СЛОИСТЫЙ ЦЕННЫЙ ДОКУМЕНТ, СОДЕРЖАЩИЙ СМЕСЬ КРАСОК В ОДНОМ ИЗ СЛОЕВ
LAYERED IMPORTANT DOCUMENT CONTAINING PAINT MIXTURE IN ONE OF ITS LAYERS

Изобретение относится к ценному документу, в частности к банкноте, имеющему последовательность слоев, в котором под воздействием лазерного излучения выполнены идентификаторы в виде узоров, букв, цифр или изображений, воспринимаемые визуально и/или при помощи вспомогательных устройств. Изобретение относится также к элементу защиты для ценных документов, имеющему последовательность слоев, а также к способу изготовления таких ценных документов или элементов защиты.
Идентификационные карточки, например кредитные карточки или удостоверения личности, уже давно персонализируются посредством лазерной гравировки. При персонализации посредством лазерной гравировки оптические свойства материала карты изменяются необратимым образом в форме желаемого идентификатора благодаря ведению лазерного луча соответствующим образом. Например, в патентном документе DE 3048733 А1 описана идентификационная карта, на которую нанесена информация и которая на одной поверхности имеет окрашенные различным образом участки слоев, расположенные друг над другом и имеющие, по меньшей мере, частичные промежутки в форме визуально воспринимаемых персонализирующих данных.
Обычно ценные документы, например банкноты, акции, облигации, сертификаты, ваучеры, чеки, входные билеты и подобные им, снабжают индивидуальной меткой, например серийным номером.
Принимая во внимание вышесказанное, цель данного изобретения - создать ценный документ описанного выше типа, снабженный выполненными лазером идентификаторами, обладающими высокой степенью защиты от подделки. Для еще большего повышения степени защиты и облегчения восприятия эти идентификаторы должны быть, в частности, связаны с дополнительными оптическими эффектами, которые сложно имитировать.
Эту цель достигают посредством ценного документа и элемента защиты, имеющих признаки, раскрытые в независимых пунктах формулы изобретения. Способы их изготовления раскрыты в пунктах формулы изобретения, объединенных единым изобретательским замыслом. Варианты развития данного изобретения являются предметами зависимых пунктов.
Согласно первому аспекту данного изобретения последовательность слоев ценного документа содержит маркировочный слой, состоящий из смеси печатных красок, содержащей компонент, поглощающий лазерное излучение, и компонент, прозрачный для лазерного излучения. Здесь идентификаторы воспринимаются визуально и/или при помощи вспомогательных устройств благодаря необратимому изменению оптических свойств смеси печатных красок, возникшему под воздействием лазерного излучения. В контексте данного изобретения термин «последовательность слоев» относится к последовательности, состоящей из по меньшей мере одного слоя, но обычно из большего количества слоев, расположенных друг над другом и/или рядом друг с другом. Термин «оптические свойства» охватывает, прежде всего, свойства материала по поглощению и отражению оптического излучения (ультрафиолетового, видимой части спектра или инфракрасного излучения), а также и другие специфические реакции на оптическое излучение, например флуоресцентное или фосфоресцирующее свечение.
Как подробно описано далее, под воздействием лазерного излучения поглощающий компонент смеси может, например, обесцвечиваться, испаряться, изменять свои отражающие свойства или превращаться в результате химической реакции в материал с другими оптическими свойствами.
В предпочтительном варианте данного изобретения выполненные идентификаторы воспринимаются визуально без использования вспомогательных средств. Это означает, что не требуется специального оборудования для подсветки или для наблюдения идентификаторов, они заметны невооруженным глазом при нормальных внешних условиях.
Смесь печатных красок предпочтительно содержит цветные пигменты с оптически переменными свойствами, в частности жидкокристаллические пигменты с оптически переменными свойствами или прозрачную, или полупрозрачную краску для глубокой печати, которые можно использовать в качестве компонента смеси, прозрачного для лазерного излучения, и, например, пигменты интерференционного слоя с оптически переменными свойствами в качестве поглощающего компонента смеси. В качестве поглощающего компонента смеси можно также использовать другие компоненты краски, оптические свойства которых могут быть изменены необратимым образом, например краску для глубокой печати, краску с металлическим эффектом или металлические пигменты, люминесцентную краску или люминесцентные пигменты, глянцевые пигменты или термохромную краску.
Возможно также, что оптические свойства самого поглощающего компонента смеси не изменяются, а вместо этого смесь красок содержит компонент краски, который взаимодействует с поглощающим компонентом смеси и оптические свойства которого необратимо меняются косвенным образом, а именно за счет поглощения лазерного излучения в поглощающем компоненте смеси, в частности, за счет повышения локальной температуры в маркировочном слое.
2
В частности, в качестве такого взаимодействующего компонента краски могут быть использованы компоненты краски, которые сами не поглощают излучение, например некоторые краски для глубокой печати, люминесцентные краски или люминесцентные пигменты, глянцевые пигменты или термохромные краски. В качестве поглощающего компонента смесь красок содержит, например, сажу, графит, ТiO или поглотитель инфракрасного излучения.
В предпочтительной реализации данного изобретения последовательность слоев имеет по меньшей мере один слой, поглощающий лазерное излучение, который расположен между маркировочным слоем и основой ценного документа. В другой предпочтительной реализации последовательность слоев имеет по меньшей мере один слой, поглощающий лазерное излучение, и по меньшей мере один слой, прозрачный для лазерного излучения, оба из которых расположены между маркировочным слоем и основой ценного документа.
Здесь слой, прозрачный для лазерного излучения, предпочтительно расположен между поглощающим слоем и маркировочным слоем. Аналогичным образом, предпочтительно, чтобы (дополнительный) слой, прозрачный для лазерного излучения, был расположен между поглощающим слоем и основой ценного документа.
