ЗАЩИТНЫЙ ЭЛЕМЕНТ ДЛЯ БАНКНОТ ИЛИ ЦЕННЫХ ДОКУМЕНТОВ
PROTECTIVE ELEMENT FOR BANKNOTES OR VALUABLE DOCUMENTS

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к обладающему новизной защитному элементу для ценных документов, таких как банкноты, идентификационных документов, таких, как удостоверения личности и паспорта, документы, выданные государственными учреждениями, такие как водительские права и пр.
Уровень техники
Для каждого из этих документов и, в общем, для любого денежного или ценного документа требуются определенные технические решения, предотвращающие их копирование или подделку.
Очевидный и хорошо известный пример продукции, для которой необходим один или несколько защитных элементов, это - банкноты. Как известно, каждая банкнота имеет характеристические элементы, такие как бумага с водяными знаками, показывающими символы или изображения, отпечатанные таким образом, что они видны только при их рассмотрении в проходящем свете; серебряная нить, голограммы или пр.
Копирование банкноты, т.е. изготовление фальшивых банкнот, поэтому требует знаний и точного повторения способов, посредством которых предоставлены эти защитные элементы. Поскольку главным требованием к этим защитным элементам остается трудность их воспроизведения, поэтому с течением времени разработаны очень сложные способы изготовления, предусматривающие сложную последовательность этапов и использование элементов с особыми химическими и физическими характеристиками. Эти способы позволяют получить эффекты - обычно оптические, которые очень трудно воспроизвести и которые поэтому обеспечивают возможность отличить настоящую банкноту от поддельной.
Известные типы защитных элементов содержат, например, защитные нити, полосы или метки. В качестве не ограничивающего примера, защитный элемент согласно изобретению и способ получения этого защитного элемента излагаются ниже в отношении одного из их возможных применений, т.е. для банкнот. Но специалисту в данной области техники будет понятно, что они в равной степени относятся и к любому документу с подобными характеристиками.
После истечения некоторого срока хождения той или иной банкноты может быть принято решение о ее замене на новые банкноты другого типа. Старые банкноты постепенно изымают из обращения и заменяют на новые. Решение о выпуске новых банкнот может быть принято также и по причине необходимости повышения уровня защиты путем замены банкнот на другие нового вида, с более усложненными защитными элементами, создаваемыми новой, оригинальной и трудновоспроизводимой методикой. Поэтому, даже если злонамеренные лица и поймут, как воспроизводить частично защитные элементы банкнот, тем не менее приобретенные фальшивомонетчиком сведения и опыт нелегко будет применить для новых банкнот с новыми и более усложненными защитными элементами. В настоящее время большинство выпускаемых в мире банкнот имеют защитную нить, вставленную в бумагу двумя различными технологиями, соответственно известными под названием «встраивание полностью» и «окна».
Согласно первой технологии, известной под названием «встраивание полностью», нить вставлена полностью в толщу бумаги, и поэтому защитная нить полностью окружена бумагой с обеих сторон, лицевой и оборотной.
Согласно второй технологии, известной под названием «окна», защитная нить вставлена в банкноту таким образом, что она полностью покрыта бумагой с одной стороны банкноты, и при этом на другой стороне имеются участки нити, которые открыты наружу и чередуются с покрытыми участками нити в определенном порядке чередования.
В настоящее время некоторые защитные нити могут иметь, при их рассмотрении, окраску, которая может изменяться в зависимости от угла падения света и/или типа падающего на них света.
Эта характеристика известна под названием «изменение цвета».
Типы в настоящее время используемой нити могут иметь изменение цвета, обеспечиваемое т.н. тонкопленочной технологией. Эта тонкопленочная методика заключается в испарении на всей поверхности и в вакууме таких элементов, как фторид магния, связанный с хромом или алюминием, с чрезвычайно малой толщиной на выполненной из сложного полиэфира основе. Продукция, изготовленная с использованием этой технологии, обеспечивает возможность - в зависимости от количества испаряемого материала - видеть отражающую поверхность в двух разных цветах, в зависимости от угла наклона, под которым на них падает свет.
