ２００μｍ以内の、少なくとも一つの転移が存在する。
【０００６】
微小構造中、（ｉ）第一の方向において、転移の横方向の配置は非周期的であり、そして（ｉｉ）上面の範囲は、実質的に同じ上面のレリーフ台にあり、かつ、下面の範囲は、実質的に同じ下面のレリーフ台にある。散乱効果によって、表面レリーフ微小構造は、ポジティブ−ネガティブの画像フリップを有するディスプレイ画像に適し、これは、別個のそして飽和した色彩外観であるが、同時に、虹様の色彩は示さない、色彩外観を有利に有する。
【０００７】
国際公開第２００７／０２７１２２Ａ号パンフレット（特許文献４）は、支持体を含むセキュリティラベルを開示しており、その支持体の背面には、セキュリティラベルを保護する物品に適用するための糊の層が施されている。表側には、目に見えるグラフィック画像が埋設される。さらに、その表側には、メイン画像スクリーン構造ラインと、非均一なクロスポイントシステム（ｃｒｏｓｓ  ｐｏｉｎｔ  ｓｙｓｔｅｍ）が形成されるように交差する、複数のスロットの形態のプロフィルが設けられ、その際、そのクロスポイントシステムは、入射角が変更されるか、又は支持体が特定の傾斜角で観察される際に、メイン画像のバックグラウンド上に表示可能な追加的な潜在画像を形成する。メイン画像のスクリーンレリーフ及び／又は構造には幾何学的な歪みが設けられ、その値は、追加的画像の色調尺度値に相当し、そして、保護する物品表面に貼られたセキュリティラベルを、許可無く機械的に分離しようとする試みによる支持体の完全性の侵害を考慮するようにスロットの深さは選択される。
【０００８】
欧州特許出願公開第０３３０７３８Ａ号（特許文献５）は、基板中に埋設された巨視的構造が設けられたドキュメントを開示している。その構造は、視覚的に作用するカバーが設けられており、そして保護カバーの下は保護される。構造は、いくつかの表面部分からなり、それら部分は、顕微鏡的なレリーフ構造によって画定され、そして、光回折効果の結果、肉眼での観察下では互いに異なっている。表面部分のいくつかは０．３ｍｍ未満であり、そして、個々に、又は構造中列をなして現れ、それにより、表面部分間の距離は、０．３ｍｍ未満である。ドキュメントは、肉眼には点のメッシュ及び線からなる模様を示す。拡大鏡を介してドキュメントを見る検査官は、点と線が、キャラクター、数字及びその他のグラフィック特徴（ｆｅａｔｕｒｅｓ）に変わって見えることになる。
【０００９】
ドイツ国特許出願第１０２００６０３９００Ａ号（特許文献６）は、セキュリティ特徴を有するドキュメント又はラベルの製造方法を開示している。該方法は、適当なレーザーで処理することによる、単層化又は多層化された原材料の製造を含む。レーザーのパラメーターは、製造の間動的に変化する。異なる深さを、又は異なる深さに刻印することは、ドキュメント又はラベルの製造の間にレーザーのパラメーターを変えることによって行うことができ、そして、深いレリーフは、マークがラベルされたセキュリティの特徴として相互に関連づけられる。
【００１０】
国際公開第２００４／０７７４６８Ａ号パンフレット（特許文献７）は、格子状構造を有する安全要素を開示している。その構造は、ある波長未満の格子定数が設けられた少なくとも一つの第一の部分からなり、該波長において、該部分は観察可能であり、そして、レリーフ構造の形態に具現化され、そのレリーフの高さは、所定のスペクトル範囲内でゼロ次の格子画像が観察できるように定義される。該部分は、一方向において０．５ｍｍ未満の寸法を有する。
【００１１】
国際公開第２００５／０７１４４４Ａ号パンフレット（特許文献８）は、一つ又はいくつかの格子フィールドからなる格子状画像を開示しており、該格子フィールドのそれぞれは、電磁放射線に影響を与える格子パターン及び複数の格子状の破線を含む。格子状の破線は、次のパラメーターによって特徴付けられる。すなわち、配向、曲率、距離及びプロフィルである。該格子画像の格子フィールドは、裸眼で別々に認識でき、電磁放射線に影響を与える格子パターンを含み、そして上記のパラメーター（配向、曲率、距離及びプロフィル）の少なくとも一つが、格子フィールドの表面にわたって変化できる、格子状の破線が設けられる。
【００１２】
国際公開第２００６／１３３８６３Ａ号パンフレット（特許文献９）は、透明なセキュリティエレメントが設けられたセキュリティドキュメントを開示しており、該エレメントは、構造層と共に該セキュリティドキュメントのウィンドウ又は透明な部分に配置される。該構造層の第一のセクションは、非対称の回折レリーフ構造を含み、該第一のセクションは、セキュリティドキュメントを、正面から見た場合と背後から見た場合とで、予想外に異なる視覚効果を有する。