Согласно предпочтительному варианту развития данного изобретения структуры одного или нескольких поглощающих или прозрачных слоев сформированы таким образом, чтобы содержать информацию. Здесь предпочтительно, чтобы формирование таких структур, по меньшей мере, частично было выполнено способом печати. Аналогичным образом, предпочтительно, чтобы содержащие информацию структуры, по меньшей мере, частично были сформированы посредством воздействия лазерного излучения, в частности посредством избирательного разрушения поглощающего слоя. Здесь особенно предпочтительно, чтобы способы структурирования посредством печати и разрушения лазером могли быть реализованы совместно и дополняли друг друга, что позволит создавать особые эффекты, которые практически невозможно воспроизвести при использовании только лишь способов печати, например эффекты совмещения, описанные далее.
В другом полезном примере реализации последовательность слоев содержит, помимо маркировочного слоя, дополнительный слой, состоящий из смеси красок, содержащей компонент, поглощающий лазерное излучение, и компонент, прозрачный для лазерного излучения. Здесь дополнительный слой смеси красок расположен между маркировочным слоем и основой ценного документа. Предпочтительно, чтобы смесь красок для дополнительного слоя была аналогична смеси красок, описанной выше для маркировочного слоя. При необходимости структура дополнительного слоя смеси красок сформирована способом печати, чтобы содержать информацию.
После воздействия на последовательность слоев лазера остается только прозрачный компонент смеси, также присутствующий в дополнительном слое смеси красок. Таким образом, этот вариант реализации может служить альтернативой послойному нанесению прозрачного и поглощающего слоя в качестве основы для маркировочного слоя. Кроме того, здесь в результате воздействия лазерного излучения становится видимой цветная основа и поэтому можно обойтись без печатного слоя, а значит, и без лишней технологической операции. Для дополнительного слоя смеси красок можно также использовать такие смеси красок, которые используются при офсетной печати или печати «найлопринт», при необходимости, с добавлением компонентов, создающих дополнительные эффекты. Например, может быть использована черная смесь пигментов, состоящая из поглощающего милори (железной лазури), красного и желтого. В результате воздействия лазерного излучения синий пигмент избирательно разрушается и остается оранжевый цвет.
Во всех описанных вариантах реализации структуры, содержащие информацию, преимущественно образуют, по меньшей мере, часть идентификаторов и визуально воспринимаются благодаря необратимому изменению оптических свойств смеси красок. Например, структуры, содержащие информацию, формируют посредством печати в различных печатных слоях, которые покрыты первоначально светонепроницаемым или только полупрозрачным маркировочным слоем. В результате воздействия лазерного излучения маркировочный слой на некоторых участках становится прозрачным или даже разрушается, так что становятся видимыми нижележащие структуры.
В другом также предпочтительном варианте данного изобретения выполненные идентификаторы не воспринимаются визуально, по меньшей мере, без вспомогательных средств. Это означает, что, например, для обнаружения идентификаторов требуется специальное подсвечивающее оборудование или специальное оборудование для наблюдения, а при нормальных внешних условиях идентификаторы практически незаметны невооруженным глазом. Такие идентификаторы используются особенно эффективно, прежде всего, на банкнотах или иных носителях данных, имеющих ценность, так как они практически незаметны человеческому глазу, несильно нарушают внешний вид носителя данных или вообще его не нарушают, занимают на носителе данных мало места и являются сами признаком защиты или содержат его.
Предпочтительно, чтобы выполненные идентификаторы были воспринимаемы в инфракрасном диапазоне спектра. Идентификаторы могут выделяться на фоне окружения, например, по способности отражать излучение инфракрасного диапазона и, таким образом, при облучении инфракрасной лампой они могут быть обнаружены и считаны при помощи вспомогательного устройства, в качестве которого выступает детектор инфракрасного излучения.
В другом предпочтительном конструктивном варианте выполненные идентификаторы могут быть заметны после воздействия ультрафиолетового излучения. Здесь, например, может быть использовано различие коэффициентов отражения волн УФ-диапазона или могут быть нанесены люминесцентные вещества, которые испускают излучение в видимом или ИК-диапазоне после облучения УФ-волнами.
Поглощающий компонент смеси и прозрачный компонент смеси предпочтительно выглядят одного и того же тона в видимой части спектра, так что идентификатор остается невидимым для невооруженного глаза без вспомогательных средств. Здесь смесь красок предпочтительно имеет оттенок, отличный от черного, т.е. она выглядит, например, синей, зеленой или красной.
Было подтверждено, что наиболее эффективно, если доля прозрачного компонента в смеси красок выше, чем доля поглощающего компонента. Благодаря этому удается достигнуть того, что идентификаторы незаметны для невооруженного глаза, несмотря на достаточно высокую контрастность при наблюдении при помощи вспомогательных устройств. В частности, предпочтительно, чтобы прозрачный компонент смеси составлял в смеси красок долю не менее 60%, предпочтительно, не менее 70%, особенно предпочтительно, не менее 80%.
Во втором аспекте данного изобретения последовательность слоев ценного документа имеет по меньшей мере один слой, поглощающий лазерное излучение, и по меньшей мере один слой, прозрачный для лазерного излучения, причем по меньшей мере один из поглощающих или прозрачных слоев содержит цветные пигменты с переменными оптическими свойствами. В этой реализации идентификаторы визуально воспринимаются благодаря избирательному разрушению по меньшей мере в одном из поглощающих слоев в результате воздействия лазерного излучения.
Здесь предпочтительно, чтобы, по меньшей мере, один из поглощающих или прозрачных для лазерного излучения слоев был сформирован таким образом, чтобы на нем была записана информация, причем содержащие информацию структуры могут быть, по меньшей мере, частично выполнены способом печати. Аналогично, предпочтительно, чтобы содержащие информацию структуры, по меньшей мере, частично были сформированы под воздействием лазерного излучения, в частности, посредством избирательного разрушения (дополнительного) в поглощающем слое. Предпочтительно, чтобы цветные пигменты с переменными оптическими свойствами представляли собой жидкокристаллические пигменты или пигменты интерференционного слоя.
