ЗАЩИТНОЕ УСТРОЙСТВО С ОПТИЧЕСКОЙ ИНДИКАЦИЕЙ НЕСАНКЦИОНИРОВАННОГО ВМЕШАТЕЛЬСТВА
PROTECTIVE DEVICE WITH OPTICAL INDICATION OF UNAUTHORISED TEMPERING

РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ
[0001] Настоящая заявка является заявкой в продолжение заявки на патент США с порядковым номером 11/771,623, поданной 29 июля 2007 г., и заявки на патент США с порядковым номером 11/932,468, поданной 31 октября 2007 г., имеющих приоритет к заявке на патент США с порядковым номером 10/995,859, поданной 22 ноября 2004 г. (в настоящее время патент США 7,333,268), имеющей приоритет к предварительной заявке на патент США с порядковым номером 60/524,281, поданной 21 ноября 2003 г., предварительной заявке на патент США с порядковым номером 60/538,392, поданной 22 января 2004 г. и предварительной заявке на патент США с порядковым номером 60/627,234, поданной 12 ноября 2004 г., содержание которых включено в настоящую заявку в полном объеме посредством данной ссылки; и настоящая заявка испрашивает преимущество и приоритет по отношению к предварительной заявке на патент США с порядковым номером 61/233,264, поданной 21 августа 2009 г., содержание которой включено в полном объеме в настоящую заявку посредством данной ссылки.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
[0002] Настоящее изобретение, в основном, относится к защитному устройству защиты с оптической индикацией несанкционированного вмешательства, которое работает по принципу создания одного или нескольких синтетических изображений, причем любая попытка отделить это устройство от основного материала приводит к тому, что устройство становится полностью или частично нефункциональным.
ПРЕДПОСЫЛКИ И КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0003] Микрооптические пленочные материалы для проецирования синтетических изображений, как правило, состоят из (а) пропускающей свет полимерной подложки, (b) ряда пиктограмм микроскопического размера, расположенных на полимерной подложке или внутри нее, и (с) системы фокусирующих элементов (например, микролинз). Взаимное расположение пиктограммы и фокусирующего элемента организуют таким образом, что при рассмотрении комбинации пиктограмм через комбинацию фокусирующих элементов проецируются одно или несколько изображений. Эти проецируемые изображения могут проявлять ряд различных оптических эффектов. Конструкционные материалы, способные проявлять такие эффекты, описаны в патенте США №7,333,268, выданном Стинблику (Steenblik) с соавт., патенте США №7,468,842, выданном Стинблику с соавт., патенте США №7,738,175, выданном Стинблику с соавт., опубликованной заявке на патент США №.2009/0034082, поданной Коммандером (Commander) с соавт., опубликованной заявке на патент США №.2009/0008923, поданной Кауле (Kaule) с соавт.; опубликованной заявке на патент США №. 2010/0177094, поданной Кауле с соавт.; опубликованной заявке на патент США №.2010/0182221, поданной Кауле с соавт.; заявке на Европейский патент №08784548.3, поданной Кауле с соавт., и заявке на Европейский патент №08759342.2, поданной Кауле.
[0004] Эти пленочные материалы можно использовать как устройства защиты для удостоверения подлинности банкнот, защищенных документов и изделий. Применительно к банкнотам и защищенным документам такие материалы, как правило, используют в виде ленты или нити, и их либо частично заглубляют в банкноту или документ, либо накладывают на их поверхность. Для паспортов и прочих документов, удостоверяющих личность, эти материалы могут использоваться в виде полностью ламинирующей пленки.
[0005] Хотя подобные устройства использовались и в прошлом, они не имели, например, свойства «отрыва с разрушением», указывающего на несанкционированное вмешательство. Под несанкционированным вмешательством подразумевается вмешательство в устройство (т.е. попытка снять устройство с объекта) с целью фальсификации, подделки или замены.
[0006] Соответственно, настоящее изобретение предлагает защитное устройство с индикацией вмешательства, которое работает по принципу создания одного или нескольких синтетических изображений, причем устройство приклеивается или прикрепляется к основному материалу (например, к паспортной бумаге) и разделяется или расслаивается при попытке отделить устройство от основного материала, делая устройство полностью или частично нефункциональным. В данном контексте выражение «полностью или частично нефункциональным» должно означать, что устройство, являющееся предметом настоящего изобретения, больше (а) не будет способным создавать одно или несколько синтетических изображений (полностью нефункциональным), либо (b) будет способным создавать меньшее число синтетических изображений (частично нефункциональным).
[0007] Защитное устройство с индикацией вмешательства, являющееся предметом настоящего изобретения, необратимо изменяется при попытке удалить устройство с объекта. Следовательно, устройство не может быть снято и приклеено снова на другой объект, например, поддельный объект, так, чтобы замена не была обнаружена.
[0008] Устройство, являющееся предметом настоящего изобретения, может быть приклеено или соединено с основным материалом как с помощью клея, так и без него. Например, соединение можно осуществить с помощью ультразвуковой сварки, вибрационной сварки или лазерной сварки непосредственно на основном материале.