Альтернативный способ изготовления, используемый сегодня, обеспечивает эффект изменения цвета технологией на основе пигментов. Согласно этой технологии выполненная из сложного полиэфира основа отпечатана красками, содержащими пигменты, жидкие кристаллы и т.п., которые имеют свойство отражения цвета в двух разных диапазонах в зависимости от угла падения света на них. Для получения этого эффекта пигмент должен быть отпечатан на фоне очень темного цвета, обычно темно-серого или черного.
Первая упомянутая технология изготовления, известная как «тонкопленочная», обеспечивает полноповерхностные элементы, с которых материал затем удаляют (деметаллизация) на некоторых участках, особенно в областях, на которых предусматривается травление, известными технологиями, основанными на применении парафинов или резиста. Эти не имеющие материала участки, таким образом, оставляют графические обозначения, например: буквы или цифры, в зависимости от того, где удален материал. Поэтому обеспечивается возможность выполнить любую нужную графическую маркировку как позитивную, так и негативную.
Вторая упоминаемая выше технология изготовления, известная как ″технология на основе пигментов″, предусматривает, вместо закрепления, печатание краски на полной поверхности на черном фоне, уже избирательно отпечатанном; тоже как позитивной, так и негативной.
Методы изготовления можно вкратце резюмировать следующим образом.
В отношении тонкопленочной технологии: обеспечена возможность печатания графических маркировок на основе парафина перед этапом вакуумного испарения, с последующим размягчением этих парафинов, чтобы их удаление также удаляло и изменяющий цвет материал. Как вариант, в участках над испарением алюминия или над изменяющими цвет материалами можно отпечатать резист, который позволяет предохранить изменяющий цвет материал от воздействия кислотных или щелочных элементов, в зависимости от применяемого способа. Эти кислотные или щелочные элементы вызывают коррозию, и поэтому удаляют части материала, не покрытого резистом.
В отношении технологии на основе пигментов: в настоящее время используются системы, в соответствии с которыми цвета отпечатывают последовательно, с нанесением получаемого изображения; например тексты отпечатывают в негативе темным цветом первой секцией печатания, после чего наносят по всей поверхности изменяющийся цвет второй секцией.
Известно, что в защитных нитях в банкнотах та сторона, которая остается вставленной внутри бумаги банкноты, т.е. сторона напротив упомянутых окон, если защитная нить вставлена технологией окон, должна иметь очень светлый цвет, например белый или соломенно-желтый, или цвет с высокой отражательной способностью, например цвет алюминия. Это нужно для получения хорошо известного эффекта, когда вставленная в банкноту нить практически невидима, если на нее смотреть в отраженном свете и если смотреть на ее полностью вставленную в бумагу банкноты сторону, с одновременным обеспечением максимальной непрозрачности, если смотреть на ту же сторону банкноты в проходящем свете, т.е. на свет. Известные технологии до сих пор не дают возможность напечатать, например, следующую последовательность цветов: первой секцией - алюминиевый серый цвет, который имеет тексты в негативе; второй секцией - черный цвет, имеющий те же тексты в негативе; и затем - еще пара дополнительных цветов третьей секцией и четвертой секцией (либо, что еще хуже, со вторым прогоном), имеющая те же тексты в негативе, точно налагаемые на два первых. При рассмотрении напечатанных в негативе текстов в проходящем свете с лицевой и оборотной сторон: напечатанные первой секцией цвета, и цвета третьей и четвертой секций должны не позволять видеть напечатанный второй секцией черный цвет внутри многослойного элемента.
Сущность изобретения
Цель изобретения заключается в обеспечении нового защитного элемента, более усложненного по сравнению с известными в настоящее время элементами, чтобы повысить трудность копирования его злонамеренными лицами, желающими подделывать ценные документы и/или изготавливать фальшивые банкноты.
Для достижения этой цели задачей изобретения является обеспечение возможности более легкого и уверенного распознания поддельного документа.
Еще одна задача изобретения - обеспечение способа изготовления упомянутого защитного элемента, который можно осуществлять с меньшими затратами по сравнению с уже применяемыми технологиями.