Согласно еще одному аспекту данного изобретения в последовательности слоев ценного документа выполняют считываемые посредством вспомогательных устройств метки. В первом варианте этого аспекта последовательность слоев имеет по меньшей мере один слой, поглощающий лазерное излучение, и по меньшей мере один слой, прозрачный для лазерного излучения. Здесь поглощающий слой и прозрачный слой выглядят одного и того же тона в видимой части спектра, а идентификаторы могут быть считаны при помощи вспомогательных устройств благодаря избирательному изменению в поглощающем слое, возникшему под воздействием лазерного излучения. Однако визуально они не воспринимаются, по меньшей мере, без применения вспомогательных средств.
Кроме того, в данном аспекте изобретения выполненные идентификаторы предпочтительно воспринимаются в инфракрасном спектральном диапазоне или после облучения ультрафиолетовым излучением. Предпочтительно, чтобы поглощающий слой и прозрачный слой визуально имели один и тот же оттенок цвета, отличный от черного.
Наиболее эффективно, если слой, прозрачный для лазерного излучения, имеет большую толщину, чем поглощающий слой, благодаря чему идентификаторы остаются незаметными для невооруженного глаза. Предпочтительно, чтобы поглощающий слой располагался над прозрачным слоем, что позволит избежать риска разрушения прозрачного слоя при поглощении маркирующего излучения поглощающим слоем.
Согласно другому варианту этого аспекта данного изобретения последовательность слоев и нижележащая основа ценного документа изготовлены таким образом, что они выглядят одного тона в видимой части спектра. Здесь последовательность слоев содержит по меньшей мере один слой, поглощающий лазерное излучение. Как и в первом варианте данного аспекта изобретения благодаря избирательному изменению в поглощающем слое, выполненному посредством воздействия лазерного излучения, идентификаторы могут быть обнаружены вспомогательными устройствами, однако визуально они не воспринимаются, по меньшей мере, без применения дополнительных средств. Аналогично выполненные идентификаторы предпочтительно наблюдают в инфракрасном спектральном диапазоне или после облучения ультрафиолетовым излучением. Предпочтительно, чтобы поглощающий слой и нижележащая основа ценного документа казались визуально одного и того же оттенка, отличного от черного.
В обоих вариантах структура поглощающего слоя может быть сформирована таким образом, чтобы в нем могла содержаться информация. Также и структура потенциально наносимого прозрачного слоя сформирована таким образом, чтобы он мог быть носителем информации. Предпочтительно, чтобы эти содержащие информацию структуры были выполнены, по меньшей мере, частично посредством печати. Также предпочтительным является вариант реализации, в котором содержащие информацию структуры формируют, по меньшей мере, частично под воздействием лазерного излучения, в частности посредством избирательного разрушения поглощающего слоя. Как и в первом аспекте данного изобретения, особенно предпочтительно, чтобы процессы формирования структуры посредством печати и разрушения под воздействием лазерного излучения могли взаимодействовать друг с другом и дополнять друг друга, благодаря чему можно реализовать эффекты, которые практически не могут быть воспроизведены только способом печати.
Во всех аспектах и вариантах данного изобретения идентификаторы ценного документа могут содержать индивидуальную метку, например порядковый серийный номер, символьный код, например штриховой или матричный код, или подобные метки.
Данное изобретение также содержит элемент защиты для ценных документов, который содержит последовательность слоев согласно любому из описанных выше аспектов или вариантов данного изобретения.
Кроме того, изобретение содержит способ изготовления элемента защиты или ценного документа, содержащий последовательность слоев, в котором
- предварительно выбирают определенную длину волны лазера,
- на основу или на слой из последовательности слоев наносят маркировочный слой, состоящий из смеси красок, содержащей компонент смеси, поглощающий лазерное излучение предварительно определенной длины волны, и компонент смеси, прозрачный для лазерного излучения предварительно определенной длины волны, и
- посредством воздействия на последовательность слоев лазерным излучением предварительно определенной длины волны в последовательности слоев выполняют идентификаторы в виде узоров, букв, цифр или изображений, которые можно воспринимать визуально и/или с помощью вспомогательных средств благодаря необратимому изменению оптических свойств смеси красок, возникшему под воздействием лазерного излучения.
Здесь предпочтительно, чтобы между маркировочным слоем и основой ценного элемента или элемента защиты был нанесен, в частности, посредством печати по меньшей мере один слой, поглощающий лазерное излучение, и, при необходимости, дополнительно слой, прозрачный для лазерного излучения.
В дополнительном способе изготовления элемента защиты или ценного документа, содержащего последовательность слоев,
- предварительно выбирают определенную длину волны лазера,
- на основу или на слой из последовательности слоев наносят по меньшей мере один слой, поглощающий лазерное излучение предварительно определенной длины волны, и один слой, прозрачный для лазерного излучения предварительно определенной длины волны, причем по меньшей мере один из поглощающих или прозрачных слоев содержит цветные пигменты с переменными оптическими свойствами, и
- посредством воздействия на последовательность слоев лазерным излучением предварительно определенной длины волны в последовательности слоев выполняют идентификаторы в виде узоров, букв, цифр или изображений, которые можно воспринимать визуально благодаря избирательному разрушению поглощающего слоя, возникшему под воздействием лазерного излучения.
В обоих указанных вариантах способа предпочтительно, чтобы структура по меньшей мере одного из поглощающих или прозрачных для лазерного излучения слоев была сформирована таким образом, чтобы она могла быть носителем информации, причем содержащие информацию структуры предпочтительно сформированы, по меньшей мере, частично способом печати. Аналогично, предпочтительно, чтобы содержащие информацию структуры, по меньшей мере, частично были сформированы под воздействием лазерного излучения, в частности посредством избирательного разрушения в (дополнительном) поглощающем слое.
Согласно следующему аспекту изобретение содержит способ изготовления ценного документа, содержащего последовательность слоев, в котором
- предварительно выбирают определенную длину волны лазера,
- на основу или на слой из последовательности слоев наносят по меньшей мере один слой, поглощающий лазерное излучение предварительно определенной длины волны, и один слой, прозрачный для лазерного излучения предварительно определенной длины волны, причем прозрачный и поглощающий слои имеют одинаковый оттенок в видимой части спектра, и
- посредством воздействия на последовательность слоев лазерным излучением предварительно определенной длины волны в последовательности слоев выполняют идентификаторы в виде узоров, букв, цифр или изображений, которые воспринимаются с помощью вспомогательных устройств благодаря избирательному изменению в поглощающем слое, возникшему под воздействием лазерного излучения, но не воспринимаются визуально, по меньшей мере, без дополнительных средств.
