Защитный элемент с изображением и двусторонним голографическим эффектом
PROTECTIVE ELEMENT WITH IMAGE AND TWO-SIDED HOLOGRAPHIC EFFECT

Данное изобретение относится к защитному элементу, который может иметь форму нитей, полос или пятен, и который используют в связи с банкнотами, официальными и неофициальными документами, такими как паспорта, пропуска, удостоверения личности, банковские и кредитные карты, чеки, документы, платежные документы, билеты, упаковка или т.п. Снабжение указанных документов защитными элементами повышает защиту от подделок.
Защитные элементы обычно имеют различные характеристики или так называемые защитные признаки, которые можно распознать путем визуального наблюдения, например, изменения цвета, голографические рисунки, цифры, изображения, которые могут, в частности, иметь разный вид в зависимости от угла и направления наблюдения невооруженным глазом. Это позволяет быстро и надежно определить подделку без применения какого-либо оборудования. Таким образом, наблюдаемые эффекты будут ярко выражены, так что отсутствие оптического эффекта можно быстро распознать, чтобы быстро идентифицировать подделку. Конечно, защитный элемент должен быть таким, чтобы его было очень трудно, если не невозможно, скопировать для уменьшения возможности подделки.
В частности, легко распознаваемой защитной деталью, хорошо известной в уровне техники, является формирование изображений, видимых в проходящем свете, путем обеспечения промежутков в слое металла, нанесенном на прозрачную подложку.
Известно также обеспечение голографических эффектов на одной поверхности защитного элемента путем нанесения отражающего слоя на соответствующим образом структурированную или модулированную поверхность, что обеспечивает голографический эффект, например, изменение изображений и/или цвета, и/или трехмерных изображений и т.п., в зависимости от направления взгляда.
Считается, что уровень безопасности защитного элемента повышается, если объединить голографический эффект, наблюдаемый в отраженном свете, и изображение, наблюдаемое в проходящем свете. В этом случае можно сделать так, что изображение будет видно с обеих сторон защитного элемента, в то время как голографический эффект будет наблюдаться только с одной стороны.
С учетом вышеизложенного, целью данного изобретения является обеспечение защитного элемента, который обеспечивает повышенный уровень безопасности при визуальном осмотре, а также способа изготовления такого элемента.
В отношении защитного элемента этой цели достигают посредством защитного элемента, обладающего отличительными особенностями по п. 1 формулы изобретения; а в отношении способа этой цели достигают посредством способа по п. 9.
Согласно данному изобретению, защитный элемент включает прозрачный первый слой, имеющий голографическую поверхностную структуру; первый металлический слой, расположенный на указанном первом слое в виде первого изображения и имеющий прозрачные и непрозрачные области и голографическую поверхностную структуру; второй слой, имеющий вторую голографическую поверхностную структуру; и второй металлический слой, расположенный на указанном втором слое в виде второго изображения и имеющий прозрачные и непрозрачные области и голографическую поверхностную структуру; при этом указанные прозрачные области указанного первого металлического слоя и указанного второго металлического слоя расположены так, что они, по меньшей мере, частично перекрывают друг друга.
При таком расположении визуальный осмотр защитного элемента в проходящем свете будет выявлять перекрывающиеся участки прозрачных областей первого и второго металлического слоя в виде изображения. Визуальный осмотр защитного элемента в отраженном свете будет давать голографический эффект на каждой из двух сторон защитного элемента, то есть на передней поверхности и на задней поверхности.
Предпочтительно прозрачная и непрозрачная области первого слоя и второго слоя совпадают, так что при рассмотрении в проходящем свете защитный элемент выявляет изображение на одной стороне и его зеркальное отображение на другой стороне.
Предпочтительно голографическая поверхностная структура первого металлического слоя отличается от голографической поверхностной структуры второго металлического слоя, так что защитный элемент проявляет первый голографический эффект при рассмотрении с одной стороны в отраженном свете и проявляет второй голографический эффект, отличный от первого голографического эффекта, при рассмотрении с другой стороны в отраженном свете.
Предпочтительно непрозрачные области первого металлического слоя имеют голографическую поверхностную структуру, которая повторяет голографическую поверхностную структуру первого слоя, находящегося под непрозрачными областями, по меньшей мере, на поверхности первого металлического слоя, прилегающей к первому слою. Дополнительно или альтернативно, непрозрачные области второго металлического слоя имеют голографическую поверхностную структуру, которая повторяет голографическую поверхностную структуру второго слоя, находящегося под непрозрачными областями, по меньшей мере, на поверхности второго металлического слоя, размещенного напротив второго слоя.