[0009] Защитное устройство с индикацией вмешательства, являющееся предметом настоящего изобретения, представляет собой оптический пленочный материал, который состоит из минимум одного слоя, содержащего фокусирующие элементы (например, линзы), минимум одного слоя, содержащего элементы изображения (например, пиктограммы) и минимум одного оптического разделителя, расположенного между слоем (слоями) фокусирующего элемента и слоем (слоями) элемента изображения, при этом фокусирующие элементы образуют одно или несколько синтетических изображений минимум части элементов изображения. Материал оптической пленки может дополнительно содержать один или несколько слоев, выбранных из группы слоев, ослабляющих связь, покровных или клеящих слоев и их комбинации. Кроме того, слои фокусирующего элемента могут дополнительно образовать частично или полностью внедренный слой, как будет более подробно описано ниже.
[0010] Защитное устройство, являющееся предметом настоящего изобретения, может дополнительно содержать один или несколько слоев, нанесенных на одну или обе противоположные стороны устройства, и эти слои включают, но не ограничиваются, печатные слои (например, печатные слои с обратной поверхности), металлизированные и (или) частично деметаллизированные слои, грунтовочные или клеящие слои, герметизирующие или покровные слои, слои, усиливающие жесткость, и их комбинации.
[0011] Если устройство, являющееся предметом настоящего изобретения, приклеивают или соединяют с основным материалом, и совершается попытка отделить устройство от основного материала, то устройство должно стать нефункциональным, при этом неисправность возникает внутри и (или) между слоями фокусирующих элементов и слоями элементов изображения.
[0012] Попытки отделения могут быть различными: от попытки оторвать устройство от основного материала, попытки пропустить острый предмет, например, бритву, между материалом пленки и основным материалом, а также попытки химического, теплового, криогенного или механического ударного воздействия.
[0013] В одном предлагаемом способе осуществления изобретения оптический пленочный материал дополнительно содержит оптический разделитель или слой разделителей. Более конкретно, защитное устройство с индикацией вмешательства, являющееся предметом предлагаемого способа осуществления настоящего изобретения, содержит:
(a) оптический пленочный материал, содержащий минимум один слой с фокусирующими элементами, минимум один слой с элементами изображения, а также оптический разделитель или слой разделителей, расположенный или вклеенный между минимум одним слоем фокусирующего элемента и минимум одним слоем элемента изображения; при этом фокусирующие элементы создают одно или несколько синтетических изображений минимум части элементов изображения; и
(b) дополнительно может содержать один или несколько слоев, выбранных из группы печатных слоев, металлизированных и (или) частично деметаллизированных слоев, грунтовочных или клеящих слоев, герметизирующих или покровных слоев, усиливающих жесткость слоев, а также их комбинаций.
[0014] Защитное устройство с индикацией вмешательства, являющееся предметом предлагаемого способа осуществления настоящего изобретения, может быть рассчитано на повреждение любого слоя внутри или между любыми слоями на поверхности раздела между слоями фокусирующих элементов и слоями элементов изображения, например, между слоями фокусирующих элементов и оптическим разделителем, либо между оптическим разделителем и слоями элементов изображения в оптическом пленочном материале. В частности, когда устройство приклеивают к основному материалу, и совершается попытка отделить устройство от основного материала, то напряжение, возникающее при такой попытке, будет концентрироваться на границе раздела одной группы этих вышеназванных слоев.
[0015] В другом предлагаемом способе осуществления изобретения в оптическом пленочном материале используются два оптических разделителя или слои разделителя и грунтовочный или клеящий слой. Более конкретно, защитное устройство с индикацией вмешательства, являющееся предметом этого предлагаемого варианта изобретения, содержит:
(a) оптический пленочный материал, состоящий из минимум одного слоя фокусирующих элементов, минимум одного слоя элементов изображения, двух оптических разделителей или слоев разделителя, соединенных друг с другом грунтовочным или клеящим слоями, причем два оптических разделителя или слои разделителя располагаются между минимум одним слоем фокусирующих элементов и минимум одним слоем элементов изображения, либо приклеены к одному из них; при этом фокусирующие элементы образуют одно или несколько синтетических изображений минимум части элементов изображения; и
(b) может дополнительно содержать один или несколько слоев, выбранных из группы печатных слоев, металлизированных и (или) частично деметаллизированных слоев, грунтовочных или клеящих слоев, герметизирующих или покровных слоев, усиливающих жесткость слоев, а также их комбинаций.
[0016] Защитное устройство с индикацией вмешательства, являющееся предметом этого варианта настоящего изобретения, может быть рассчитано на межслойное разрушение между одним из оптических разделителей или слоев разделителей и грунтовочным или клеящим слоем оптического пленочного материала.
[0017] Еще в одном предлагаемом варианте изобретения в оптический пленочный материал вводят материал, ослабляющий сцепление, при этом разрушение должно происходить внутри этого слоя и (или) между этим слоем и одним или несколькими соседними или прилегающими слоями.
[0018] Еще в одном предлагаемом варианте изобретения фокусирующие элементы являются отражательными фокусирующими элементами или фокусирующими отражателями, и межслойное разрушение может происходить, например, между отражающим (например, металлическим) слоем, нанесенным на поверхность фокусирующих отражателей), и фокусирующими отражателями, либо между оптическим разделителем и фокусирующими отражателями.
[0019] Чтобы осуществить описанное внутрислоевое и (или) межслоевое разрушение, защитное устройство, являющееся предметом настоящего изобретения, сконструировано таким образом, что:
(a) сила сцепления целевого слоя в защитном устройстве будет меньше, чем сила сцепления других слоев в защитном устройстве; и (или)
(b) прочность связи целевой поверхности раздела между двумя слоями в защитном устройстве будет меньше прочности связи (связей) поверхности раздела между другими слоями в защитном устройстве и между защитным устройством и основным материалом.