Согласно еще одному аспекту изобретение содержит способ изготовления ценного документа, содержащего последовательность слоев, в котором
- предварительно выбирают определенную длину волны лазера,
- на основу ценного документа наносят последовательность слоев, которая визуально имеет одинаковый оттенок в видимой части спектра и имеет по меньшей мере один слой, поглощающий лазерное излучение предварительно определенной длины волны, и
- посредством воздействия на последовательность слоев лазерным излучением предварительно определенной длины волны в последовательности слоев выполняют идентификаторы в форме узоров, букв, цифр или изображений, которые воспринимаются с помощью вспомогательных устройств благодаря избирательному изменению в поглощающем слое, возникшему под воздействием лазерного излучения, но не воспринимаются визуально, по меньшей мере, без дополнительных средств.
2
4
4
В качестве источников излучения могут использовать углекислотные (СO) лазеры, лазеры на алюмоиттриевом гранате с неодимом (Nd:YAG), на ванадате иттрия с неодимовым легированием (Nd:YVO) или лазеры других типов, излучающие в волновых диапазонах от ультрафиолетовой до дальней инфракрасной областей спектра, причем часто также эффективно излучающие на удвоенной или утроенной частотах. Особенно предпочтительно использовать лазерные источники ближней инфракрасной области спектра, так как этот волновой диапазон хорошо соответствует свойствам поглощения используемых для ценных документов основ и печатных красок. Например, для этого диапазона легко подобрать печатные краски, прозрачные для лазерного излучения этих длин волн, но в видимой части спектра воспринимаемые человеком как непрозрачные и имеющие какой-то цвет. Особенно предпочтительно использовать лазеры инфракрасного излучения с длиной волны в диапазоне от 0,8 до 3 мкм, в частности лазеры на алюмоиттриевом гранате с неодимом (Nd:YAG) и на ванадате иттрия с неодимовым легированием (Nd:YVО).
Например, посредством маркирующего лазера на алюмоиттриевом гранате с неодимом (Nd:YAG, λ=1,064 мкм) в последовательности слоев может быть записано векторное изображение, что предпочтительно, прежде всего, при быстром нанесении надписи. Для этого Nd:YAG лазер может работать при частоте импульсов от 20 кГц до непрерывного режима, выходной мощности от 10 до 100 Вт, например 50 Вт, и скорости движения в поперечном направлении от 3 до 30 м/с, предпочтительно от 7 до 20 м/с. Рабочее расстояние между линзой и основой выбирается таким образом, чтобы оно было немного меньше необходимого для оптимальной фокусировки, т.е. такое, при котором возникает небольшая расфокусировка лазерного пятна.
4
4
В другом примере выполнения идентификаторов маркирующий лазер Nd:YVO (аналогично, λ=1,064 мкм) работает в растровом режиме, что предпочтительно, прежде всего, при нанесении рисунков или надписей на карточки или на страницы с данными в паспортах. Для этого лазер Nd:YVO может работать, например, при частоте импульсов от 20 до 80 кГц, с выходной мощности от 0,5 до 4 Вт и плотности точек сетки от 250 до 4800 точек на дюйм. Здесь также лазерное пятно может быть слегка расфокусировано.
Дальнейшие примеры реализации и преимущества данного изобретения описаны ниже со ссылками на чертежи, на которых для облегчения их понимания масштабы и пропорции не соблюдены.
На чертежах представлены:
На фиг.1 - схематическое изображение банкноты с участком идентификатора, сформированным в соответствии с данным изобретением,
На фиг.2 - основа с маркировочным слоем, измененным на отдельных участках и состоящим из смеси красок, создающих дополнительные эффекты,
На фиг.3 - основа с последовательностью поглощающих и прозрачных слоев, разрушенных избирательным образом,
На фиг.4 - ценный документ согласно примеру реализации данного изобретения, в котором на фиг.4а представлен вид сверху участка идентификатора этого документа, а на фиг.4b представлена структура слоев в разрезе вдоль обозначенной на фиг.4а линии В-В,
На фиг.5 - схема, аналогичная представленной на фиг.4, другого примера реализации данного изобретения,
На фиг.6 - еще один пример реализации ценного документа, реализующего макроскопический эффект совмещения,
На фиг.7 - пример реализации ценного документа, реализующего микросовмещение, которое может быть заметно только под увеличительным стеклом: на фиг.7а изображена структура слоев до воздействия лазера и на фиг.7b изображена последовательность слоев, содержащая маркировку после лазерного воздействия,
На фиг.8а - вид сверху участка идентификатора ценного документа, изображенного на фиг.7, и на фиг.8b - фрагмент пограничных областей участка, на которые воздействовал лазер,
На фиг.9 - покомпонентное изображение нанесенной посредством печати последовательности слоев ценного документа, изображенного на фиг.7 и 8, в перспективе,
На фиг.10 - пример реализации ценного документа с идентификатором, воспринимаемым посредством вспомогательных устройств, который без дополнительных средств для человеческого глаза незаметен,
На фиг.11 - схематическое изображение фрагмента ценного документа, представленного на фиг.10, при наблюдении сверху, на фиг.11,а - визуально воспринимаемое изображение и на фиг.11,b - изображение в инфракрасной камере при освещении ценного документа инфракрасной лампой, и
На фиг.12 и 13 - другие примеры реализации ценных документов с идентификатором, воспринимаемым с помощью вспомогательных устройств.
Теперь будет приведено описание изобретения на примере банкноты. На фиг.1 представлено схематическое изображение банкноты 10, на лицевой стороне которой на участке 12 идентификатора лазерным лучом созданы визуально воспринимаемые идентификаторы в форме узоров, букв, цифр или изображений. Идентификаторы могут содержать, например, достоинство банкноты, серийный номер, подпись или другой текст или графические объекты. Идентификаторы также могут быть сначала сформированы на переводном элементе, который затем наносят на банкноту, в частности приклеивают к ней.