Эта цель, и эти и другие задачи, поясняемые в приводимом ниже описании, обеспечиваются защитным элементом, отличающимся тем, что он содержит:
по меньшей мере один несущий элемент, на котором в наложении друг на друга или в расположении рядом друг с другом находятся по меньшей мере два смежных элемента, так, что между ними сформирована по меньшей мере одна область контакта; при этом один из по меньшей мере двух смежных элементов имеет цвет, который может изменяться в зависимости от количества поглощаемого ими света и в зависимости от наклона, с которым свет падает на них, и
по меньшей мере одну графическую маркировку на защитном элементе, причем по меньшей мере одна часть упомянутой по меньшей мере одной графической маркировки обеспечена в упомянутой области контакта между упомянутыми смежными элементами;
при этом упомянутая по меньшей мере одна графическая маркировка расположена таким образом, что она проходит через упомянутые смежные элементы и при этом она видна полностью и зеркально симметрично, если смотреть на нее с лицевой стороны в проходящем свете и если смотреть на нее с оборотной стороны в проходящем свете.
Краткое описание чертежей
Прочие характеристики и преимущества изобретения станут более очевидными из приводимого ниже подробного описания; при этом не ограничивающий изобретения пример представлен на прилагаемых чертежах, на которых:
Фиг.1 и 2 - виды двух возможных вариантов осуществления защитного элемента согласно изобретению;
Фиг.3-9 схематически изображают этапы нанесения материалов на подложку, выполненную, например, из сложного полиэфира для получения защитного элемента согласно изобретению.
Осуществления изобретения
2
2
Первый вариант осуществления изобретения, обладающего упомянутыми характеристиками, можно реализовать с помощью подложки, изготовленной, например, из прозрачного сложного полиэфира надлежащей толщины, и на которую нанесен ряд растворимых щелочных красок, таких, например, как: с помощью первой секции, краска алюминиевого цвета для запечатывания всей поверхности изделия, состоящая из карбоксилированного полиакрилата; на которую, тоже по всей поверхности, вторая секция наносит другую краску, например черную, состоящую из стиролмалеиновой смолы. В данном случае, в котором защитный элемент используется для банкнот, толщина сложного полиэфира должна быть толщиной микронного порядка, предпочтительно в пределах от 6 до 60 мкм, чтобы защитный элемент можно было вставить в банкноту. Аналогично, в данном случае количество наносимой краски предпочтительно составляет 1,3 г/м для наносимой первой секцией краски алюминиевого цвета и предпочтительно около 2,5 г/м черной краски, наносимой второй секцией.
2
Чередующиеся линии или области, удлиненные продольно или поперечно, или взаимно параллельные, затем печатают на получаемой основе с использованием пигмента - разного для каждой из них, посредством третьей секции и четвертой секции (если имеется), либо при помощи второго прогона; и эту последовательность (3 и 4) выполняют с использованием обычной ротационной машины, которая может печатать цвета с точной приводкой. Для обеспечения непрерывности между двумя цветами, печатаемыми двумя печатающими секциями (хотя это не обязательно), достаточно создать небольшое наложение между ними. Используемые в третьей и четвертой секциях краски составлены из двух цветов и смешаны, предпочтительно, в стиролмалеиновой смоле. В этом случае, количество краски предпочтительно составляет около 3 г/м.
В результате выполнения этого этапа получают пленку из сложного полиэфира, на которой первой секцией напечатан сплошной фон краски алюминиевого цвета, сплошной фон черной краски напечатан второй секцией; зона, или участок, или область напечатаны третьей секцией краской, которая меняет свой цвет с зеленого на пурпурный; и еще одна полоса, или участок, или область, которая прилегает к созданному ранее участку, напечатана четвертой секцией краской, которая меняет свой цвет с синего на золотой. На этой основе затем печатают поверх пленкой прозрачного лака, изготовленного, например, из нитроцеллюлозного полимера, который удобным образом интегрируется с другими специальными элементами и наносится избирательно и действует как резист. Этот прозрачный лак наносят для формирования - как негатив или позитив - выбранной отличительной маркировки, которая будет непрерывной сверху смежных полос, участков или областей. В частности, будут образованы области с нанесенным на них прозрачным лаком, и которые поэтому будут защищены резистом; и области, на которых не будет лака. Приготовленную этим способом пленку непрерывно погружают в несколько баков, чтобы растворить, и поэтому подвергнуть разъеданию и удалить части, не покрытые резистом, созданным прозрачным лаком.