[0020] Согласно подробному описанию ниже, защитное устройство, являющееся предметом настоящего изобретения, может быть сконструировано так, чтобы иметь соответствующую прочность связи соединения и (или) сцепления, которая будет способствовать внутрислоевому и (или) межслоевому разрушению или отслаиванию целевого слоя, либо действовать подобным образом на целевой поверхности раздела между слоями фокусирующих элементов и слоями элементов изображения посредством:
(1) увеличения или уменьшения жесткости (модуля Юнга или модуля упругости при растяжении), прочности связи или плотности сшивки одного или нескольких целевых слоев или поверхностей раздела по сравнению с остальными слоями или поверхностями раздела в защитном устройстве;
(2) введения компонентов, создающих напряжение (например, изменяющих объем), в один или несколько целевых слоев защитного устройства; и (или)
(3) введения слоя, ослабляющего сцепление на целевой поверхности раздела между двумя слоями защитного устройства.
[0021] Другие отличительные особенности и преимущества изобретения станут очевидными даже рядовым специалистам из следующего ниже подробного описания и сопровождающих рисунков. Если не указано иное, то все технические и научные термины, использующиеся ниже, имеют тот же смысл, который обычно понятен рядовым специалистам в данной области, к которой относится это изобретение. Все публикации, заявки на выдачу патента и прочие материалы, упомянутые здесь, включены в полном объеме посредством ссылки. В случае возникновения противоречий настоящее описание, включая определения, имеют преобладающую силу. Кроме того, материалы, способы и примеры приводятся лишь с целью иллюстрации изобретения и не ограничивают его.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ РИСУНКОВ
[0022] Настоящее описание изобретения становится более понятным со ссылкой на следующие рисунки. Совпадающие справочные цифры обозначают соответствующие части по всем рисункам, а компоненты устройства на рисунках не обязательно изображены в масштабе, вместо этого основной целью рисунков является ясная иллюстрация принципов настоящего предмета изобретения. Хотя примеры способов осуществления изобретения раскрыты в связи с рисунками, не предполагается ограничить настоящее описание только описанными здесь способами. Напротив, цель состоит в том, чтобы охватить все варианты, модификации и эквиваленты.
[0023] Конкретные отличия раскрываемого предмета изобретения проиллюстрированы ссылкой на сопровождающие рисунки, среди которых:
Фиг.1А представляет собой вид сбоку в разрезе одного способа осуществления защитного устройства с индикацией вмешательства, являющегося предметом настоящего изобретения, в котором оптический пленочный материал содержит один слой фокусирующих элементов, один слой пиктограмм и оптический разделитель, расположенный между ними и приклеенный к этим слоям, причем пленочный материал приклеен или присоединен непосредственно к основному материалу без использования клея;
Фиг.1В изображает межслоевое разрушение между оптическим разделителем и слоем пиктограмм защитного устройства с индикацией вмешательства, показанного на Фиг.1А, при попытке отделить устройство от основного материала;
Фиг.2А аналогичен Фиг.1А за исключением того, что слой фокусирующих элементов представляет собой внедренный слой выпуклых линз;
Фиг.2В изображает межслоевое разрушение между слоем фокусирующих элементов и оптическим разделителем защитного устройства с индикацией вмешательства, показанного на Фиг.2А, а Фиг.2С изображает межслоевое разрушение между оптическим разделителем и слоем пиктограмм;
Фиг.3А также аналогичен Фиг.1А за исключением того, что слой фокусирующих элементов представляет собой внедренный слой вогнутых линз;
Фиг.3В изображает межслоевое разрушение между слоем фокусирующих элементов и оптическим разделителем защитного устройства с индикацией вмешательства, показанным на Фиг.3А, а Фиг.3С изображает межслоевое разрушение между оптическим разделителем и слоем пиктограмм;
Фиг.4А также аналогичен Фиг.1А за исключением того, что слой фокусирующих элементов представляет собой внедренный слой выпуклых линз с переменным показателем преломления (GRIN);
Фиг.4В изображает межслоевое разрушение между слоем фокусирующих элементов и оптическим разделителем защитного устройства с индикацией вмешательства, показанным на Фиг.4А, а Фиг.4С изображает межслоевое разрушение между оптическим разделителем и слоем пиктограмм;
Фиг.5А представляет собой вид сбоку в разрезе другого способа осуществления защитного устройства с индикацией вмешательства, являющегося предметом настоящего изобретения, в котором оптический пленочный материал содержит один слой фокусирующих элементов, один слой пиктограмм и два оптических разделителя, соединенных между собой слоем грунта или клея, причем два оптических разделителя расположены и вклеены между слоем фокусирующих элементов и слоем пиктограмм, а пленочный материал приклеен или присоединен непосредственно к основному материалу без использования клея;
Фиг.5В изображает межслоевое разрушение между одним оптическим разделителем и слоем грунта или клея защитного устройства с индикацией вмешательства, изображенного на Фиг.5А;
Фиг.6А аналогичен Фиг.5А за исключением того, что слой фокусирующих элементов представляет собой внедренный слой выпуклых линз;
Фиг.6В изображает межслоевое разрушение между одним оптическим разделителем и слоем грунта или клея защитного устройства с индикацией вмешательства, изображенного на Фиг.6А;
Фиг.7 представляет собой вид сбоку в разрезе еще одного способа осуществления защитного устройства с индикацией вмешательства, являющегося предметом настоящего изобретения, в котором оптический пленочный материал содержит один слой фокусирующих элементов, один слой пиктограмм, один оптический разделитель, расположенный и вклеенный между слоем фокусирующих элементов и слоем пиктограмм, а также усиливающий жесткость слой, нанесенный с обратной стороны слоя пиктограмм, который облегчает межслоевое разрушение между оптическим разделителем и слоем пиктограмм, а также слой клея, причем слой клея предназначен для того, чтобы приклеить или присоединить пленочный материал к основному материалу; и
Фиг.8 является видом сбоку в разрезе еще одного способа осуществления защитного устройства с индикацией вмешательства, являющегося предметом настоящего изобретения, в котором оптический пленочный материал содержит слой металлизированных фокусирующих отражателей (вместо преломляющих линз), слой пиктограмм и слой клея, в который погружен слой фокусирующих отражателей и который, как отмечено выше, служит для того, чтобы приклеить или присоединить пленочный материал к основному материалу.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0024] В настоящее время изобретатели, признавшие полезность свойства «отрыва с разрушением», разработали защитное устройство с индикацией вмешательства, рассчитанное на разрушение внутреннего и (или) промежуточного слоя при попытке отделить устройство от расположенного под ним основного материала.