【００１３】
国際公開第０１／７０５１６Ａ号パンフレット（特許文献１０）は、硬貨及びメダルのためのダイスによる刻印を開示しており、それは、もっぱら、ほぼ小型化された一連の識別情報（ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎｓ）から構成されるモチーフが形成された硬化された表面を含む。各識別情報は、０．１〜０．３μｍにある、実質的に同径を有し、そして各識別情報は、実質的に同じ深さである。開示されている、硬貨又はメダルの製造方法は、硬化された金属表面から開始し、そして該表面中のモチーフの少なくとも一部は、レーザー技術によって識別情報を作製することによって製造される。
【００１４】
国際公開第０３／０２２５９７Ａ号パンフレット（特許文献１１）は、金属材料のシート状切片から作製される、価値のある対象物を開示している。シート状の切片には画像が設けられ、該画像は、該切片の少なくとも片面上にダイスを使って適用される。
【００１５】
ダイス上の情報は、レーザー技術を用いて、ピットをその中に形成することによって得ることができる。画像は、本質的に同径及び同高を有する一連の隆起部によって形成される。
【００１６】
国際公開第２００５／０７７６７４Ａ号パンフレット（特許文献１２）は、リブ及び画像からなるレリーフを設けた硬貨又はトークンを開示している。該レリーフの構造は、本質的に三角形のリブからなり、該画像の一部は、リブの片面上に設けられ、そして一連の該リブの一連の面が、該画像を形成する。画像の部分は、リブの面上の反射特性を有する領域を形成することによって形成され、これは、他方の面の他方の領域とは異なる。異なる反射特性を有する領域は、本質的に、該面の残りの表面に平行に伸長した隆起した表面を含む。
【００１７】
国際公開第２００９／１２６０３０Ａ号パンフレット（特許文献１３）は、真性認証特及び真性認証特徴の製造方法を開示している。ダイスを二分割した半分ずつの間に、完全なレリーフ構造を有するブランクを配置する。そのレリーフ構造は、該ブランク上へ、追加の材料を用いることなく押しつけられる。ブランクは、反射面を有する材料を含む。レリーフ構造は、溝部及び隆起部をそれぞれ含む。押しつけは、該隆起部又は溝部のそれぞれが、該隆起部及び溝部の平面内で隆起及び陥没が設けられ、該隆起及び陥没が反射によって画像を形成するように達成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１８】
【特許文献１】国際公開第２００８／１０４２７７Ａ号パンフレット
【特許文献２】ドイツ国特許出願公開第１０２００７０２００２６Ａ号
【特許文献３】国際公開第２００７／１３１３７５Ａ号パンフレット
【特許文献４】国際公開第２００７／０２７１２２号パンフレット
【特許文献５】欧州特許出願公開第０３３０７３８Ａ号
【特許文献６】ドイツ国特許出願第１０２００６０３９００Ａ号
【特許文献７】国際公開第２００４／０７７４６８Ａ号パンフレット
【特許文献８】国際公開第２００５／０７１４４４Ａ号パンフレット
【特許文献９】国際公開第２００６／１３３８６３Ａ号パンフレット
【特許文献１０】国際公開第０１／７０５１６Ａ号パンフレット
【特許文献１１】国際公開第０３／０２２５９７Ａ号パンフレット
【特許文献１２】国際公開第２００５／０７７６７４Ａ号パンフレット
【特許文献１３】国際公開第２００９／１２６０３０Ａ号パンフレット
【特許文献１４】欧州特許第１３１０３８１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
本発明の目的は、簡単に検出できるが、偽造が困難で、回折エレメントを含まない、紙幣のような有価ドキュメントのための無彩色のエンボス加工されたセキュリティエレメントを提供することである。
【００２０】
本発明の更なる目的は、そのようなセキュリティエレメントを製造する方法を提供することである。
【００２１】
本発明の更なる目的は、紙幣中のセキュリティエレメント上の構造が硬貨の構造に類似している、硬貨及び紙幣含む通貨システムである。
【００２２】
本発明の一局面によれば、熱可塑性ポリマー層又は放射線硬化ポリマー層を含む、紙幣、カード、ＩＤドキュメントのような有価ドキュメントのための無彩色のセキュリティエレメントが提供され、該層が、１〜１００μｍのオーダーの寸法を有する乱反射微小構造でエンボス加工されることを特徴とする。