Например, последовательность этапов изготовления защитного элемента согласно изобретению ниже излагается только в качестве примера. Для производительности около 50 метров минуту можно начать с первого бака с теплой водой около 45°С в 1%-ном растворе карбоната натрия, в которую пленку погружают на время из расчета около 20 секунд. Второй бак содержит деминерализованную воду для промывки, и третий бак содержит воду с нейтральным рН в количестве, достаточном, чтобы вернуть рН подложки к нейтральному значению. Наконец, в четвертом баке с деминерализованной водой выполняют дополнительную окончательную промывку. В конце этих этапов, в баках, пленку высушивают и сматывают.
Полученная таким образом защитная пленка имеет прозрачные области, которые формируют графические маркировки, если смотреть на нее в проходящем свете с лицевой и оборотной сторон.
Благодаря этому способу изготовления напечатанные в негативе и в позитиве графические маркировки со специальным нанесением резиста пересекают, совершенно не прерываясь, две зоны или области, или два участка или две линии, которые имеют разные цвета. Причем, если смотреть на нить с оборотной стороны при отраженном свете, то благодаря основе из сложного полиэфира с нанесенной на ней краской алюминиевого цвета она имеет единственный цвет (в этом случае - алюминиевый), и имеет участки совсем без этих красок; и поэтому они прозрачные, если смотреть на них в проходящем свете.
Графические маркировки, видимые на лицевой стороне при отраженном свете, имеют хорошее наложение по отношению к другим графическим маркировкам, видимым в проходящем свете, если на нить смотреть с оборотной стороны. Этот эффект обеспечивается за счет состава краски, используемой в первой секции (карбоксилированные полиакрилаты) и хорошо сцепляющейся со сложным полиэфиром, на котором она напечатана, позволяющей печатание на ней второй краски на основе стиролмалеинового полимера второй секцией, без проблем размягчения. Характеристики других двух красок, используемых в третьей и четвертой секциях, аналогичны характеристикам второй секции, т.к. основной полимер тот же самый; и в этом случае, за счет некоторых усовершенствований печатания (скорость, давление, твердость прижимных валиков и пр.) их можно наносить в виде областей, без размягчения предыдущего слоя (второго). Последующее печатание резистного лака выполняют особыми валиками глубокой печати, которые позволяют обходиться очень небольшими количествами лака (граммы на квадратный метр), при этом обеспечивая хорошую резкость и также хорошее растекание продукта.
Для излагаемого способа изготовления требуется использование роликов крупного диаметра для транспортирования пленки, чтобы она не проскальзывала и тем самым не нарушала поверхность резиста. Первые метры введения в бак с карбонатом натрия по сути самые ответственные, поскольку здесь не должно быть никакого термического или механического удара - чтобы карбонат натрия смог проникнуть в, и растворить полимеры до сложного полиэфира, при этом не нарушая резист, играющий роль защитного средства. В конце «промывочного» цикла таким образом получают графические маркировки, которые полностью свободны от красок, и поэтому они являются прозрачными. Эти графические маркировки, если на них смотреть в воображаемом поперечном сечении, имеют разные цвета и разные значения толщины: как если бы они были нарезаны и разделены одновременно. Одна из трудностей получения описываемых выше эффектов заключается в необходимости наложения слоев разного цвета и разных типов, чтобы изменяющие цвет краски могли выполнять свою задачу наилучшим возможным образом, т.к. без находящегося под ними черного цвета их эффект будет сильно ослаблен.
Как упомянуто выше, технологии обеспечения этого защитного элемента согласно изобретению могут быть разными.
Среди известных способов, используемых для изготовления защитных элементов, отличающихся наличием графических маркировок, уже упомянуты способы, включающие в себя печатание графических маркировок при помощи парафинов, выполняемое перед этапом вакуумного испарения. Эти парафины затем размягчают, чтобы парафин можно было удалить. С удалением парафина также удаляется изменяющий цвет материал, в результате чего получают нужную графическую маркировку.
Как показано на Фиг.3-9, в данном случае процесс также начинают с приготовления подложки 101 из соответствующего материала, предпочтительно из сложного полиэфира, на которую наносят область или полосу 102 водорастворимой или теплорастворимой краски, располагающуюся в прилегании сбоку к области или полосе 106, остающейся пустой.
