(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一つの領域に光学的異方性を与えることによって形成される不可視イメージを含むようにそれぞれ処理したポリマー材料の不透明でない第一及び第二の潜像層からなる認証可能な製品であって、直接的に見た場合は、前記少なくとも一つの領域が、前記潜像層の残部から識別不可能であるため、前記不可視イメージは容易に視認できないが、偏光下での視覚化においては、前記少なくとも一つの領域が、前記潜像層の残部から容易に識別可能になるため、前記不可視イメージは容易に視認でき、
前記第一の潜像層と前記第二の潜像層とは少なくとも一つの領域の分布が異なり、前記第一及び第二の潜像層が直線偏光子の両側に取り付けられることを特徴とする製品。
【請求項２】
前記第一の潜像層の前記少なくとも一つの領域の機械的性質が、前記第一の潜像層の残部のそれとほぼ同じである請求項１に記載の製品。
【請求項３】
前記第一の潜像層は、さらに、直接的に見える可視情報を有することを特徴とする請求項１に記載の製品。
【請求項４】
前記潜像層が砕け易いように処理された請求項１に記載の製品。
【請求項５】
前記潜像層がパッケージ材料の少なくとも一部として具現された請求項１に記載の製品。
【請求項６】
前記潜像層が粘着ラベルの一部として具現された請求項１に記載の製品。
【請求項７】
前記潜像層が消費者カードの一部として具現された請求項１に記載の製品。
【請求項８】
前記潜像層が身分証明書の一部として具現された請求項１に記載の製品。
【請求項９】
直接的には不可視であるが偏光下での視覚化によって視認可能な潜像を生成するための方法であって、
（ａ）初期状態で光安定性がある高分子化合物を、光活性剤を含む溶液で処理して、この高分子化合物の少なくとも一部を光に反応するように変えるステップと、
（ｂ）前記高分子化合物を選択的に光にさらして、その中に潜像を形成するステップと、
（ｃ）前記高分子化合物を加工して前記潜像を定着させるステップとからなり、直接的に見た場合に前記潜像が容易に視認できないように前記処理、露光及び加工を行うことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、安全管理及び認証に関し、特に、偏光下で可視である潜像を含む高分子化合物の層に関する。また、そのような層を生成するための方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
偽造を阻止するため、製品に種々の複製防止機能を含ませることが知られている。そのような機能の典型的な例としては、すかし、ホログラム、マイクロプリント及び埋込金属片がある。
【０００３】
代替的な保護策としては、直接的には不可視であるが、製品の真贋が容易に確認可能な特徴を持たせることもできる。そのような試みの一つとして、透過光の偏光に影響を与えるように構成した液晶光学素子を移植し、偏光子を介して識別パターンを見るというやり方がある。
【０００４】
このような構成の例が、欧州特許公報ＥＰ６８９０６５Ａ１及びＥＰ６８９０８４Ａ１に説明されている。開示された構造は、光架橋液晶「単量体」に基づく光学的成分を形成する多層構造である。液晶高分子化合物内での光学的成分の形成には、支持材料を複数回被覆し、その後、光化学的な、電気的な、磁気的な、そして機械的な処理を施す必要がある。
【０００５】
前記明細書に表された構造は、実用上、深刻な制限がある。第一に、多層の液晶成分を形成するために各層を個別に処理することは、複雑で高いコストの製造装置及び材料を必要とする。第二に、液晶成分を構成する種々の層は、光学的、化学的そして機械的性質において異なるため、熱的な、化学的な、あるいは機械的な応力にさらされた場合、層間剥離が起こる、そして／あるいはイメージ品質が悪化する恐れがある。さらに、多層構造という複雑さがあるため、例えば、柔軟なフィルム等の特定な用途には使用できない。また、液晶イメージは、通常肉眼で直接見ることができるというものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