【００２３】
本発明の別の局面によれば、本発明によるセキュリティエレメントの製造方法が提供され、該方法は、少なくとも次の工程、
支持基板を提供する工程、
該支持基板を、熱可塑性ポリマーコーティング又はＵＶ硬化ポリマーコーティングで被覆する工程、
該コーティングを１〜１００μｍのオーダーの寸法を有する乱反射微小構造でエンボス加工する工程、
を含む。
【００２４】
本発明の無彩色のセキュリティエレメントは、造幣のためのダイスの製造においてもまた使用される構造に基づく。
【００２５】
微小構造は、マスタープレートをレーザー彫刻することによって創られ、１〜１００μｍのオーダーの寸法、すなわち、横径及び彫刻深さを有するため、非散乱体制の可視光の波長を十分に超える。
【００２６】
マスタープレートは、通常、鏡のような反射面を有し、それ故、低い表面粗度を有する金属又はポリマープレートとして提供される。マスターの製造に使用できる材料は、例えば、ニッケル鋼、真鍮又はＰＭＭＡ、ＰＣ、ＰＳのようなポリマーである。十分な出力のレーザーがマスタープレート表面に衝突する場合、電磁放射線がそのマスタープレートの材料と相互作用し、そしてビームが衝突したそのマスタープレートの一部が、熱的（蒸発／溶融）又は非熱的（アブレーション）のいずれかで除去又は変更される。表面からの材料の除去又は表面の局所的な変更に起因して、レーザーの衝突箇所で反射特性が変更され、そして乱反射する、マットな表面仕上げを示す。好ましくは、表面の改変は、アブレーションによる非熱的に行われる。
【００２７】
微小構造の横方向及び縦方向の次元は、スポットの寸法、及び使用されるレーザーの種類及び出力によって最終的に決定される。硬貨のための彫刻深さは、数１００μｍ程度の高さであることができる一方で、エンボス加工されたセキュリティフィルムは、通常、支持フィルム及び全ての機能層を含み、全体にわたって４０μｍを下回る厚さを有する。レーザー彫刻されたマスター構造の縦方向の分解能（フィルム表面に対して垂直）は、それゆえ、エンボス加工層の厚さによって制限され、そして、典型的には、１０μｍ未満、好ましくは５μｍ未満そしてより好ましくは２μｍ未満である。レーザー彫刻された構造の横方向の分解能は、典型的に、１００μｍ未満、好ましくは５μｍ未満である。
【００２８】
変性された表面領域のマットな外観は、個々の彫刻されたドット又はラインにおける材料の摩耗又は融解に起因して、それらのそれぞれのベース層に現れる微小粗さという結果になる場合がある。しかしながら、また、他の点では平坦な表面上の凹んだドット又はラインの単なる存在は、そのドット又はラインの縁で乱反射効果を作り出す。実際上、観察者は両効果の混合を見ることになる。
【００２９】
構造は組み合わされてピクセル化された、写実的なラスター画像を形成することができ、これらは、均一な、又は様々な寸法の、鏡のようなかつ乱反射するピクセル（ドット）の図形の配置から、ハーフトーン又は新聞様の画像を作り出すことができる。それらの画像は、通常、ある程度まで二次元の外観によって特徴付けられる。背景照明及び見る角度に依存して、視覚的外観は、暗い鏡のような背景上の明るい彫刻領域か、又は明るい鏡のような背景上のマットな彫刻領域のいずれかを示す。通常は、セキュリティエレメントが傾くと両方の効果を見ることができる。
【００３０】
別の実施形態において、典型的に硬貨に見られるエンボス加工に構造を似せることができ、それらは主要な深さを示し、そして、傾いたりねじれたりした際に明るさが変化したり反転したりする。
【００３１】
彫刻された構造はまた、流通している既知の紙幣全てに実際に使用されている、凹版印刷プレート上の典型的な彫刻構造に似せるやり方で製造することができる。さらに、彫刻された構造はまた、紙幣の紙中の透かし模様に似せるやり方で製造することもできる。
【００３２】
それ故、普通の使用者は、紙幣上に印刷されたセキュリティ特徴又は透かし模様を、ひも又は縞上にエンボス加工されたセキュリティ特徴と一致させることができる。末端使用者に対する利点は、紙幣を製造するための三つの必須要件全て（セキュリティ特徴、紙、印刷）が、同様の外観を有する同じ画像を含み、そしてそのため、効果的に紙幣の正当性を立証するのに役立つことである。
【００３３】
マスタープレートを製作するのに適した方法は、例えば、上記で引用した国際公開第０１／７０５１６号パンフレット、同第０３／０２２５９７号パンフレット、同第２００５／０７７６７４号パンフレット、同第２００９／１２６０３０号パンフレットに記載されており、それらの内容は、参照として本発明に包含される。