Предпочтительно защитный элемент включает прозрачную пленку, на которой сформирован указанный первый слой. Предпочтительно этот слой изготовлен из пленки ПЭТ (полиэтилентерефталата), которая обладает высокой прозрачностью, и является стабильной по форме и жесткой.
Предпочтительно второй слой изготовлен из поддающегося обеспечению рельефом материала фотополимера, который становится растворимым при облучении светом и/или излучением. Таким образом, материал может быть селективно, т.е. на выбранных участках слоя, изменен по составу, путем облучения этих участков светом, предпочтительно УФ-излучением, или рентгеновским излучением, или другими типами излучения, так что данный материал можно растворить или смыть с этих выбранных участков.
Предпочтительно защитный элемент имеет третий слой, покрывающий второй металлический слой в непрозрачных областях. Этот третий слой можно напечатать таким образом, чтобы закрыть непрозрачные участки второго металлического слоя. Третий слой является стойким по отношению к жидкостям, растворяющим/удаляющим металл (жидкости для травления), и способен защитить находящийся под ним металлический слой от таких жидкостей для травления. В последующем описании способа изготовления защитного элемента третий слой определяют как изготовленный в виде покрытия, то есть он может включать любые подходящие материалы покрытия, такие как лак, краска, глазурь, резистивный слой или другие затвердевающие пастообразные материалы.
Предпочтительно обеспечивают защитный слой, покрывающий самые внешние обнаженные участки поверхности каждого слоя. Защитный слой выбирают соответствующим образом, чтобы он был стойким, например, к механическому износу, радиации, химическим веществам, которые предположительно могут контактировать с защитным элементом, и т.п.
Способ изготовления защитного элемента по изобретению включает следующие стадии: формирование первого слоя из прозрачного материала; формирование голографической поверхностной структуры на первом слое; металлизацию первого слоя с получением первого металлического слоя; формирование второго слоя из чувствительного к облучению полимера; формирование голографической поверхностной структуры на втором слое; металлизацию второго слоя с получением второго металлического слоя; печать рисунка покрытия на втором металлическом слое, где указанный рисунок включает области, закрытые покрытием, и области, не закрытые покрытием; удаление металла в тех областях второго металлического слоя, которые не закрыты покрытием, посредством процесса деметаллизации, с обнажением деметаллизированных областей второго слоя для воздействия света или радиации для переведения чувствительного к облучению полимера в деметаллизированных областях в растворимое состояние и удаления растворимого чувствительного к облучению полимера, и удаление металла в областях первого металлического слоя, которые не закрыты вторым слоем, посредством процесса деметаллизации.
Предпочтительно материалы, используемые для первого слоя и для второго слоя, являются материалами, поддающимися обеспечению рельефом, и первую и вторую голографические поверхностные структуры получают путем обеспечения рельефом соответствующего слоя. Формирование голографических поверхностных структур и металлизацию первой и/или второй структуры можно осуществлять в произвольном порядке на каждом слое и между слоями.
Предпочтительно первый слой печатают на прозрачной пленке, чувствительный к облучению полимер наносят методом печати на первый металлический слой, а покрытие представляет собой резистивное покрытие, которое наносят методом печати на второй металлический слой, в виде заданного изображения.
Предпочтительно излучение представляет собой УФ-излучение, которое подают на защитный элемент после стадии деметаллизации второго металлического слоя. Предпочтительно чувствительный к облучению полимер второго слоя дестабилизируется под действием УФ-излечения, и дестабилизированный полимер является растворимым в водном растворе соды.
Предпочтительно наносят защитный слой, чтобы покрыть защитный элемент; при этом защитный слой наносят, чтобы закрыть обнаженные поверхности слоев и заполнить промежутки, образованные в слоях, особенно промежутки, образованные прозрачными областями изображений. Таким образом, поверхность защитного элемента становится гладкой, так что можно избежать проникновения жидкостей или грязи и обеспечить стойкость к механическому износу на краях промежутков. Это обеспечивает четкое проявление защитных признаков защитного элемента в течение длительного времени.
Предпочтительно защитный слой снабжен адгезивом, особенно термоадгезивом. Таким образом, можно нанести защитный элемент на носитель (банкноту или т.п.) под воздействием тепла и давления. В этом случае покрытую защитным слоем сторону защитного элемента фиксируют на носителе, так что внешняя сторона защитного элемента представляет собой прозрачную пленку, которая может быть изготовлена из ПЭТ, прочного материала.