高分子化合物内に安定した潜像（ＳＬＩ）を形成するための理論的な背景は、「可視域のための新光互変物質」（SPIE Volume 2722（page 252, Smart Structures and Materials, 1996）:  "New photochromic materials for visible range" by A. Vannikov and A. Karassev）に説明されている。この論文は、高分子化合物内でのＳＬＩ形成の科学的な原理については説明しているが、故意に特定な情報を保留し、不正確に記述し、十分な開示を行っていない。特に、この論文は、下記の三つの決定的な加工上のパラメータに関する正確な詳細を欠く。
【０００７】
１．高分子化合物マトリクス内に感光性を生じさせる化学成分。組成物を形成する元素の正しい濃度は重要である。誤った濃度では、ＳＬＩの代わりに、可視イメージが生じる、あるいはイメージが全く形成されない。
【０００８】
２．現像液及び定着剤の化学成分。この点についても、ＳＬＩは、組成物の化学成分に非常に敏感である。
【０００９】
３．現像及び定着処理のやり方。
【００１０】
したがって、単一の高分子化合物層内に、偏光下で可視の潜像を備える潜像製品に対する需要に応えるため、実用的な用途に広範囲に使用できる便利で低コストな、構造的に単純で機械的にも安定した潜像製品を提供する必要がある。また、このような製品を生産するための簡単な、そして経済的な方法を提供することも有利である。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、非偏光下では不可視であるが偏光子を用いて視認可能な潜像を持つポリマー材料の層を含む認証可能な製品に関する。また、本発明は、このようなポリマー層を生成するための方法に関する。
【００１２】
本発明によれば、光学的異方性を持つ少なくとも一つの領域を含むようにそれぞれ処理したポリマー材料の透明な第一及び第二の潜像層からなり、直接的に見た場合、上記少なくとも一つの領域は、潜像層の残部から識別が不可能であるが、偏光下での視覚化によって、潜像層の残部から容易に識別が可能であり、さらに、前記第一の潜像層と前記第二の潜像層とは少なくとも一つの領域の分布が異なり、前記第一及び第二の潜像層が直線偏光子の両側に取り付けられる、認証可能な製品が提供される。
【００１３】
さらに、本発明の特徴によれば、上記第一の潜像層の少なくとも一つの領域の機械的性質が、上記第一の潜像層の残部のそれとほぼ同じである。
【００１４】
さらに、本発明の特徴によれば、上記第一の潜像層は、さらに、直接的に見える可視情報を有する。
【００１８】
さらに、本発明の特徴によれば、光散乱物質層が、偏光子の、潜像層から遠い側面上に設けられる。
【００２２】
さらに、本発明の特徴によれば、潜像層は脆化するように処理される。
【００２５】
さらに、本発明の特徴によれば、潜像層はパッケージ材料の少なくとも一部として具現される。
【００２６】
さらに、本発明の特徴によれば、潜像層は粘着ラベルの一部として具現される。
【００２７】
さらに、本発明の特徴によれば、潜像層は消費者カードの一部として具現される。
【００２８】
さらに、本発明の特徴によれば、潜像層は身分証明書の一部として具現される。
【００３１】
さらに、本発明の特徴によれば、直接的に見た場合に不可視であるが偏光下での視覚化によって視認が可能な潜像を生成するための方法が提供される。この方法は次のステップからなる。（ａ）初期状態で光安定性がある高分子化合物を、光活性剤を含む溶液で処理し、高分子化合物の少なくとも一部分を光に対して敏感にさせる。（ｂ）高分子化合物を選択的に光にさらし、その中に潜像を形成する。そして（ｃ）潜像を定着させるように高分子化合物を加工する。
【００３２】
【発明の実施の形態】
本発明は、非偏光下では不可視であるが偏光子の支援によって可視になる潜像を持つポリマー材料の層を含む認証可能な製品に関する。また、本発明は、このようなポリマー層を生成するための方法に関する。
【００３３】
本発明の潜像ポリマー層は、偽造、模倣、そして無許可の変更を防ぐために、種々の物品の真贋を確かめる、そして書類、金融有価証券、消費財等を認証するのに非常に重要である。
【００３４】
ポリマー・フィルム内に局所的な改質を加えた構造は、自然光の下では不可視であるが偏光下で可視である安定な潜像（ＳＬＩ）を形成する。ＳＬＩを標準の複写機で複製することは不可能である。
【００３５】
本発明による潜像ポリマー層の原理及び作用、そして製造方法は、図面及びその説明文から明確に理解することができる。