【００３４】
マスターは、次に、上述の微小構造を、支持フィルム上の熱可塑性ポリマーコーティング又はＵＶ硬化性ポリマーコーティングのいずれか中へ模写するための、エンボス加工ツール（シム（ｓｈｉｍ））を製造するのに使用される。シムの製造は、典型的に、電鋳法のいくつかの工程、及び反復焼き付けの組み換えを含み、そして最終的に、ロール・ツー・ロール方式に使用される円筒状のエンボス加工ツールができる。
【００３５】
しかしながら、マスタープレートについて上述したのと同じ方法で、円筒表面を操作するのに十分な出力で設定された適切なレーザー機械を用いて上述の構造を円筒状のツール中に直接彫刻することも可能である。
【００３６】
別の特徴生成ルートに使用される、フラットエンボス加工プレート（シート加工用）又はセグメント化エンボス加工シリンダーのような、その他の種類のエンボス加工ツールは、類似の方法で製造できる。
【００３７】
エンボス加工されるポリマー層は、支持基板上に設けることができる。適した支持基板は、例えば、支持フィルム、好ましくは、ＰＩ、ＰＰ、ＭＯＰＰ、ＰＥ、ＰＰＳ、ＰＥＥＫ、ＰＥＫ、ＰＥＩ、ＰＳＵ、ＰＡＥＫ、ＬＣＰ、ＰＥＮ、ＰＢＴ、ＰＥＴ、ＰＡ、ＰＣ、ＣＯＣ、ＰＯＭ、ＡＢＳ、ＰＶＣ、ＰＴＦＥ、ＥＴＦＥ（エチレンテトラフルオロエチレン）、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレン−パーフルオロプロピルビニルエーテル−フルオロコポリマー）、ＭＦＡ（テトラフルオロ−メチレン−パーフルオロプロピルビニルエーテル−フルオロコポリマー）、ＰＴＦＥ（ポリテトラ−フルオロエチレン）、ＰＶＦ（フッ化ビニル樹脂）、ＰＶＤＦ（フッ化ビニリデン樹脂）、及びＥＦＥＰ（エチレン−テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン−フルオロターポリマー）からなる可撓性ポリマーフィルムである。
【００３８】
これらの支持フィルムは、通常、５〜７００μｍ、好ましくは５〜２００μｍ、特に好ましくは５〜５０μｍの厚さを有する。
【００３９】
さらに、５〜２００μｍ、好ましくは１０〜８０μｍ、特に好ましくは２０〜５０μｍの厚さを有する、Ａｌ−、Ｃｕ−、Ｓｎ−、Ｎｉ−、Ｆｅ−又は鋼のような金属フィルムが適した支持基板である。
【００４０】
さらには、セルロース不含又はセルロース含有の紙、感熱紙又は、例えば、ポリマーフィルムとの積層体のような紙基板が適した支持基板である。これらの基板は、２０〜５００ｇ／ｍ２、好ましくは４０〜２００ｇ／ｍ２の斤量を有することができる。
【００４１】
支持基板には、次に、熱可塑性又は放射線硬化性、好ましくはＵＶ硬化性のエンボス加工ラッカーが提供される。
【００４２】
放射線硬化性エンボス加工ラッカーは、例えば、一般に知られている一種又は多種の異なる光開始剤を含む、ポリエステル系、エポキシ系又はポリウレタン系をベースとする放射線硬化性ラッカー系を含んでなることができる。これらの光開始剤は、異なる波長で、異なる範囲においてエンボス加工ラッカーの硬化を開始させることができる。例えば、第一の光開始剤は、２００〜４００ｎｍの波長を有する放射線によって活性化させることができる一方で、第二の光開始材は、３７０〜６００ｎｍの波長を有する放射線によって活性化させることができる。好ましくは、第一の光開始剤が活性化している間に、第二の光開始剤の励起が強すぎることがないように、二つの活性波長の間に十分な隔たりを存在させる。第二の光開始剤が活性化する範囲は、もし、支持基板を介して硬化が行われる場合には、使用されるその支持基板の透過波長範囲内であるべきである。
【００４３】
主要な硬化工程には電子ビーム放射を使用することができる。この場合、光開始剤は使用されないが、エンボス加工ラッカー中の架橋プロセスが該電子ビームによって引き起こされる。
【００４４】
さらに、放射線硬化性エンボス加工ラッカーとして水ベースワニスが使用できる。好ましくは、ラッカー系はポリエステルベースのものである。
【００４５】
エンボス加工ラッカーの厚さは、通常、５〜５０μｍ、好ましくは２〜１０μｍ、特に好ましくは２〜５μｍである。
【００４６】
表面構造の鋳造は、例えば、上昇させた温度で、エンボス加工ツールを放射線硬化性エンボス加工ラッカー中へ押しつけることによって行われ、これは、ラッカーがゲル状態になるまで第一の光開始剤を活性化させることによって事前に硬化される。