Предпочтительно защитный элемент представляет собой защитную нить, которую внедряют в бумагу, чтобы она проходила по поверхности защищенного документа, например, банкноты. Также защитный элемент может иметь форму пятен, или иметь другие формы, которые могут быть нанесены на документы, защищаемые от подделок, или осуществлены в этих документах.
Ниже данное изобретение подробно разъяснено со ссылкой на предпочтительный пример воплощения, показанный на чертежах, в которых:
- Фиг. 1 представляет схематичное изображение вида в сечении части защитного элемента по одному из воплощений данного изобретения, и
- Фиг. 2 - Фиг. 6 схематично изображают изменение защитного элемента, представленного в виде промежуточных продуктов, в ходе изготовления предпочтительного воплощения, где:
- Фиг. 2 начинается с промежуточного продукта, который получен посредством стадий печати, обеспечения рельефа и металлизации;
- Фиг. 3 изображает формирование изображения из прозрачных участков в металлическом слое;
- Фиг. 4 изображает формирование изображения, совмещенного с прозрачными участками внутри слоя чувствительного к облучению полимера;
- Фиг. 5 изображает формирование изображения из прозрачных участков в другом металлическом слое, совмещенного с изображением в чувствительном к облучению полимере, и
- Фиг. 6 изображает схематичный вид в сечении конечного защитного элемента, полученного в соответствии со способом по изобретению.
При описании чертежей термины «верхний, нижний, выше, над, под» и т.д. используют применительно к изображениям, приведенным на чертежах. Эти термины не являются ограничивающими, поскольку возможной и вероятной является противоположная ориентация защитного элемента в ходе изготовления и применения, так что эти термины следует приспосабливать соответственным образом. К тому же такие термины, как первый, второй и третий или т.п., вытекают из последовательности изготовления, и они не являются ограничивающими сущность и объем формулы изобретения при счете последовательности слоев в конечном продукте.
Фиг. 1 представляет схематичный увеличенный вид в сечении участка защитного элемента в соответствии с одним из воплощений изобретения. Следует отметить, что соотношения размеров отдельных элементов даны произвольно, с целью пояснения, и не соответствуют действительным соотношениям размеров.
Прозрачная пленка 1, изготовленная предпочтительно из ПЭТ, поддерживает первый прозрачный слой 2. Поверхностная структура 21, сформированная на верхней поверхности первого прозрачного слоя 2, выполнена в виде рельефа в материале этого слоя. Данная поверхностная структура подходит для формирования голографического изображения или эффекта. На Фиг. 1 линию 21 используют для того, чтобы показать сложнопрофильную или шероховатую поверхностную структуру 21, которая на практике имеет значительно меньшие амплитуды, чем показано на чертеже.
Над первым прозрачным слоем 2 находятся участки первого металлического слоя 41, причем металлический слой 41 следует за поверхностной структурой 21 первого прозрачного слоя 2. То есть, поскольку металлический слой 41 является тонким и имеет почти постоянную толщину, он точно повторяет поверхностную структуру 21.
На участках металлического слоя 41 формируют второй слой 3, одна из сторон которого повторяет поверхностную структуру 21 в форме поверхностной структуры 31. На другой стороне, которая противоположна поверхностной структуре 31, формируют вторую поверхностную структуру 32, которую также обеспечивают голографическим эффектом в виде рисунка или т.п. Для того чтобы указать, что поверхностная структура 32 отличается от поверхностной структуры 21, использовали зигзагообразную линию. К тому же линию 32 использовали, чтобы выразить сложнопрофильную или шероховатую поверхностную структуру 32, которая на практике имеет значительно меньшие амплитуды, чем показано на чертеже.
Формируют второй металлический слой 42, чтобы закрыть поверхностную структуру 32 второго слоя 3. Поскольку металлический слой 42 является очень тонким, верхняя сторона металлического слоя 42 дает поверхностную структуру 51, которая является такой же, как поверхностная структура 32, то есть она обеспечивает такой же голографический эффект, как поверхностная структура 32.
Второй металлический слой 42 закрывают третьим слоем 5, который изготовлен из материала покрытия. Наконец, наносят прозрачный защитный слой 6, который закрывает все обнаженные поверхности отдельных слоев, а также те части, которые обращены в промежутки 9 между слоистыми блоками.