【００３６】
さて、図面を参照する。図１は、本発明に従って構成されて操作可能な、概して１０と符号が付された潜像ポリマー層を示す。層１０を単独に用いて、本発明による認証可能な製品の最も基本的な例としてもよいし、あるいは下記の図２から図７を参照して説明するところの、より優れた製品の一部を形成してもよい。
【００３７】
一般的に、ポリマー層１０は、他の領域１４とは異なる光学的性質を持つ複数の領域１２を含むように処理されているため、直接的には、領域１２を、層１０の他の領域１４から識別することは不可能である。しかし、偏光での視覚化においては、領域１２は層１０の領域１４から容易に識別が可能である。領域１２は、個々に、または組み合わせで、識別パターンあるいはイメージ、すなわち「潜像」を形成することが好ましい。
【００３８】
前記従来の技術の液晶に基づく技術とは異なり、ポリマー材料の単一の、ほぼ均一な層内に潜像が形成されるのが本発明の特徴である。下記に説明するが、所望の構造的特性または機能を提供するために、この層を他の層と共に用いてもよいが、潜像層自体は、他の層がない状態でも、光変調効果を提供するように生成及び使用できる。
【００３９】
層１０の光学的効果は、通常、領域１２及び領域１４の一方あるいは両方の領域内の透過光の偏光を選択的に回転させるものである。この回転範囲は、領域１２が生成される高分子化合物マトリクスの構造とその深さとに依存する。イメージ領域１２は、構造的に、異方性の方向そして／あるいは無定形の割合、そして高分子化合物の結晶性において背景領域１４とは異なる。したがって、イメージ領域１２は、背景領域１４に比べ、方向性が大きい、あるいは小さい、のいずれかであって、異方性の所望の方向が異なっていてもよい。
【００４０】
本説明及び請求項においては、本発明の潜像を見るために用いる種々の技術を、集約的に「偏光による視覚化」と言及する。偏光による視覚化は、概して、層１０を、二つの偏光要素間に位置する中間光学素子として見なす必要がある。最も単純な実施例として層１０を透明なフィルムとした場合は、このフィルムを直交偏光子間に配置することによって、偏光による視覚化が最も効率的に達成できる。フィルムを回転させて、領域１２あるいは領域１４のいずれかの輝度が最大で、層１０の残りの部分が暗くなるようにして、コントラストが最大になる角度を得る。平行に近い方向へ配置された偏光子間でも視覚化は可能であるが、得られるコントラストは、通常、直交偏光子間で得られるものよりも低くなる。一つの偏光子が層１０に取り付けられた状態、あるいは反射によって光が二度同じ偏光子を通る状態における、他の形態での偏光による視覚化を、下記に図３、図６そして図７を参照しながら説明する。
【００４１】
本発明の潜像は、高度に均一であるべき層内の結晶性そして／あるいは異方性の方向における変化に依存する。このため、液晶に基づく構造に比べ、領域１２及び１４は、通常、非偏光あるいは偏光照明下での識別が、斜めに見ても不可能である。
【００４２】
本発明の潜像層の単一層構造は、実用的な実施例に対して甚大な利点を提供する。第一に、領域１２の機械的性質は、潜像層１０の残部１４のそれに全く同一である、あるいは非常に類似している。その結果、機械的応力下での層間剥離あるいはイメージ品質悪化の問題は、効率的に除かれる。さらに、潜像層１０の光学的性質が、通常、最高約１５０度までの範囲の高温にさらされても、ほとんど変化していないような物質を選択することが好ましい。
【００４３】
さて、本発明による層１０の製造について説明する。製造工程は、通常、三つの段階に分けることができる。第一に、初期状態で光安定性がある高分子化合物に、光活性剤の水溶液あるいはアルコール溶液を浸透させて、高分子化合物を光に対して高感度にする。次に、この高分子化合物を選択的に光にさらし、その中に潜像を形成する。そして最後に、高分子化合物を処理し、潜像を現像して定着させる。この処理の結果、高分子化合物マトリクスの構造が局所的に改質される。
【００４４】