【００４７】
水希釈性の放射線硬化性エンボス加工ラッカーが使用される場合、エンボス加工の前に、エンボス加工ラッカーフィルムから水を除去するために、例えば、ＩＲラジエーター又は熱対流乾燥のような乾燥工程を導入する必要があるであろう。
【００４８】
支持基板は、好ましくは、温度制御されたクランプシリンダーに取り付けられたエンボス加工ツールと接触するようになる。表面構造のエンボス加工は、好ましくは、被覆された支持基板がエンボス加工ツールに接触した時にのみ、行われる。
【００４９】
エンボス加工ラッカーの特性の変化が速すぎたり遅すぎたりするのを回避するために、圧力及び、特に、温度などの工程パラメーターの正確な制御が必要とされる。
【００５０】
エンボス加工が行われるのと同時に、エンボス加工ラッカーの最終硬化及びそれに続く完全硬化が行われる。
【００５１】
さらに、エンボス加工ラッカーは、熱可塑性ラッカーを含んでなることができる。熱可塑性ラッカーは、熱可塑特性又は安定化特性に影響を及ぼす変性因子を含み得るＭＭＡ又はエチルセルロース又は環式オレフィンポリマーをベースとすることができる。
【００５２】
ガラス転移温度に影響を及ぼす、ベースポリマーの添加剤に依存して、ラッカーが熱可塑状態にある温度範囲又は硬化特性を変更することができる。
【００５３】
ＭＭＡをベースとするラッカーは、ガラス転移温度を上昇させる添加剤としてニトロセルロースを好ましく含む。
【００５４】
環式オレフィンポリマーをベースとするラッカーは、ポリエチレンワックスを好ましく含む。
【００５５】
エチルセルロースをベースとするラッカーは、市場から入手可能な架橋剤を好ましく含む。
【００５６】
ラッカー中のベースポリマーの濃度は、ベースポリマーの種類、所望の特性及び変性因子に依存し、そして、通常、４〜５０重量％である。
【００５７】
ラッカーは乾燥されるが、好ましくは、制御された（上昇した）温度及び／又は圧力における従来の熱エンボス加工プロセスにより、乱反射する微小構造でエンボスされる際には未だ熱可塑状態である。エンボス加工後、ラッカー層は放射線により、又は温度を高めることにより、又は架橋層でインプリントすることにより硬化させることができる。エンボス加工されてポリマーコーティングは、普通透明であるが、溶解性又は顔料着色された着色剤によって、セキュリティエレメントの視覚的外観を変えるように着色することができる。エンボス加工されたポリマーコーティングの厚さは、通常、１０μ未満、好ましくは５μｍ未満である。
【００５８】
エンボス加工されたポリマーコーティングは、次いで、表面レリーフの反射性を増強させるために、そしてその表面レリーフの鏡のような部分と乱反射部分との間のコントラストを最大化するために金属化される。金属化された層は、熱蒸着、電子ビーム蒸着又はスパッタリングを用いた、公知のＰＶＤ法及びＣＶＤ法、好ましくはロール・ツー・ロール方式の真空ウェッブコーティング法で堆積させることができる。金属粉顔料を含有する印刷インキの使用もまた、真空コーティングされた層に似た視覚的外観を作ることができる。
【００５９】
金属層は、Ａｌ、Ｓｎ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｐｔ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｆｅ、Ｐｔ、Ｐｄ又は合金、例えば、Ｃｕ−Ａｌ、Ｃｕ−Ｓｎ、Ｃｕ−Ｚｎ、Ｉｒｏｎ−合金、鋼、ステンレス鋼などで好ましく形成される。
【００６０】
金属層は、セキュリティエレメントの表面全体に適用できるか、又はセキュリティエレメントの選択された部分にのみ適用することができる。そのような部分的金属化層は、金属蒸着及びそれに続くエッチングにより、又は、例えば、国際公開第９９／１３１９５Ａ号パンフレットに記載されているような脱金属化法を用いて製造される。それらの部分金属層はまた、ラスター又は線グリッドの形態で製造でき、その際、ラスタードットは、不透明又は半透明であることができる。好ましくは、グリッドはハーフトーン画像を示す。
【００６１】
部分金属層は、反射光で目に見えるセキュリティ特徴（エンボス加工＋金属）と、透過光で目に見える特徴（部分金属層）とをセキュリティエレメントの同じ場所に組み合わせるために、エンボス加工に対抗して適用することができる。
【００６２】