[0025] Устройство, являющееся предметом изобретения, которое может иметь форму, например, защитной ленты, нити, лоскута, накладки, вкладыша, предлагается для использования, в том числе, но не ограничиваясь, с денежными знаками или банкнотами, защищенными документами, например, облигациями, чеками, дорожными чеками, удостоверениями личности, лотерейными билетами, паспортами, почтовыми марками и акционерными сертификатами, а также с незащищенными документами, например, канцелярскими принадлежностями и этикетками. Устройство, являющееся предметом изобретения, кроме того, предлагается для использования с потребительскими товарами, а также с пакетами и упаковками для потребительских товаров.
[0026] На Фиг.1А изображен в общем виде пример осуществление защитного устройства с оптической индикацией вмешательства 10. Основными частями устройства 10 являются: оптический пленочный материал 12, состоящий из слоя, содержащего фокусирующие элементы 14, слоя, содержащего пиктограммы 16, и оптического разделителя 18, который расположен и приклеен между слоем фокусирующих элементов 14 и слоем пиктограмм 16, при этом фокусирующие элементы создают минимум одно синтетическое изображение 20 минимум части пиктограммы. Если фокусирующие элементы создают два разных синтетических изображения, то одно синтетическое изображение может модулировать или контролировать степень проявления другого искусственного изображения, как это описано в патенте США 7,738,175, которое включено в это описание в полном объема посредством ссылки. В варианте осуществления изобретения, показанном на Фиг.1А, защитное устройство с оптической индикацией вмешательства 10, являющееся предметом изобретения, изображается приклеенным непосредственно к основному материалу 22, например, нагреванием для уплотнения или сплавления материалов друг с другом с помощью материалов, приклеиваемых давлением или образующих взаимосвязанные микроструктуры.
[0027] На Фиг.2А, 3А, 4А изображен вариант изобретения, аналогичный варианту на Фиг.1А, но отличающийся тем, что слой фокусирующих элементов 14 представляет собой внедренный слой выпуклых линз 24 на Фиг.2А с номером позиции 26 для обозначения внедренного материала на Фиг.2А; слой фокусирующих элементов 14 представляет собой внедренный слой вогнутых линз с номером позиции 28 на Фиг.3А, и слой фокусирующих элементов 14 представляет собой внедренный слой выпуклых линз с переменным показателем преломления (GRIN) с номером позиции 30 на Фиг.4А.
[0028] На Фиг.5А, 6А изображены варианты защитного устройства с индикацией вмешательства 10, составляющего предмет настоящего изобретения, в котором оптический пленочный материал 12 состоит из одного слоя фокусирующих элементов 14 (внедренный слой фокусирующих элементов показан на Фиг.6А), одного слоя пиктограмм 16 и двух оптических разделителей 18а, 18b, соединенных между собой грунтовочным или клеящим слоем 32, причем два оптических разделителя 18а, 18b расположены и вклеены между слоем фокусирующих элементов 14 и слоем пиктограмм 16, а сам слой пленочного материала приклеен или присоединен непосредственно к основному материалу 22 без применения клея.
[0029] Фокусирующие элементы слоя фокусирующих элементов 14 могут быть преломляющими фокусирующими элементами, отражающими фокусирующими элементами или гибридными преломляющими/отражающими элементами. Как показано на рисунках, в одном варианте фокусирующие элементы могут быть группой отражающих микролинз. Примеры подходящих фокусирующих элементов описаны в патенте США №7,333,268, выданном Стинблику с соавт., патенте США №7,468,842 выданном Стинблику с соавт., и патенте США №7,738,175 выданном Стинблику с соавт., которые, как указано выше, в полном объеме включены посредством ссылки, как если бы они были описаны в настоящей заявке.
[0030] Как указано выше, слой фокусирующих элементов 14 может быть частично или полностью заглубленным, причем частичное или полное заглубление этого слоя служит для повышения стойкости защитного устройства, составляющего предмет изобретения, к внешним эффектам, ухудшающим оптические свойства. В таком варианте показатель преломления меняется между первым и вторым показателем преломления в направлении от внешней поверхности устройства, составляющего предмет изобретения, к преломляющим поверхностям, причем первый показатель преломления значительно или измеримо отличается от второго показателя преломления. Выражение «значительно или измеримо отличается» означает разность показателей преломления, которая вызывает изменение фокусного расстояния фокусирующих элементов приблизительно на 0,1 микрона как минимум.