本発明は、限定せずに、ポリエチレン、ポリプロピレン、ＥＶＡ、そして「テフロン」等のフルオロポリマーを含む複数の種類のポリマー・フィルムに具現することができる。表示可能なイメージを生成するためには、用いるポリマー・フィルムは、「不透明でない」ことは明らかである。用語「不透明でない」は、少なくとも約２０％の透明度を示すものとしてここに定義する。高品質のイメージを得るためには、層は、ここで定義する少なくとも約５０％の透過性を暗示する「かなり透明」でなくてはならない。テフロン等の光学的に濃い物質の場合には、透明な支持体の表面上にミクロレイヤーを形成することによって、許容可能なレベルの透明度を達成してもよい。本発明の特定な好適実施例においては、層１０に対して約９０％を超える高い透明度を得ることが可能である。
【００４５】
ここに詳細に説明する望ましい例は、水化セルロース・フィルム、すなわち「セロハン」の使用に関する。１２時間に渡って、１％塩酸（ＨＣｌ）中に２％の塩化銅（ＣｕＣｌ２）溶液を含ませることによって、水化セルロース・フィルムに感光性を生じさせる。照射のための準備として、このフィルムを室温で（表面が乾燥するまで）乾燥させる。ランプの輝度と光源からフィルムまでの距離とに応じて、約１０分から３０分間、この感光性フィルムを、マスクを介して紫外線（低圧水銀ランプ）にさらす。使用する紫外線を偏光させる必要はない。この露光によって、高分子構造の局所的な改質が生じ、結晶化の程度が変化し、そして非露光背景領域とは異なる、異方性に望ましい方向が生じる。
【００４６】
露光させたフィルムは、１０分間、１％チオシアン酸カリウム（ＫＣＮＳ）水溶液中で現像して定着させる。現像フィルムは、水で洗浄して、表面が乾燥するまで、室温で乾かすことが好ましい。
【００４７】
処理後の水化セルロース・フィルムは、ＳＬＩを含み、最高摂氏１５０度まで熱的に安定している。フィルムの透明度は、非処理のフィルムのものとは変わらず、各インタフェース毎に数パーセントの吸収がある。
【００４８】
適切なマスクを使用することによって、所望のＳＬＩを形成することができるという利点がある。例えば、限定せずに、単語、英数文字あるいはシンボル、幾何学的なパターン、商標、そして他の会社印等を入れることができる。グレースケールあるいは連続階調マスクを用いることによって、グレースケールイメージあるいは連続階調イメージを生成し、写真画像のようなＳＬＩ複製を行うことができる。イメージを微細にラスタリングすることによって、写真品質の画像が得られる。今日までの実験では、１０ミクロンの解像度を得ている。サブミクロンの解像度を達成するのに、理論的な限界はないように思われる。イメージのコントラスト比は、偏光子の方向とフィルムの異方性の方向との間の角度の関数である。
【００４９】
オプション的な追加の工程としては、他の処理ステップをそのままに保ち、露光フィルム（ＣｕＣｌ２で処理したフィルムに限り）を、現像及び定着の前に摂氏７５度に加熱してもよい。この加熱処理は、フィルムを非常に壊れ易く、あるいは砕け易くするものであり、その効果として、保護対象物からＳＬＩを破壊しないで取り除くことが不可能な認証ラップあるいはラベルを生成することができるという大きな利点がある。
【００５０】
さて、図１から図７を参照しながら、本発明の多くの用途を説明する。先に述べたように、図１に示す透明な層あるいはフィルムは、それだけで有用な製品を形成するものである。このようなフィルムは、前記加熱処理の有無にかかわらず、書類あるいは消費財の一部あるいは全部を覆うパッケージ材料として、直接的に用いてもよい。さらに、図８に示すように、文書４０として表すところの認証可能な製品の一部として用いることもできる。この場合、フィルム１０は、製品を通るように形成した開口あるいは透明な窓４２を覆って配置され、この窓を透過する光によって偏光による視覚化を行い、イメージを見る。
【００５１】
図２は、本発明に従って構成されて操作可能な、層１０が可視情報２０で補われた製品を示す。この製品は、全体として符号１８が付されている。層１０の光学的透明度が高いため、情報２０は、層１０の後面上に配置できる。これは、パッケージとして用いる、そして／あるいは保護機能を付与するものとして用いる製品１８上に、製品情報あるいは広告を表示することを可能にするものである。
【００５２】