Теперь будет приведено описание основных принципов идентификаторов согласно данному изобретению со ссылками на изображения на фиг.2 и 3, где образцы представлены в сечении.
На фиг.2 изображена основа 20, например, банкноты или другого ценного документа, на которую нанесен маркировочный слой 22, состоящий из смеси красок, содержащей два компонента - 24 и 26. Один из компонентов 24 смеси прозрачен для излучения инфракрасного лазера, используемого далее для маркировки, а другой компонент 26 смеси поглощает это лазерное излучение. На участке 28 на маркировочный слой 22 было произведено воздействие маркирующего лазера при надлежащим образом выбранных параметрах лазера, чтобы посредством воздействия лазерного излучения удалить, изменить или деактивировать поглощающий компонент 26 смеси.
В зависимости от используемого материала поглощающий компонент 26 смеси может быть, например, обесцвечен, испарен, могут быть изменены его отражающие свойства или он может быть превращен путем химической реакции в материал, имеющий другие оптические свойства. В целом оптические свойства смеси красок в результате облучения на участке 28 необратимым образом меняются. Возможными эффектами, которые могут быть использованы, являются изменение цвета, формирование другого цвета, осветление цвета, изменение цвета смеси красок с дополнительными эффектами при наблюдении под углом или локальное изменение поляризационных или люминесцентных свойств маркировочного слоя 22.
Благодаря создаваемому лазером изменению оптических свойств смеси красок в ценном документе образуются визуально воспринимаемые идентификаторы. Они могут быть образованы очертанием облученных и измененных зон 28 самого маркировочного слоя или возникать только в результате взаимодействия с дополнительными печатными слоями, например, такими, которые предназначены для записи информации.
Например, печатный слой, содержащий информацию, может быть расположен между основой 20 и маркировочным слоем 22, и изменение оптических свойств маркировочного слоя 22 может представлять собой образование прозрачных фрагментов участка 28 в слое, который был до этого непрозрачным, так что после облучения лазером информация в печатном слое на этих фрагментах участка становится видимой.
В альтернативном конструктивном варианте, изображенном на фиг.3, на основу 30 нанесена последовательность 32 слоев, содержащая первый слой 34, прозрачный для лазерного излучения выбранной длины волны, поглощающий слой 36 и второй прозрачный для лазерного излучения слой 38. По меньшей мере один из поглощающих или прозрачных слоев содержит цветные пигменты с переменными оптическими свойствами. Например, прозрачный слой 34 может содержать жидкокристаллические пигменты, цвет которых в отраженном излучении меняется при изменении угла наблюдения.
Поглощающий слой 36 разрушают на фрагментах участка 40 посредством лазерного излучения, причем прозрачный слой 38, лежащий над поглощающим слоем 36, удаляется с последним при его разрушении. Если, например, для удаления используется лазер инфракрасного диапазона, например лазер на алюмоиттриевом гранате с неодимом с длиной волны λ=1,064 мкм, то слои 34, 38, прозрачные для лазерного излучения, могут быть в видимой части спектра непрозрачными и иметь некоторый цвет. За счет формы и конфигурации разрушенного участка 40 в последовательности 32 слоев могут быть образованы различные идентификаторы, в которых, например, благодаря оптическому эффекту изменения цвета жидкокристаллический слой 34 выделяется по контрастности на однотонном окружающем участке второго прозрачного печатного слоя 38.
Другой пример реализации данного изобретения представлен на фиг.4. На ценный документ 50 на участке 52 идентификатора нанесена последовательность слоев 54, структура слоев которой представлена на фиг.4b при сечении вдоль обозначенной на фиг.4а линии В-В. На основу 56 ценного документа на участке идентификатора нанесен печатный слой 58, прозрачный для инфракрасного излучения, но кажущийся темным в видимой части спектра, и на этот печатный слой нанесен маркировочный слой 60, состоящий из смеси красок с дополнительными эффектами. В данном примере реализации смесь красок с дополнительными эффектами содержит в качестве прозрачного компонента смеси жидкокристаллические пигменты 62 с переменными оптическими свойствами и в качестве поглощающего компонента смеси - пигменты 64 интерференционного слоя с переменными оптическими свойствами. Маркировочный слой 60 благодаря наличию пигментов с переменными оптическими свойствами первоначально реализует по всей поверхности эффект двухцветного изменения цвета при наклоне ценного документа.
На фрагмент 66 участка последовательности 54 слоев затем воздействуют излучением инфракрасного лазера на алюмоиттриевом гранате с неодимом. Пигменты 64 интерференционного слоя поглощают излучение лазера и, тем самым, деактивируются и/или удаляются с фрагмента 66. На нем остаются только жидкокристаллические пигменты 62, прозрачные для лазерного излучения, которые на темном фоне печатного слоя 58 реализуют характерный для жидкокристаллических пигментов эффект изменения цвета при наклоне.
В целом идентификатор, образованный фрагментом 66, выглядит при наблюдении под прямым углом как имеющий первый цвет 70, а окружающий участок имеет второй цвет 72. При наклоне ценного документа жидкокристаллические пигменты 62 создают при наблюдении под острым углом изображение третьего цвета 74, а пигменты интерференционного слоя 64 - изображение четвертого цвета 76. Особенно глубокое впечатление эффект изменения цвета при наклоне производит, если первый и четвертый цвет 70 и 76 и второй и третий цвет 72 и 74 выбраны соответственно одинаковыми, так как в этом случае цветовой контраст при наклоне ценного документа становится прямо противоположным. Такой эффект может быть достигнут при соответствующем согласованном выборе жидкокристаллических пигментов 62 и пигментов 64 интерференционного слоя.