[0031] Для изменения показателя преломления можно использовать материал (в дальнейшем именуемый «вторым материалом»), который либо (i) заполняет промежуточные пространства, по крайней мере, между частью фокусирующих элементов и (или) покрывает эти фокусирующие элементы, образуя четкую поверхность раздела с материалом, используемым для образования фокусирующих элементов (в дальнейшем именуемый «первым материалом»); или (ii) диффундирует в первый материал и таким образом образует границу раздела с первым материалом с градиентом показателя преломления. Второй материал может быть частично или полностью погружен в слой фокусирующих элементов или может инкапсулировать устройство, составляющее предмет изобретения. В предпочтительном варианте изобретения второй материал либо образует внешнюю границу на слое фокусирующих элементов (полное погружение слоя фокусирующих элементов), либо образует внешнюю границу как со слоем фокусирующих элементов, так и со слоями пиктограмм (полное инкапсулирование защитного устройства с индикацией вмешательства).
[0032] Второй материал может быть прозрачным, просвечивающим, окрашенным или пигментированным, и может придавать дополнительные функции безопасности и аутентификации, включая поддержку систем автоматического установления подлинности валюты, верификации, прослеживания, счета и обнаружения, в которых для детектирования используются оптические эффекты, электропроводность, электрическая емкость, магнитное поле. Подходящие материалы могут включать клеи, гели, лаки, жидкости, литьевые полимеры, а также полимеры или иные материалы, содержащие дисперсии органических веществ или металлов.
[0033] Пиктограммы слоя пиктограмм 16 могут быть положительными или отрицательными элементами пиктограмм. Более того, элементы пиктограмм могут быть образованы самыми разными методами. Например, элементы пиктограмм могут быть образованы горячим формованием, литьем, литьем под давлением, литьем с впрыском, рельефной штамповкой, структурированным экспонированием и проявлением под действием излучения, струйной печатью, электропечатью, печатью, гравировкой, электроформованием, фотографией, голографией и лазерным экспонированием фоточувствительной эмульсии в комбинации с хорошо известными процессами отверждения, травления или набухания, маскирования с осаждением, маскирования с химическим травлением, маскирования с реактивным ионным травлением, маскирования и фрезерования ионным пучком, механической микрообработкой, механической обработкой лазером и лазерным выжиганием, экспонированием и проявлением фотополимера, а также и другими подходящими способами и их комбинациями. В одном варианте устройства элементы пиктограмм являются микроструктурами в виде пустот или впадин в полимерном субстрате, либо столбиками обращенной формы с пустотами (или впадинами), областями, окружающими формованные столбики, как опция, заполненные контрастным веществом, например, красителями, окрашивающими агентами, пигментами, порошкообразными металлами, чернилами, порошкообразными минералами, металлическими материалами и частицами, магнитными материалами и частицами, магнитореакционно-способными материалами и частицами, фосфором, жидкокристаллическими полимерами, сажей или иными светопоглощающими материалами, двуокисью титана или иными светорассеивающими материалами, фотонными кристаллами, нелинейными кристаллами, наночастицами, нанотрубками, фуллеренами, фуллереновыми трубками, органическими веществами, перламутровыми материалами, порошкообразным перламутром, многослойными интерференционными материалами, опалесцирующими материалами, переливающимися материалами, материалами или порошками с низким показателем преломления, материалами или порошками с высоким показателем преломления, алмазными порошками, структурированными цветными материалами, поляризационными материалами, материалами с вращающейся плоскостью поляризации, флюоресцентными материалами, фосфоресцентными материалами, термохромными материалами, пьезохромными материалами, фотохромными материалами, триболюминесцентными материалами, электролюминесцентными материалами, электрохромными материалами, магнитохромными материалами и частицами, радиоактивными материалами, радиоактивируемыми материалами, электретными материалами с фиксированным зарядом, а также их комбинациями. Примеры подходящих элементов пиктограмм также описаны в патенте США №7,333,268, выданном Стинблику с соавт., патенте США №7,468,842 выданном Стинблику с соавт., и патенте США №7,738,175, выданном Стинблику с соавт., которые, как указано выше, в полном объеме включены путем ссылки, как если бы они были описаны в настоящей заявке.
[0034] Оптический разделитель или слой разделителей 18 включен между слоем фокусирующих элементов 14 и слоем пиктограмм 16. В одном таком варианте устройства оптический разделитель или слой разделителей 18 присоединен к слою фокусирующих элементов 14 или слою пиктограмм 16, либо сформирован как часть этих слоев. В другом варианте устройства толщина слоя фокусирующих элементов 14 увеличена, чтобы фокусирующие элементы располагались свободно. Еще в одном варианте устройства оптический разделитель или слой разделителей 18а соединен с другим оптическим разделителем или слоем разделителей 18b. В этих вариантах устройства межслойное разрушение может быть рассчитано так, чтобы происходить, например, между оптическим разделителем или слоем разделителей 18 и слоем пиктограмм 16, между слоем фокусирующих элементов 14 и оптическим разделителем или слоем разделителей 18, между оптическими разделителями или слоями разделителей 18а, 18b, либо между оптическим разделителем или слоем разделителей 18, содержащим фокусирующие элементы на одной стороне, и оптическим разделителем или слоем разделителей, содержащим элементы пиктограммы на противоположной стороне.