Промежутки 9 между слоистыми блоками формируют изображение, или расположены в виде изображения, которое можно наблюдать в проходящем свете. В частности, пленка 1, прозрачный слой 2 и защитный слой 6 являются прозрачными, так что промежутки 9, формирующие изображение в непрозрачном защитном элементе, отчетливо видны и образуют первый защитный признак защитного элемента.
Кроме того, голографическая структура 21 первого прозрачного слоя 2 граничит с металлическим слоем (обычно алюминиевым), так что рассмотрение защитного элемента снизу на Фиг. 1 выявляет первый голограммный рисунок. Из-за эффекта зеркального отражения металлическим покрытием поверхностной структуры 21, голографический эффект будет ярким и отчетливым. Часть поверхностной структуры 21 первого прозрачного слоя 2, которая граничит с защитным слоем 6 в промежутке 9, обладает слабым голографическим эффектом.
Если рассматривать защитный элемент Фиг. 1 сверху (в соответствии с расположением на Фиг. 1), то поверхностная структура 51 отражает свет через прозрачное покрытие 5 и, таким образом, выявляет голографический рисунок, который является ярким и отчетливым. Голографический рисунок поверхностной структуры 51 может отличаться от голографического рисунка поверхностной структуры 21, или же эти рисунки могут быть одинаковыми. Соответственно, при наблюдении снизу, голографический эффект поверхностной структуры 21 в промежутке 9 является слабым.
Участки, покрытые первым и вторым металлическими слоями 41 и 42, являются непрозрачными, так что каждый из соответствующих голографических рисунков можно видеть только с одной стороны защитного элемента, поскольку другой голографический рисунок скрыт или заслонен соответствующим металлическим слоем. Например, первый металлический слой 41 экранирует голографическую поверхностную структуру 51, так что ее невозможно видеть снизу (как изображено на Фиг. 1); подобным образом, второй металлический слой 42 экранирует голографическую структуру 21, так что ее невозможно наблюдать сверху (как изображено на Фиг. 1).
При рассмотрении защитного элемента Фиг. 1 сверху в проходящем свете, который проходит снизу (в соответствии с Фиг. 1), будет ясно видно изображение, образованное промежутками 9.
В воплощении, показанном на Фиг. 1, промежуток 9 сформирован таким образом, что он проходит через оба металлических слоя, так что их прозрачные и непрозрачные участки совпадают друг с другом. Однако можно также обеспечить эти промежутки так, чтобы они лишь частично перекрывали друг друга.
Ниже, с использованием Фиг. 2-6, пояснен способ получения защитного элемента по Фиг. 1. Следует отметить, что Фиг. 2-6 являются схематичными, в том смысле, что их используют для пояснения порядка формирования слоев и промежутков, но они вовсе не способны показать голографические поверхностные структуры. Таким образом, следует учитывать, что металлические слои в данном описании имеют голографические поверхностные структуры, как это разъяснено со ссылкой на Фиг. 1. В частности, тот эффект, что металлический слой является достаточно тонким, чтобы копировать или повторять лежащую под ним поверхностную структуру, здесь не показан; металлические слои показаны только в отношении их расположения в слоистой структуре.
Кроме того, для тех же элементов используют те же численные сноски, как и на Фиг. 1, так что связанное с Фиг. 1 описание применимо и здесь, с соответствующими поправками.
Согласно Фиг. 2, способ сначала обеспечивает слоистый защитный элемент, который включает прозрачную пленку 1, на которой методом печати или т.п. обеспечивают первый прозрачный слой 2. Первый прозрачный слой 21 имеет рельефную верхнюю поверхность, в которой поверхностная структура 21 сформирована путем обеспечения рельефом материала первого прозрачного слоя. Рельефная структура предназначена для проявления голографического эффекта.
Затем наносят тонкий первый металлический слой 41, который покрывает первый прозрачный слой 2 с поверхностной структурой 21. Металлический слой 41 наносят с помощью процесса металлизации, в котором один из возможных процессов использует термовакуумную металлизацию, например, с алюминием.
Первый металлический слой 41 покрывают вторым слоем 3, который изготавливают из фоточувствительного полимерного материала. Второй слой 3 может быть нанесен посредством печати или другим подходящим способом нанесения. Если фоточувствительный материал облучают УФ-излучением, он изменяет свой состав таким образом, что облученные участки материала становятся растворимыми по отношению к растворителю, которым может быть вода или другой технический растворитель, такой как слабый раствор вода/сода. Второй слой 3 обеспечивают рельефом с образованием на нем поверхностной структуры 32, как подробно описано со ссылкой на Фиг. 1. Эта поверхностная структура 32 предназначена для проявления голографического эффекта.