В примере реализации на фиг.4 информационное содержание идентификатора определяется очертаниями сформированного лазером фрагмента 66. Как альтернатива или дополнительно печатный слой 58 может быть сформирован так, чтобы самостоятельно содержать информацию, что проиллюстрировано на фиг.5. В этом примере реализации полезная информация 80, здесь - это комбинация цифр «10», записана в печатном слое 82 посредством печати, но первоначально через непрозрачный маркировочный слой 60 она не видна. В результате воздействия на участок 84 лазерного воздействия излучением инфракрасного лазера поглощающие пигменты интерференционного слоя 64 на этом участке оказываются деактивированными и/или удаленными, так что печатная информация 80 визуально заметна на прозрачном теперь участке 84 лазерного воздействия. В этом варианте лазерное воздействие может быть произведено на всю поверхность, так как полезная информация нанесена способом печати.
В других примерах реализации данного изобретения для создания различных эффектов совмещения структуры, нанесенные способом печати, и структуры, сформированные под воздействием лазера, сочетаются друг с другом. Для этого на фиг.6 в первую очередь представлен пример реализации, реализующий макроскопический, т.е. занимающий большую площадь, эффект совмещения, причем на фиг.6а изображен вид сверху участка 90 идентификатора ценного документа, а на фиг.6b и 6с - структура слоев ценного документа и нанесенной последовательности слоев в сечении вдоль обозначенных на фиг.6а линий В-В и С-С.
На основу 92 ценного документа напечатаны рядом друг с другом два слоя печатной краски 94 и 96, которые при наблюдении сверху имеют одинаковый оттенок, но отличаются по своей способности поглощения излучения инфракрасного лазера. Здесь первый слой 94 печатной краски прозрачен для лазерного излучения, а второй слой 96 печатной краски его поглощает. Два слоя печатной краски могут также иметь свои собственные структуры и, например, в них может быть сформирован узор, гильоширные орнаменты или микротекст. Кроме того, между основой 92 и двумя слоями 94, 96 печатной краски могут быть расположены дополнительные печатные слои.
На два слоя печатной краски 94, 96 нанесен маркировочный слой 98, состоящий из смеси красок с дополнительными эффектами, содержащей в данном примере реализации жидкокристаллические пигменты 100 с переменными оптическими свойствами в качестве прозрачного компонента смеси и металлические пигменты 102 в качестве поглощающего компонента смеси. Если на последовательность слоев теперь воздействовать на участке 104 идентификатора излучением инфракрасного лазера, то образующиеся участки будут реализовывать точное совмещение и визуально теперь выглядеть по-разному.
Вне участка 104 идентификатора первоначальная последовательность слоев сохраняет свою структуру даже после облучения лазером, что проиллюстрировано на фиг.6b. При наблюдении сверху в изображении преобладают металлические пигменты 102 с металлическим блеском.
На участке 104 идентификатора прозрачный слой 94 печатной краски не меняется, но меняется смесь красок 98 с дополнительными эффектами, находящаяся над ним, см. фиг.6с. Поглощающий компонент смеси - металлические пигменты 102 - удаляются лазерным излучением, так что на этих участках 106 эффект изменения цвета при наклоне, реализуемый жидкокристаллическими пигментами 100, проявляется на фоне слоя 94 краски.
На подвергнутом облучению участке 108 поглощающий слой 96 печатной краски в результате воздействия лазерного излучения разрушается вместе с маркировочным слоем 98 над ним. Таким образом, создается абсолютное точное макроскопическое совмещение вдоль линии 110 границы поглощающего слоя 96 печатной краски и прозрачного слоя 94 печатной краски.
Теперь будет приведено объяснение более сложного примера реализации данного изобретения, содержащего микросовмещение, которое заметно только под увеличительным стеклом, со ссылками на фиг.7-9. Во-первых, на фиг.7а представлена структура последовательности 122 слоев, нанесенных на светлую защитную основу 120 до лазерного воздействия. Последовательность 122 слоев содержит первый слой 124 печатной краски, прозрачный для лазерного излучения, поглощающий слой 126, второй слой 128 печатной краски, прозрачный для лазерного излучения, и маркировочный слой 130, состоящий из смеси красок с дополнительными эффектами, содержащей аналогично примеру реализации на фиг.4 жидкокристаллические пигменты 132 с переменными оптическими свойствами и пигменты 134 интерференционного слоя с переменными оптическими свойствами в качестве прозрачного и поглощающего компонентов смеси, соответственно. В этом примере реализации смесь красок с дополнительными эффектами содержит значительную долю жидкокристаллических пигментов 132, так что в целом смесь является прозрачной.
В слоях 124, 126 и 128 уже сформированы структуры посредством печати, причем в данном примере реализации в первом прозрачном слое 124 краски и в поглощающем слое 126 краски напечатаны согласованные структуры. В видимом диапазоне слои 124, 128 краски, прозрачные к инфракрасному излучению, могут выглядеть, например, красными или черными. Маркировочный слой 130 нанесен на всю поверхность слоев 124, 126 и 128 краски.
В результате воздействия на последовательность 122 слоев лазерным излучением на участке 136 лазерного воздействия формируется структура, изображенная на фиг.7b. Как уже объяснялось применительно к фиг.4, в результате удаления или деактивации пигментов 134 интерференционного слоя маркировочный слой 130 трансформируется в прозрачную модификацию на участке 136 лазерного воздействия, так что можно наблюдать в зависимости от основы реализуемый жидкокристаллическими пигментами 132 эффект изменения цвета при наклоне.
Лазерное излучение также проходит через прозрачную часть маркировочного слоя 130 и прозрачный слой 128 краски к лежащему глубже поглощающему слою 126 краски. Под действием лазерного излучения последний разрушается, к тому же с этим слоем удаляются участки прозрачного слоя 128 краски и маркировочного слоя 130 прямо над ним, так что на этих участках 146 становится заметным первый слой 124 краски.
В целом в результате лазерного воздействия создаются четыре участка с различными оптическими образами: на участке 140 вне участка 136 лазерного воздействия преобладает двухцветный эффект изменения цвета пигментов 134 интерференционного слоя. На переходном участке 142 измененный маркировочный слой находится над светлой защитной основой 120, поэтому при наблюдении эффект изменения цвета при наклоне почти не виден, и участок 142 выглядит, главным образом, не имеющим структуры и светлым. На участке 144 измененный маркировочный слой расположен над вторым слоем 128 краски, так что здесь эффект изменения цвета при наклоне, реализуемый жидкокристаллическими пигментами 132, легко воспринимается благодаря темному фону. На четвертом участке 146, как уже упомянуто, виден красный слой 124 краски.