図３は、本発明に従って構成されて操作可能な、層１０の後面に反射層２４が取り付けられた製品を示す。この製品は、全体として符号２２が付されている。偏光によるＳＬＩの視覚化は、単一の直線偏光子を使用することによって行うことができる。また、この場合は、製品の前に保持した円偏光子を用いることもできる。したがって、この構成のものは、非透過性対象物の上に貼る、あるいは内包させる用途に適している。非制限的な例として、製品２２は、粘着ラベル、身分証明書またはクレジットカード、銀行あるいは商店カード等の消費者カードであってもよい。さらに、この構成の同等物を、図９に示すように、文書４４で表す認証可能な製品の一部として、製品に形成した光反射領域４６上に透明な層１０を配置することによって形成することもできる。この場合は、偏光による視覚化を、光反射領域から反射する光を用いて行うことで、イメージを見ることができる。
【００５３】
図４は、本発明に従って構成されて操作可能な、層１０の後面に４分の１波長板２８が取り付けられた製品で、全体的に２６と符号が付されている。この構成によれば、入射光の特定波長の波形を修正することができる。この製品２６を直交偏光子間に配置して偏光による視覚化を行うと、色の変化、そして陽陰の変換を観察することができる。
【００５４】
層１０を複数で用いることによって、広範囲の有用な効果を得ることができる。図５、図６及び図７に、本発明に従って構成されて操作可能な、各々が二つの潜像層１０ａ及び１０ｂを用いた三つの製品３０、３１及び３２を示す。
【００５５】
製品３０における層１０ａ及び１０ｂは、典型的に、異方性の方向が相互に約４５度に配置され、各層が、異なるＳＬＩを持ち、直接的に重ね合わされている。この素子を二つの偏光子間で回転させることによって、二つのイメージを交互に見ることができる。また、同素子を反射支持体上に配置した場合は、単一の偏光子を用いて見ることができる。後者の場合、偏光子を回転させることによって、イメージを切り換えることができる。
【００５６】
製品３１における二つの層は、各々が、異なるＳＬＩを含み、これらの層にはさみ込まれた直線偏光子３４の両側上に位置する。この場合は、製品表面の前あるいは後ろに単一偏光子を配置してＳＬＩを見ることになるが、見えるイメージは、偏光子の間に存在するＳＬＩである。
【００５７】
光散乱層（例えば、紙）、偏光子、そしてＳＬＩを載せた透明な層を用いる素子は、紙幣及び有価証券で一般的に使用されているすかしに類似するものである。この場合も、素子の上に偏光子を配置することによってＳＬＩを見る。
【００５８】
製品３２は製品３１に類似しているが、偏光子３４を、二つの偏光子３８間にはさみ込んだ光散乱支持体３６に置き換えたものである。この構成は、前記のすかしタイプのダブル・バージョンとして機能するもので、製品の前に偏光子を配置して、各層のＳＬＩを見ることができる。
【００５９】
上記の説明は、単に例として意図したものであり、多くの他の実施例が本発明の範囲内において可能であることは明らかである。
【図面の簡単な説明】
本発明を、次の添付図面を参照しながら実施例を用いて説明する。
【図１】本発明に従って構成されて操作可能な、偏光下で可視である潜像を含むポリマー層を通る概略的な横断面図である。
【図２】本発明に従って構成されて操作可能な、可視標識が付いた図１に示すポリマー層を用いた製品の概略的な横断面図である。
【図３】本発明に従って構成されて操作可能な、反射層と図１に示すポリマー層とを用いたもう一つの製品の概略的な横断面図である。
【図４】本発明に従って構成されて操作可能な、４分の１波長板と組み合わせて図１に示すポリマー層を用いたさらにもう一つの製品の概略的な横断面図である。
【図５】本発明に従って構成されて操作可能な、図１に示すポリマー層を二重に用いたもう一つの製品の概略的な横断面図である。
【図６】本発明に従って構成されて操作可能な、図１に示す二つのポリマー層とそれらの間にはさんだ偏光子とを用いたもう一つの製品の概略的な横断面図である。
【図７】本発明に従って構成されて操作可能な、図１に示す二つのポリマー層とそれらの間にはさんだ光散乱層とを用いたさらにもう一つの製品の概略的な横断面図である。
【図８】本発明に従って構成されて操作可能な、光透過窓と重なり合うポリマー層を用いて形成した認証可能な製品の概略的な斜視図である。
【図９】本発明に従って構成されて操作可能な、光反射領域と重なり合うポリマー層を用いて形成した認証可能な製品の概略的な斜視図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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