セキュリティエレメントの視覚的外観は、明るく研磨された金属硬貨の外観に非常に似ている。金属コーティングの適切な選択により、外観は、同じ合金又は同様の光学特性を有する合金を使用することによって、造幣で使用される材料（銀、銅、真鍮、ニッケル等）に一致させることができる。
【００６３】
さらなる実施形態において、金属コーティングは、広範囲にわたって色相を調整できる、明るい反射カラーを生じる、着色された金属化合物コーティングと置き換えることができる。
【００６４】
着色された金属層は、所定の厚さ及び所定の光学パラメーター（スペクトル吸収、屈折率、透明度）を有する金属化合物層及び少なくとも一つの少なくとも部分的に反射する層からなることができる。
【００６５】
金属化合物は、所定の又は選択された吸収特性を有し、好ましくは、＞１．６の屈折率を有する透明又は半透明な材料を含む。好ましくは、金属の酸化物、硫化物又はフッ化物、又は半導体が使用される。
【００６６】
適当な金属化合物の例は、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｃｕ、Ｚｒ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｍｇ、Ｈｆ、Ｓｉ、Ｙ又はＴａの酸化物、インジウム−スズ−酸化物（ＩＴＯ）、アンチモン−スズ−酸化物（ＡＴＯ）、フッ素−スズ−酸化物（ＦＴＯ）のような複合酸化物、Ｚｎ−クロム酸塩又はＺｎＳ、ＢａＦ２、ＭｇＦ２、ＣａＦ２である。
【００６７】
該少なくとも部分的に反射する層は、Ａｌ、Ｓｎ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｐｔ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｆｅ、Ｐｔ、Ｐｄ又は合金、例えば、Ｃｕ−Ａｌ、Ｃｕ−Ｓｎ、Ｃｕ−Ｚｎ、鉄−合金、鋼、ステンレスなどからなる金属層から製造される。
【００６８】
この層は、好ましくは、従来公知のＰＶＤ法又はＣＶＤ法を用いて施用される。
【００６９】
着色された金属層を、金属化合物層の側から見ると、光は、最初に金属化合物層を通過し、それから、少なくとも部分的に反射するそうで反射し、その後、金属化合物層を再び通過する。
【００７０】
視覚的外観は、該少なくとも部分的に反射する層のスペクトル反射特性と組み合わせた、金属化合物層における所定のスペクトル吸収及び干渉によって決定される。
【００７１】
したがって、視覚的外観は、以下のパラメーターによって決定される。
【００７２】
金属化合物層の光学特性
金属化合物層の厚さ
少なくとも部分的に反射する層のスペクトル反射特性
金属化合物層の光学特性は材料に依存し、該材料は、その層の屈折率及び吸収特性を定義する。例えば、ＴｉＯｘ層は、約２．２の屈折率を有し、ＣｕＯｘ層は２．０の屈折率を有し、そしてＭｇＦ２のそれは１．３８である。吸収は、金属の固有な特性であり、通常は、特徴、すなわち、所定の波長範囲内の吸収が、他の波長範囲における場合よりも高い、例えば、吸収端が可視光範囲内であるか、又は吸収係数が波長の増大に伴って増大する場合である。吸収係数は化学量論、例えば、酸化物の場合、堆積プロセスの間酸素分圧を制御することによって、影響を受け得る。真空中で酸素を用いずにＴｉが堆積される場合、約３０〜５０ｎｍの厚さで不透明層が形成され、堆積プロセスの間、酸素が添加される場合、同じ層厚で無視できるほどの吸収を示す化学量論量の酸化化合物（ＴｉＯ２）が形成されるまで、その層は、益々透明になる。
【００７３】
光学的な厚さ（屈折率ｎ、幾何学的厚さｎ．ｄの製品）が入射光の波長範囲内（５０〜２，０００ｎｍ）の金属化合物の半透明層は、異なる屈折率を有するその隣接する層との上部及び下部の境界面における部分的反射によって生じる干渉効果をもたらす。この結果、ある波長において、色彩効果を示す入射光の選択的増幅又は減衰がもたらされ、これは層の厚さに従って変化する。したがって、所定の材料、例えば、一定の化学量論量を有するＴｉＯｘ又はＣｕＯｘは、層の幾何学的厚さにのみ依存した、異なる色彩を示すことになる。
【００７４】
例えば、８０ｎｍの厚さを有するＣｕＯｘ層は、入射白色光の緑色及び青色のスペクトル成分を減じ、そして黄色成分を強めるが、同じ化学量論量の１６０ｎｍのＣｕＯｘ層は、入射白色光の赤色及び青色成分を減じ、そして緑色成分を強める。
【００７５】
さらに、着色金属層の色は、少なくとも部分的に反射する層の影響を受けることができる。例えば、アルミニウム層は、可視スペクトル範囲全体にわたって連続反射を示すが、銅は赤っぽい色を示す、すなわち、光の赤色成分が、その青色成分よりも強く反射される。当業者であれば、他の金属層が、反射着色金属層の外観にどのように影響するかを見出すことは容易である。