[0035] Оптический разделитель или слой разделителей 18 может быть образован с использованием одного или нескольких практически прозрачных или полупрозрачных полимеров, включающих среди прочего поликарбонат, полиэфир, полиэтилен, полиэтиленнафталат, полиэтилентерефталат, полипропилен, поливинилиденхлорид и т.п. В приведенном примере способа осуществления изобретения оптический разделитель или слой (слои) разделителей 18 образован с использованием полиэтилена или полиэтилентерефталата.
[0036] Защитное устройство с индикацией вмешательства 10, составляющее предмет настоящего изобретения, кроме того, может иметь дополнительные свойства, например свойства, которые описаны в патенте США №7,333,268, выданном Стинблику с соавт., патенте США №7,468,842 выданном Стинблику с соавт., и патенте США №7,738,175 выданном Стинблику с соавт., которые, как указано выше, в полном объеме включены путем ссылки, как если бы они были описаны в настоящей заявке. Например, как упомянуто выше, защитное устройство 10 может при желании содержать один или несколько слоев, например, печатных слоев, металлизированных или частично металлизированных слоев, грунтовых или клеевых слоев, герметизирующих или покрывающих слоев и усиливающих жесткость слоев. В одном таком примере защитное устройство 10 дополнительно содержит герметизирующий или покровный слой, нанесенный со стороны слоя (слоев) пиктограмм для защиты этого слоя (слоев). герметизирующий или покровный слой может быть прозрачным, полупрозрачным, окрашенным, пигментированным, непрозрачным, металлическим, магнитным, с изменяющимися оптическими свойствами или любой комбинацией этих слоев, которые создают желаемые оптические эффекты и (или) дополнительные функции защиты и аутентификации, включая поддержку систем автоматического установления подлинности валюты, верификации, прослеживания, счета и обнаружения, которые используют для детектирования оптические эффекты, электропроводность, электрическую емкость или магнитное поле. Подходящие материалы герметизирующих или покрывающих слоев могут включать перечисленные ниже радиационно-отверждаемые смолы, также самые различные серийно выпускаемые краски, чернила, внешние покрытия, лаки, глазури и прозрачные покрытия, используемые в полиграфии и отраслях обработки бумаги и пленки.
[0037] В одном варианте защитное устройство 10 выполнено по одному или и нескольким процессам, которые описаны в патенте США №7,333,268, выданном Стинблику с соавт., патенте США №7,468,842 выданном Стинблику с соавт., и патенте США №7,738,175, выданном Стинблику с соавт. Например, защитное устройство 10 можно изготовить: (а) нанесением практически прозрачного или бесцветного радиационно-отверждаемого полимера на верхнюю и нижнюю поверхности оптического разделителя или слоя разделителей 18; (b) образованием совокупности микролинз на верхней поверхности и совокупности пиктограмм в форме микроструктур, например, впадин и (или) формованных столбиков, на нижней поверхности оптического разделителя 18; (с) отверждением практически прозрачного или бесцветного полимера с использованием источника излучения; (d) заполнением впадин и (или) участков, окружающих формованные столбики, пигментированной смолой или чернилами; и (е) удалением избытка смолы или чернил с нижней поверхности оптического разделителя 18.
[0038] Подходящие радиационно-отверждаемые полимеры включают, но не ограничивают, акриловые, эпоксидные, полиэфиры, акрилсодержащие полиэфиры, полипропилены, уретаны, акрилсодержащие уретаны и т.п. В предпочтительном варианте изобретения совокупности микролинз образуют из акрилсодержащего уретана производства компании Lord Chemicals.
[0039] Как было указано выше, защитное устройство 10 можно использовать для определения подлинности денежных знаков или банкнот, защищенных документов (например, идентификационных карточек) и потребительских товаров. В целом, защитное устройство 10 можно прикрепить к любому основному материалу, для которого необходимо средство защиты, в том числе, среди прочего, такие материалы, как пластики, полимерные пленки (например, акриловые, целлофановые, поликарбонатные, полиэфирные, полиэтиленовые, полипропиленовые, поливиниловые, поливинилиденхлоридные, нейлоновые), кожа, металлы, стекло, дерево, бумага и бумагоподобные материалы, ткань и т.п.
[0040] В одном предлагаемом варианте защитное устройство 10 приклеивают или присоединяют к паспортной бумаге.
[0041] Как указано выше, защитное устройство 10 можно прикрепить или присоединить к материалу подложки 22 с помощью клея или без клея. Соединение без клея может быть выполнено с использованием, например, методов термической сварки, в частности, ультразвуковой сварки, вибрационной сварки и лазерной сварки. Клеи для приклеивания устройства 10 к материалу подложки 22 могут быть выбраны из ряда термоплавких клеев, активируемых теплом клеев, чувствительных к давлению клеев и полимерных ламинирующих пленок. В предпочтительном варианте изобретения эти клеи являются способными к сшиванию, например, акриловые или эпоксидные смолы, отверждаемые ультрафиолетовым (УФ) излучением, причем сшивание происходит, когда клей находится в фазе расплава или при охлаждении.