На втором слое 3 формируют второй металлический слой 42. Металлический слой 42 является очень тонким, так что верхняя поверхность металлического слоя повторяет или копирует поверхностную структуру 32, лежащую под вторым металлическим слоем 42. В результате верхняя поверхность второго металлического слоя 42 имеет поверхностную структуру 51, которая обеспечивает или имеет голографический эффект.
Затем на верхнюю поверхность второго металлического слоя 42 наносят прозрачный третий слой 5 или покрытие (эта стадия не показана отдельным чертежом). Нанесение третьего прозрачного слоя 5 осуществляют с целью формирования изображения из покрытых или непокрытых областей второго металлического слоя 42. Нанесение в форме изображения осуществляют методом печати на прозрачном покрытии или прозрачном резистивном покрытии в виде необходимого изображения; это изображение может включать текст, буквы, символы, знаки, числа или другие формы, и т.п.
Как можно видеть на Фиг. 3, на стадии промывки или травления те участки второго металлического слоя 42, которые не покрыты третьим прозрачным слоем 5, растворяют и удаляют, формируя изображение необходимой формы из промежутков. Области второго металлического слоя 42, покрытые третьим прозрачным слоем 5, экранированы и остаются неизменными, поскольку на них не действует жидкость, используемая для промывки или травления.
Затем структуру Фиг. 3 облучают УФ-излучением в направлении сверху вниз по Фиг. 3. Фоточувствительный полимер второго слоя 3 растворяется там, где его облучили УФ-излучением. Это означает, что полимер, который был облучен, можно смыть с использованием соответствующего растворителя (используя раствор вода/сода в качестве растворителя), в то время как участки, которые не облучали УФ-излучением, не подвергаются воздействию и остаются неизменными. Поскольку непрозрачные участки второго металлического слоя 42 экранируют фоточувствительный полимерный материал, расположенный под ними, УФ-излучение не достигает этих участков, и полимер остается неизменным. Таким образом, сформированные при этом промежутки во втором слое 3 совпадают с промежутками, образованными во втором металлическом слое 42; эти промежутки находятся в соответствии (совпадают) с промежутками, сформированными в изображении, напечатанном в качестве третьего прозрачного слоя 5. Результат, полученный после стадии облучения и удаления полимерного материала с целью формирования промежутков в изображении, показан на Фиг. 4.
Исходя из полуфабриката, показанного на Фиг. 4, опять проводят стадию травления или промывки, которые удаляют те участки первого металлического слоя 41, которые не покрыты вторым слоем 3, т.е. там, где второй слой 3 был удален на предшествующей технологической стадии Участки, которые покрыты вторым слоем 3, экранированы от жидкости, которой осуществляют промывку или травление, и, таким образом, остаются не затронутыми этим процессом. Результат этой стадии травления и промывки показан на Фиг. 5.
Из Фиг. 5 можно ясно видеть, что деметаллизированные области или участки первого металлического слоя 41, на которых металл удален, находятся в соответствии или совпадают с промежутками, сформированными в нанесенных друг на друга слоях на предшествующих технологических стадиях. В результате, если изображение рассматривают в проходящем свете, с любой стороны защитного элемента, можно увидеть отчетливое и яркое изображение.
На конечных стадиях наносят прозрачный защитный слой 6, который заполняет промежутки и формирует покрытие, чтобы герметизировать слоистую структуру защитного элемента. Это можно осуществить, нанося защитный лак на защитный элемент методом печати.
Наконец, наносят термоадгезив, который применяют для фиксации защиты на документе, банкноте или т.п., которые должны быть защищены. Конечный результат показан на Фиг. 6.
Следует отметить, что второй слой 3 можно сформировать из поддающегося обеспечению рельефом фоточувствительного материала, который является светонепроницаемым или непрозрачным. Кроме того, в вышеописанных способе и продукте голографическую поверхностную структуру первого слоя 2 и/или второго слоя 3 можно изготовить до или после того, как поверхность была металлизирована, т.е. снабжена соответствующим металлическим слоем 41 и 42, соответственно. Применение технологии обеспечения рельефа позволяет соответствующим образом деформировать (обеспечивать рельефом) поверхность соответствующего слоя, независимо от того, находится ли на данном слое слой металла, или нет.