【００７６】
本発明のさらに別の実施形態によれば、セキュリティ特徴は、二元金属反射層又は多金属反射層を生じさせるために、二つ又はより多くの、少なくとも部分的に重なるか、又は離間した金属層を含むことができる。好ましくは、異なる金属は、異なる視覚的外観又は色彩を有し、そして金属の組合せ、金属合金、金属化合物及び着色金属層は、視覚的に魅力的な光学的効果を生じさせることができる。同様の二元金属効果は、硬貨により知られており、これは、硬貨の外環に銀様の外観を示し、硬貨の中央部分において真鍮様の外観を示す。
【００７７】
金属層の厚さは、通常、１〜１００ｎｍの範囲内、好ましくは１０〜５０ｎｍの範囲内にある。厚さの選択は、材料及び所望の光学特性に依存する。
【００７８】
本発明の他の実施形態によれば、特徴（ｆｅａｔｕｒｅ）は、さらなるセキュリティエレメント、例えば、蛍光特性、燐光特性、サーモクロミック特性、光学的変化特性、磁性特性又は導電特性を有するセキュリティプリントと組み合わせることができる。
【００７９】
そのような層の光学特性は、顔料、例えば、可視スペクトル範囲、ＵＶスペクトル範囲又はＩＲスペクトル範囲で蛍光又は燐光を発する蛍光顔料、液晶のようなエフェクト顔料、虹色、真鍮色及び／又は多層カラーシフト顔料（ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒ  ｃｏｌｏｒ  ｓｈｉｆｔｉｎｇ  ｐｉｇｍｅｎｔ）、並びにサーモクロミック顔料により決定される。これらの顔料は単独で又は様々な組合せで用いることができる。
【００８０】
層の磁性特性は、常磁性顔料、反磁性顔料又は強磁性顔料によって与えられる。好ましくは、水性又は溶剤含有の分散剤中で、Ｆｅ酸化物、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ及びそれらの合金、Ｂａフェライト又はＣｏフェライト、磁気的に硬質又は軟質のＦｅ化合物又は鋼化合物を含有する、磁性ワニス又はラッカーが使用される。
【００８１】
そのような層の導電特性は、グラファイト、カーボンブラックのような導電性顔料、又は導電性有機又は無機ポリマー、金属顔料（Ｃｕ、Ａｌ、Ａｇ、Ａｕ、Ｆｅ、Ｃｒなど）、Ｃｕ／Ｚｎ、Ｃｕ／Ａｌなどのような金属合金、ＩＴＯなどのようなアモルファス又は結晶性セラミック顔料を含むラッカー又はワニスによって与えられる。さらに、Ｓｉ、Ｇｅのようなドープされた又は非ドープの半導体、又はアモルファス又は結晶性金属酸化物又は金属硫化物のようなイオン性導体を、導電性層含むことができる。
【００８２】
さらに、セキュリティエレメントは、欧州特許第１３１０３８１号（特許文献１４）にしたがって製造できるホログラム、回折格子、表面レリーフのような回折エレメントを含むことができる。
【００８３】
セキュリティエレメントは、片面又は両面をさらに、顔料着色されたか又は顔料着色されていない保護ラッカーで被覆することができる。そのような被覆は、従来技術において良くしられており、そしてセキュリティエレメント物理耐性又は化学体制を増強するために提供される。
【００８４】
さらに、セキュリティエレメントは、その片面又は両面に接着層、例えば、顔料着色されたか又は顔料着色されていないことができる、低温封止層又は高温封止層又は自着層を設けることができる。
【００８５】
上述のようなセキュリティエレメントは、さらなるセキュリティエレメントを含み得るさらなる支持基板に積層させることができる。
【００８６】
セキュリティエレメントは、縞、線条、小片の形態で製造することができ、そして天然又は合成紙上に適用するか、又はその中へ少なくとも部分的に埋設して有価書類のための基板を製造することができる。さらに、プラスチックカード（クレジットカード、ＩＤカード等）又は渡航書類（パスポート、ビザ等）における使用もまた可能である。
【００８７】
さらなる実施形態において、セキュリティエレメントは、片面又は両面から、基板中の凹み又は穴において可視的であることができる。
【００８８】
セキュリティエレメントは、基板中へ部分的に埋設するか又は接着層の助けにより基板上へ施用することができ、それにより、セキュリティエレメントの支持基板は、機能層が紙に移された際に、セキュリティエレメント上に留まらせるか又は剥離させることができる。
【００８９】