[0042] Межслоевое разрушение между оптическим разделителем или слоем разделителей 18 и слоем пиктограмм 16 оптического пленочного материала 12 при попытке отсоединить устройство 10 от основного материала 22 изображено на Фиг.1В, 2С, 3С и 4С. Такое межслоевое разрушение или расслаивание, показанное на этих рисунках, может быть обеспечено:
(1) увеличением или уменьшением жесткости (модуль Юнга или модуль прочности при растяжении), прочности связи, или плотности сшивок слоя пиктограмм 16;
(2) Внедрением вызывающих напряжение (например, изменением объема) компонентов либо в состав слоя пиктограмм, либо в состав герметизирующего слоя или покрытия, нанесенного на сторону слоя пиктограмм 16; и (или)
(3) введением ослабляющего связь или разрушаемого слоя на поверхности раздела между оптическим разделителем или слоем разделителей 18 и слоем пиктограмм 16.
[0043] На Фиг.2В, 3В и 4В изображено разрушение устройства между слоем фокусирующих элементов 14 и оптическим разделителем 18. Такое межслоевое разрушение или расслаивание может быть обеспечено увеличением или уменьшением жесткости, прочности связи, или плотности сшивок слоя фокусирующих элементов 14, внедрением компонентов, вызывающих напряжение, в этот слой и (или) созданием ослабляющего связь слоя на поверхности раздела между слоем 14 и оптическим разделителем 18. Специалисты в этой области понимают, что межслоевое разрушение, изображенное на Фиг.1В, тоже может быть рассчитано так, чтобы оно происходило между слоем фокусирующих элементов 14 и оптическим разделителем 18.
[0044] На Фиг.5В и 6В показано межслоевое разрушение между одним оптическим разделителем 18а и слоем грунта или клея 32. Такое межслоевое разрушение или расслаивание может быть обеспечено подбором состава слоя грунта или клея 32 таким образом, чтобы уменьшить силу сцепления этого промежуточного слоя так, чтобы возникающее напряжение распространялось вдоль этой плоскости, например, из-за уменьшения его жесткости или плотности сшивки, либо введения компонентов, создающих напряжение, в состав, используемый для приготовления этого слоя.
[0045] Как указано выше, межслоевое разрушение или расслаивание может быть также обеспечено увеличением или уменьшением жесткости, прочности связи, или плотности сшивок слоя пиктограмм 16. Увеличение жесткости или плотности сшивок слоя пиктограмм 16 может быть достигнуто, например, (1) увеличением дозы воздействия излучения (например, УФ или электронного пучка) на все устройство защиты 10, либо только на слой пиктограмм в процессе изготовления, либо (2) увеличением дозы излучения всего устройства защиты 10, либо только слоя пиктограмм 16 после того, как устройство 10 будет установлено на основном материале 22.
[0046] В одном таком предлагаемом варианте межслоевое разрушение устройства достигается увеличением времени, в течение которого весь материал пленки 12 или устройство 10 подвергается воздействию излучения. Обычно слои фокусирующих элементов и пиктограмм 14, 16 являются сшиваемыми термоотверждаемыми слоями, а оптический разделитель является термопластичным слоем. Увеличение времени воздействия облучения служит для увеличения степени сшивки в этих слоях до определенной степени и, следовательно, позволяет увеличить уровень жесткости или модуль Юнга (ASTM D747-10, D882-10, или D2240-05 (2010)) и силу сцепления. Межслоевое разрушение может происходить между оптическим разделителем или слоем разделителей 18 и сравнительно жестким слоем пиктограмм 16, потому что слой пиктограмм сопротивляется изгибанию, а слой фокусирующих элементов 14 способен изгибаться вместе с оптическим разделителем под действием приложенного или индуцированного напряжения (например, давления, изгибания, усадки). В частности, напряжение, приложенное или возбужденное внутри пленочного материала 12, не распространяется от одного фокусирующего элемента к другому фокусирующему элементу из-за наличия внутренних зазоров между фокусирующими элементами, которые образуют участки снятия напряжения. Слой пиктограмм 16, который обычно бывает непрерывным или почти непрерывным, не передает напряжение в соседние участки пиктограмм и, таким образом, усиливает тенденцию к разделению и разрыву связи между этим слоем и смежным слоем. Увеличенное время воздействия излучения не меняет жесткости оптического разделителя, поэтому он сохраняет гибкость по отношению к слою пиктограмм, усиливая тенденцию к межслоевому разделению.
[0047] В предпочтительном варианте изобретения межслоевое разрушение достигается увеличением времени экспозиции излучения только для слоя пиктограмм 16. Как понятно специалистам в этой области, селективное увеличение воздействия излучения на слой пиктограмм 16 будет преимущественно предотвращать разрушение или изменение слоя фокусирующих элементов 14, таким образом сохраняя высокую стойкость этого слоя к износу и истиранию. В этом предпочтительном варианте жесткость или модуль Юнга слоя пиктограмм 16 превышают жесткость или модуль Юнга слоя фокусирующих элементов 14.
[0048] По причинам, изложенным выше, увеличение жесткости и плотности сшивки слоя фокусирующих элементов предпочтительно достигается увеличением времени излучения только для слоя фокусирующих элементов 14, избегая разрушения других слоев.