о
При этом рулон в этом виде металлизируют алюминием, наносимым в вакууме по всей поверхности. Таким образом получают слой алюминия 103, наносимый непосредственно на подложку 101 из сложного полиэфира, и алюминиевый слой 103 наносят на слой растворимой краски 102 - Фиг.5. Дополнительным прогоном в баке с теплой водой при температуре около 50С растворимую краску вновь активируют, удаляя нанесенный на нее алюминий; причем алюминий 103, нанесенный непосредственно на подложку 101 из сложного полиэфира, остается нетронутым - Фиг.6. Как показано на Фиг.7, слой алюминия 103 затем печатают поверх при помощи растворимой краски 104, при этом избегая попадания этой краски на пустую полиэтиленовую полосу 107.
Затем выполняют последующую вакуумную металлизацию, на этот раз нанося медь 105 - Фиг.8. В конце этого этапа металлизации, Фиг.8, получают таким образом рулон, на одной стороне которого находится медь 105, нанесенная непосредственно на подложку 101 из сложного полиэфира, и при этом на примыкающей полосе над алюминием 103 и под медью 105 находится слой растворимой краски 104. За счет повторного активирования растворимой краски 104 слой меди 105 удаляют с находящегося ниже слоя алюминия 103, и при этом слой меди 105, нанесенный непосредственно на подложку 101 из сложного полиэфира, не затрагивается. В конце выполнения этого способа получают элемент, состоящий из подложки 101 из сложного полиэфира, на которой слой алюминия 103 и слой меди 105 нанесены рядом друг с другом, как показано на Фиг.9. Из приводимого выше описания этого способа очевидно, что с помощью этой технологии можно нанести на защитный элемент любое число смежных элементов. Фиг.2 показывает, что для каждой пары смежных элементов можно идентифицировать контактную или граничную область 108.
Фиг.1 и 2 показывают пример двух возможных вариантов осуществления защитного элемента согласно изобретению. Графическая маркировка 110 имеет продолжение, которое воздействует на смежные зоны 103 и 105, и имеет по меньшей мере одну часть в области 108 контакта между смежными элементами. Фиг.1 показывает вариант осуществления с двумя смежными зонами, Фиг.2 показывает пример альтернативного варианта осуществления защитного элемента согласно изобретению, и в этом варианте осуществления представлено четыре элемента.
В варианте осуществления согласно Фиг.2 смежные элементы 103 и 105 можно все выполнить из разных материалов или из одинакового материала в несмежных положениях, как фактически показано на Фиг.2, при этом смежные элементы могут быть в любом случае выполнены из разного материала и/или материала с разными свойствами отражения света. Любой материал (как металлический - такой как алюминий, или медь, или никель и пр., и/или пигментные материалы, такие как перламутровые материалы и изменяющие цвет материалы и пр.), имеющий свойства, эквивалентные описываемым, можно разумеется адаптировать для использования в описываемом здесь способе.
Теперь обеспечена возможность выполнения этапа снятия графической маркировки или маркировок, которые проходят по двум зонам разного цвета. В частности, одна из характеристик изобретения заключается в обеспечении графической маркировки, которая также воздействует на область 108 контакта между двумя смежными зонами, и поэтому упомянутая графическая маркировка является сплошной также в упомянутой контактной области 108. Путем нанесения на обе зоны участков, покрытых резистом на основе нитроцеллюлозы, и путем погружения всего изделия в соответствующую ванну, на основе, например, разбавленной до 52% фосфорной кислоты с температурой 45°С, участки без резиста удаляются, формируя графические маркировки, которые видны на лицевой и на оборотной сторонах в проходящем свете.