На фиг.8 изображен соответствующий участок 150 идентификатора ценного документа при наблюдении сверху, причем форма участка 152 лазерного воздействия образует в качестве информации, содержащейся на большой площади, комбинацию цифр «10», что представлено на фиг.8а. На фиг.8b изображен фрагмент 154 граничной области участка 152 лазерного воздействия, в которой легко заметить микросовмещение, образованное строкой микроцифр «10». Точную структуру представленного участка 150 идентификатора лучше всего понять, если смотреть на фиг.7 и 9 одновременно, причем на последней представлено покомпонентное изображение в перспективе последовательности 122 слоев.
В образце, представленном на фиг.7 и 9, в качестве самого нижнего слоя краски на основе ценного документа, не изображенной на фиг.9, напечатан первый слой 124 красной краски в виде строки микроцифр «10». На первый слой 124 краски напечатан согласованный с ним и также сформированный в виде строки микроцифр «10» поглощающий слой 126 краски. Второй прозрачный слой 128 краски напечатан краской, прозрачной для света видимой части спектра, в форме похожего на шахматную доску узора с небольшими квадратами 156 и 158 двух различных оттенков серого цвета, что лучше видно на фиг.9. На этот второй слой 128 краски по всей поверхности нанесен прозрачный маркировочный слой 130, причем на фиг.9 также изображена часть участка 152 лазерного воздействия, которая принадлежит фрагменту 154.
После облучения лазером образуется идентификатор 152, фрагмент которого имеет вид, изображенный на фиг.8b: за пределами участка 152 лазерного воздействия через прозрачный маркировочный слой 130 может быть виден шахматный узор второго слоя 128 краски и лежащий ниже темный слой 126 краски в виде строки микроцифр «10».
На обработанном лазером участке 152, как это уже было пояснено применительно к фиг.7, поглощающий слой 126 краски вместе со вторым прозрачным слоем 128 краски и маркировочным слоем 130 был разрушен, так что там появился микротекст «10» в виде красного пигмента первого слоя 124 краски. Как может быть видно на фиг.8b, вдоль границ 160 участка лазерного воздействия образуется четкий и совершенно ровный переход с точным совмещением между двумя цветными изображениями микроцифр. Такой эффект микроскопического совмещения не может быть воспроизведен способом печати.
В альтернативных вариантах реализации может также отсутствовать первый прозрачный слой 124 краски. В этом случае на участках 146 будет заметна сама светлая основа ценного документа.
В приведенных выше примерах реализации в качестве смеси красок с дополнительными эффектами могут использовать, например, следующие смеси красок:
1) смесь, состоящая на 20-90% из жидкокристаллической пигментной краски (STEP) и на 10-80% из пигментной краски (OVI) металлического слоя, а также на 1-10% из другой краски;
1') смесь, содержащая 12,5 частей пурпурного/зеленого от компании Sicpa (OVI) и 25 частей краски HELICONE НС Scarabeus от компании Wacker, a также 1,5 части другой краски;
2) смесь, состоящая на 10-80% из металлической пигментной краски (золотой и серебряный металлический цвет) и на 20-90% из жидкокристаллической пигментной краски (STEP);
2') смесь, состоящая их 4 частей золотой краски для трафаретной печати от компании Sicpa и 25 частей краски HELICONE НС Maple от компании Wacker.
В примерах реализации, описанных до этого, каждая смесь красок или последовательность слоев была сформирована таким образом, чтобы под воздействием лазерного излучения образовывались идентификаторы, визуально воспринимаемые без дополнительных средств. В примерах реализации, объясняемых далее со ссылками на фиг.10-13, представлены варианты данного изобретения с идентификаторами, воспринимаемыми посредством вспомогательных устройств, которые не видны для человеческого глаза или видны только с использованием дополнительных средств.
Для пояснения на фиг.10 изображена основа 170 ценного документа, например банкноты, на которую нанесен маркировочный слой 172, состоящий из смеси красок, содержащей два компонента 174 и 176 смеси. Один из компонентов 174 смеси прозрачен к излучению инфракрасного лазера, используемого впоследствии для нанесения меток, а другой компонент 176 смеси поглощает лазерное излучение. Здесь оба компонента 174 и 176 смеси выбраны таким образом, чтобы их цвета в видимом диапазоне были неразличимыми для глаза, и они выглядят, например, одинакового оттенка синего цвета.
На участок 178 маркировочного слоя 172 было произведено воздействие маркирующего лазера при параметрах лазера, выбранных соответствующим образом для того, чтобы разрушить или изменить поглощающий компонент 176 смеси посредством воздействия лазерного излучения. Здесь механизм разрушения или изменения под воздействием лазерного луча поглощающего инфракрасное излучение материала не имеет существенного значения для данного изобретения.
Так как два компонента 174 и 176 смеси визуально не различаются, то обработанный лазером участок 178 при выборе надлежащего соотношения между долями смеси для невооруженного глаза не выделяется на фоне окружения. Таким образом, маркировочный слой 172 кажется наблюдателю однородным слоем одного цвета, как он изображен на фиг.11а, где представлен визуально воспринимаемый внешний вид соответствующей части ценного документа при наблюдении сверху.
Однако при облучении ценного документа инфракрасным излучением информация на обработанном лазером участке 178 может быть прочитана в отраженном свете, так как интенсивность инфракрасного излучения, отраженного от обработанного лазером участка 178, намного ниже, чем от окружающего его участка из-за отсутствия на первом поглотителя инфракрасного излучения. Это может быть легко обнаружено посредством инфракрасной камеры или кремниевого детектора. Для примера, на фиг.11b изображен тот же фрагмент, что и на фиг.11а, при освещении инфракрасной лампой, снятый инфракрасной камерой. Таким образом, ценный документ может быть снабжен визуально не воспринимаемыми, но легко считываемыми с помощью вспомогательных устройств индивидуальными метками, для которых на ценном документе требуется мало места и которые не оказывают значительного влияния на внешний вид ценного документа.