[0049] Как лучше показано на Фиг.7, увеличение жесткости слоя пиктограмм 16 можно также получить, нанеся на этот слой сравнительно жесткий или стягивающий подслой 34. В этом случае защитное устройство 10 приклеивают или присоединяют к основному материалу 22 с помощью клея 36. Подходящие упрочняющие слои можно приготовить из многофункциональных мономеров и олигомеров, включая, но не ограничиваясь, многофункциональные мономеры и олигомеры акрилатов, например, тетраакрилата полиэфира (прочность на разрыв: 6000 фунт/кв. дюйм), эпоксидиакрилата бисфенола А (прочность на разрыв: 13900 фунт/кв. дюйм), а также дипропиленгликольдиакрилата (прочность на разрыв: 9100 фунт/кв. дюйм), которые производит компания Sartomer USA, LLC, 502 Thomas Jones Way, Exton, PA 19341; при этом сравнительная жесткость определяется плотностью сшивки слоя 34. В этом варианте изобретения межслоевое разрушение происходит между оптическим разделителем 18 и слоем пиктограмм 16 оптического пленочного материала 12.
[0050] Межслоевое разрушение также может быть обеспечено вводом компонентов, создающих напряжение (например, изменяющих объем), в рецептуру, используемую для приготовления целевого слоя (например, слоя пиктограмм 16 или в рецептуру герметизирующего или покровного слоя, нанесенного со стороны слоя пиктограмм 16). Вызывающие напряжение компоненты включают, но не ограничиваясь, компоненты, которые при отверждении дают усадку или выделяют газ (например, вспененный полиуретан), компоненты, которые набухают под действием определенных жидкостей или газов, компоненты, которые испытывают фазовое превращение или разделение фаз (например, аморфный полимер, который в ходе фазового превращения при изменении температуры становится поликристаллическим или кристаллическим). При добавлении в рецептуру, используемую, например, для приготовления слоя пиктограмм 16, компоненты, вызывающие напряжение, создают внутренние напряжения в слое, таким образом ослабляя связь между слоем пиктограмм 16 и смежным слоем. При введении в рецептуру, используемую для приготовления герметизирующего слоя, внутренне напряженный или покровный слой будет действовать с усилием на слой пиктограмм 16, что аналогично ведет к ослаблению связи между слоем пиктограмм 16 и прилегающим слоем.
[0051] Описанное внутрислоевое разрушение также может быть достигнуто созданием однородного или структурированного ослабляющего связь или уничтожающегося слоя (например, из лака или иного материала, имеющего сравнительно низкую прочность сцепления, например, металла, включая металл, осажденный из парообразной фазы, либо напыленный металл, либо диэлектрические материалы) на поверхности раздела между слоем фокусирующих элементов 14 и слоем пиктограмм 16. Подходящие ослабляющие связь или уничтожающиеся слои получают с использованием материалов со сравнительно низкой прочностью сцепления (то есть материалов со сравнительно низкой величиной прочности на разрыв при растяжении, которые вызывают напряжение (без пластической деформации) и включают, но не ограничиваясь, лаки, слои металлов (например, металл, осажденный из парообразной фазы или напыленный металл) и диэлектрические покрытия.
[0052] Для вариантов устройства без преломления света, использующих фокусирующие отражатели, межслоевое разрушение может быть достигнуто, как лучше всего видно на Фиг.8, нанесением однородного или структурированного металлического слоя 38 на поверхность фокусирующего отражателя 40. В данном случае слой металла 38 служит для повышения эффективности фокусирования, делая возможным при этом межслоевое разрушение при попытке отсоединить устройство 10 от основного материала 22. В этом варианте клеящий материал 42 заполняет внутриузловые пространства между фокусирующими отражателями и покрывает их. Как легко видеть из настоящего описания, межслоевое разрушение устройства, изображенного на Фиг.8, можно также спроектировать так, чтобы оно происходило между слоем пиктограмм 16 и оптическим разделителем 18, либо между оптическим разделителем 18 и слоем фокусирующих отражателей 40.
[0053] Как указано выше, описанное межслоевое разрушение можно спроектировать так, чтобы оно происходило между другими слоями системы. Например, можно включить один или несколько дополнительных слоев фокусирующих элементов, а также один или несколько слоев пиктограмм. При создании одного или нескольких дополнительных слоев фокусирующих элементов и (или) слоев пиктограмм возможно образование одного или нескольких дополнительных синтетических изображений. Если образуются два разных синтетических изображения, то описанное здесь межслоевое разрушение можно также спроектировать так, чтобы оно происходило между слоями таким образом, чтобы разрушалось лишь одно синтетическое изображение из двух.
[0054] Как ясно следует из приведенного выше описания, настоящее изобретение выполняет свои функции защиты и индикации несанкционированного вмешательства, не требуя серьезных изменений системы производства и (или) важных изменений его этапов, кроме, например, изменений рецептуры и процесса отверждения. Более того, поскольку устройство, составляющее предмет изобретения, может быть присоединено к любому основному материалу, который нужно защитить, это изобретение наиболее целесообразно использовать, например, для документов, удостоверяющими личность, например, паспортной бумаги. Безопасность, в частности, крупных аэропортов стала серьезной проблемой. В настоящее время не существует печатных средств идентификации, которые позволяют идентифицировать личность пассажира с высокой степенью надежности и устойчивости к фальсификации. Настоящее изобретение позволяет повысить уровень надежности паспортных документов, придавая бумаге четкие и безошибочные свойства индикации несанкционированного вмешательства.
[0055] Хотя выше были описаны различные варианты настоящего изобретения, следует понимать, что они были приведены только в качестве примера, и не ограничивают предмет изобретения. Таким образом, сфера применения и масштаб настоящего изобретения не должны ограничиваться любыми примерами вариантов осуществления изобретения.