造幣及び紙幣製造プロセスにおいて同一の構造を使用することができるため、硬貨及び紙幣の光学的外観は、公に対し、同一の一次レベル特徴を与えるよう整合させることができるため、新規な通貨システムを創出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】本発明の、セキュリティエレメントを有する有価書類を示す図である。
【図２】図１のセキュリティ書類の断面図である。
【図３】紙幣表面への転送前のセキュリティエレメントを示す図である。
【図４】金属層堆積後の、エンボス加工ラッカーの微小構造化表面の概略的拡大図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００９１】
図１は、本発明の特許請求の範囲に記載の、セキュリティエレメント２を有する有価書類１を示しており、該セキュリティエレメントは有価書類の表面に適用されている。有価書類は、セキュリティエレメントのセキュリティ特徴４に似せた凹版プリント３の形態の別のセキュリティエレメントを含む。セキュリティエレメント２は、エンボス加工されていない部分金属層５をさらに備える。
【００９２】
図２は、図１のセキュリティ書類の断面図を示している。セキュリティエレメント２は、有価書類１の表目に適用され、そして接着層９により固着されている。該接着層は、典型的に、ヒートシール接着材あり、上昇した温度により活性化される。セキュリティエレメントは、本質的に三つの層からなる。すなわち、無彩色表面レリーフ構造を有するエンボス加工ラッカー６、少なくとも表面レリーフ構造の領域中に適用される部分金属層８、及び接着層９である。観察者は、セキュリティエレメントを、透明なエンボス加工ラッカー６を通して観察し、そして、金属層８からの反射光を見る。金属層８が、エンボス加工ラッカー６と接着層９との間で保護されているため、図２に示すフィルムのセットアップは、高度に耐久性のある有価書類における使用に非常に適している。
【００９３】
図３は、紙幣表面へ転送される前のセキュリティエレメント２を示している。セキュリティエレメント２の層は、連続工程において支持基板１０上に製造される。転送プロセスの間、セキュリティエレメントの接着剤で被覆された面は、有価書類の基板と接触することになる。圧力の行使及び／又は上昇した温度により、接着層９は活性化され、そしてセキュリティエレメント２を基板表面へ固着させる。支持基板１０はその後除去されることができる。通常、セキュリティエレメント２の厚さは、支持フィルムの厚さよりもずっと薄い。それゆえ、基板からのセキュリティフィルム２の除去は、それを破壊せずには不可能である。
【００９４】
図４は、金属層８の堆積後の、エンボス加工ラッカー６の微小構造化表面の概略的拡大図を示している。表面は、低粗度表面を有するスペクトル反射領域１１と、ランダム粗度の表面を有する乱反射領域１２とに分割することができる。そのような表面上において、光反射の三つの異なるモードを識別することができる。
・領域１３：入射光が鏡面反射される、すなわち、入射及び反射が同一である。この領域は、鏡様の光学的外観を示す。
・領域１４：表面のランダムな不規則部分において、入射光が乱反射されるか又は散乱される。表面のトポグラフィーの非周期性に起因して、非回折効果が見られる。この領域の光学的外観はマットな仕上げである。
・領域１５：入射光が表面レリーフの端で散乱される。入射光の一部は表面から反射される一方、その他の部分は、観察者から反射され離れる。見る角度に依存して、エンボス加工の側壁からの反射は、斜角度見ることができる。これは、セキュリティエレメントの反射率が、傾斜の際に反転し得る状況をもたらす。
【符号の説明】
【００９５】
１    本発明による有価書類
２    有価書類の表面に適用されるセキュリティエレメント
３    有価書類上の凹版プリント
４    無彩色構造を有するセキュリティ特徴
５    部分金属層
６    透明なエンボス加工ラッカー
７    無彩色の表面レリーフ構造
８    レリーフ構造の表面に適用される部分的金属層
９    接着層
１０    支持基板
１１    表面の鏡面的反射部分
１２    表面の乱反射部分
１３    鏡面反射
１４    レーザー変性表面の乱反射
１５    ステップ端における乱反射
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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