Обеспечение графических маркировок на изменяющем цвет материале при помощи резиста, получаемого вакуумным осаждением материалов, таких как фторид магния, кремний и т.п., становится известным только когда графические маркировки выполнены на полноповерхностном изменяющим цвет материале (термин «изменение цвета» обозначает изменение с первичного цвета на вторичный цвет, т.е. зеленый изменяется на пурпурный, синий изменяется на зеленый, зеленый на золотой и пр.). Для получения этих пар цветов применяют несколько способов: от разных материалов, нанесенных за несколько прогонов, до материалов, идентичных, но с разной толщиной порядка нескольких десятков нанометров; затем все изделие покрывают алюминием с очень небольшой толщиной. До настоящего времени не известен какой-либо способ, позволяющий нанесение двух параллельных зон или двух смежных участков из изменяющих цвет материалов, получаемых вакуумным осаждением разных материалов или одинаковых материалов разной толщины. В частности, не известен способ, согласно которому для удаления таких материалов, как фториды магния, помимо алюминия, нужно использовать сильно щелочные и сильно кислые растворы, очевидно сохраняя определенные характеристики каждого элемента, и поэтому на них не влияет использование единого резиста, определяющего графическую маркировку.
В равной степени эффективный альтернативный способ получения полос, участков или областей с разными характеристиками изменения цвета включает в себя этап вакуумного осаждения на сложный полиэфир материалов из числа упоминаемых выше; при этом количества указываются в качестве примера возможного варианта осуществления:
Cr=5 нм;
2
MgF=ок. 500 нм;
Al=30 нм.
2
2
2
3
Причем зоны, участки и области защищают глубокой печатью, с помощью которой наносят по меньшей мере 2 г/м резиста, стойкого к кислоте и легко растворимого в щелочной среде. Пленку погружают в фосфорную кислоту с температурой 45°С с концентрацией 52% - для растворения алюминия в тех местах, где резист отсутствует. Затем пленку погружают в раствор NaCO c концентрацией 0,6-0,8% при температуре 35-40°С, чтобы удалить фторид магния и хром, оставляя небольшое количество резиста (ок. 0,6-0,8 г/м).
Затем пленка возвращается в установку вакуумной металлизации для осаждения:
2
ZrO=75 нм;
2
SiO=300 нм;
Al=30 нм.
Нанесенный таким образом материал находится сверху предшествующих областей, где находится хром, фтор и алюминий, и также в областях, с которых удалены эти материалы, и поэтому - в областях без материала. Если смотреть на пленку со стороны сложного полиэфира, то она будет иметь зоны, области или участки с областями с изменяющими цвет эффектами, которые отличаются друг от друга в зависимости от определенного нанесенного на нее того или иного материала. На этом этапе специальный резист, стойкий к кислым и щелочным растворам, наносят на обеих зонах, областях или участках, и поэтому - сверху этих областей, чтобы можно было удалить оба нанесенных материала.
Описываемые здесь способы позволяют идентифицировать несколько промышленных технических решений, общими для которых являются по меньшей мере две зоны, два участка или две области, покрытые материалами, обладающими определенными изменениями цвета, пересекаемыми графическими маркировками, которые видны при рассмотрении их в проходящем свете.
Очевидно, что тот же результат, в некоторых случаях, можно достичь, например, с помощью регулируемых лазерных лучей, которые осуществляют перенос испарением изменяющих цвет материалов. В этом случае, низкая производительность увеличивает себестоимость продукции, ограничивая возможности ее использования.
Таким образом показано, что предлагаемое устройство достигает предполагаемых им целей и задач. В частности, описан способ, который позволяет чрезвычайно затруднить подделку ценных документов, в частности - подделку банкнот. Специалист в данной области техники, в рамках объема защиты настоящего изобретения может сделать в нем многие модификации.
Поэтому объем защиты формулы изобретения не должен ограничиваться пояснениями предпочтительных вариантов осуществлений, приводимых в описании в качестве примера; напротив, формула изобретения должна включать в себя все характеристики патентуемой новизны, которые можно вывести из нее, включая все характеристики, которые будут рассматриваться как эквивалентные специалистом в данной области техники.
Защитным элементом согласно изобретению может быть, например, защитная нить, защитная полоса, защитный участок и т.п.
Содержание патентной заявки Италии MI2005А001944, из которой данная патентная заявка притязает на приоритет, включено в данный документ в качестве ссылки.
Ссылочные обозначения, сопровождающие технические признаки, упомянутые в любом пункте формулы, указаны только для целей лучшего понимания формулы изобретения, и, соответственно, эти ссылочные обозначения не ограничивают истолкование каждого элемента, указываемого, например, этими ссылочными обозначениями.