Как изображено на фиг.11b, индивидуальные метки могут быть, в частности, выполнены в форме штриховых или матричных кодов. Последние на поле ценного документа более предпочтительны, так как они позволяют отобразить большой объем информации на небольшой площади. Поглощающий компонент 176 смеси может быть, естественно, удален маркирующим лазером только частично, что позволит получить различные уровни яркости изображения в отраженном инфракрасном свете и избежать наличия визуально воспринимаемой информации в видимой области.
4
6
2
В качестве смеси красок для маркировочного слоя может быть использована, например, синяя краска, которая содержит в качестве компонента смеси, прозрачного для ИК-излучения, медный фталоцианиновый синий, имеющий название в международном индексе цвета (Сl) Р.В. 15 или 15:3 (пигмент: CU-II фталоцианин), а в качестве компонента смеси, поглощающего ИК-излучение, - милори синий CI Р.В. 17 (пигмент: железо-цианидное соединение с формулой Fe[Fe(СN)]3×НО). В частности, хорошие результаты могут быть достигнуты, если доля компонента смеси, прозрачного для ИК-излучения, больше, чем доля компонента, поглощающего ИК-излучение. Например, соотношение фталоцианинового синего и милори синего в смеси красок может составлять 70:30 или даже 90:10.
Или же, например, в качестве смеси красок может быть использована зеленая краска, которая содержит в качестве компонента смеси, отражающего ИК-излучение, - фталовый зеленый Cl Р.В. 7 (пигмент: хлористый Cu-II фталоцианиновый зеленый), а в качестве компонента смеси, поглощающего ИК-излучение, - оксид хрома зеленый (гидрат оксида хрома-III).
Серый цвет может быть получен, например, при использовании в качестве компонента смеси, прозрачного для ИК-излучения, диарилового желтого CI P.Y. 13, фталоцианинового синего CI P.Y. 15 (α-модификация) или 15:3 (β-модификация) и нафтолового AS красного CI P.Y. 146 (пигмент: моноазо-пигмент с арилидами 2-гидрокси-3-нафтойной кислоты) и в качестве компонента смеси, поглощающего ИК-излучение, - сажи CI P.Y. 7 или графита.
4
В качестве маркирующего лазера для указанных смесей могут быть использованы, например, лазеры на алюмоиттриевом гранате с неодимом (Nd:YAG) или лазеры на ванадате иттрия с неодимовым легированием (Nd:YVO), оба с длиной волны λ=1,064 мкм. С одной стороны, с помощью маркирующего лазера в последовательности слоев могут быть созданы векторные изображения, т.е. полилинии, что эффективно, прежде всего, для быстрой маркировки, которая требуется, например, в типографских условиях. С другой стороны, маркирующий лазер может также работать в растровом режиме, при котором лазерный луч сканирует поверхность основы, и лазерное излучение активизируется конкретно в тех точках сетки, на которые должен воздействовать лазер. Эта вариант, прежде всего, предпочтителен при нанесении рисунков и надписей на карточки и на страницы с данными в паспортах.
На фиг.12 изображен вариант согласно еще одному примеру реализации данного изобретения. В образце на фиг.12 на защитной основе 180 имеется последовательность слоев 182, в которой поглощающий ИК-излучение слой 186 расположен над прозрачным для ИК-излучения слоем 184, причем поглощающий слой и прозрачный слой выглядят одного и того же оттенка в видимой части спектра. Два слоя, в частности, могут быть напечатаны на основе 180 печатными красками, содержащими пигменты, упомянутыми применительно к фиг.10.
Посредством облучения инфракрасным лазером в слое 186, поглощающем ИК-излучение, выполнен идентификатор 188, например, в результате химического изменения или распада пигментов, поглощающих ИК-излучение, или удаления слоя или пигментов. Однако лазерное излучение не меняет лежащий ниже слой 184, прозрачный для ИК-излучения. Поскольку эти два слоя имеют одинаковый оттенок в видимой части спектра, последовательность слоев 182 выглядит для наблюдателя как однородно окрашенная поверхностью даже после нанесения маркировки лазером. Как было описано выше, идентификатор может быть считан при облучении ценного документа ИК-излучением за счет пониженной отражательной способности участка 178.
Еще один вариант данного изобретения изображен на фиг.13. В данном примере реализации слой 196, поглощающий ИК-излучение, нанесенный на защитную основу 190 того же оттенка, так что идентификатор 198, выполненный лазером, визуально не заметен. Идентификатор 198 привлекает внимание, как и на фиг.10-12, только в ИК-диапазоне спектра благодаря пониженной отражательной способности и, таким образом, может быть считан с помощью вспомогательных устройств.
Вместо визуально воспринимаемых пигментов могут быть также использованы пигменты, флуоресцирующие с повышением частоты (например, UC2 от Honeywell, оксисульфид редкоземельного металла).
Вместо описанных инфракрасных кодов могут быть также использованы другие идентификаторы, не воспринимаемые визуально или воспринимаемые только при использовании вспомогательных средств. Например, может быть выполнен ультрафиолетовый код на оранжевом маркировочном слое 172 (фиг.10), который содержит в качестве компонента смеси, прозрачного для УФ-излучения, диазо пиразолон оранжевый CI P.O. 34 и в качестве компонента смеси, поглощающего УФ-излучение, перинон оранжевый CI P.O. 43. Здесь в качестве маркирующего лазера используется ультрафиолетовый лазер с длиной волны λ=321 нм, и считывание идентификатора происходит при измерении излучения УФ-диапазона, отраженного поверхностью ценного документа, или флуоресценции пигмента P.O. 43 после возбуждения УФ-излучением.
Кроме того, можно также использовать визуально не воспринимаемые люминесцентные краски, которые флуоресцируют или фосфоресцируют после возбуждения УФ-излучением и, таким образом, становятся видимыми только при использовании вспомогательного средства - источника возбуждения УФ-диапазона. Можно также сочетать друг с другом различные люминесцентные вещества. Здесь в качестве люминесцентных веществ могут быть использованы, прежде всего, органические пигменты, а также многие неорганические пигменты.