Многослойная структура для защиты идентификационных документов и идентификационный документ
MULTI-LAYER STRUCTURE FOR PROTECTING IDENTIFICATION DOCUMENTS AND IDENTIFICATION DOCUMENT

Изобретение относится к носителю информации, преимущественно, идентификационному документу, снабженному структурой с оптически переменными свойствами и ламинирующим непленочным материалом для защиты от несанкционированного вскрытия и подделки.
Для защиты ценных документов, таких как паспорт, и других полиграфических изделий широко применяются нанесенные на их поверхность оптически изменяющиеся средства, например, дифракционная решетка, голограмма или иные оптические микроструктуры.
Известно решение RU 2461882, 10.03.2011, техническим результатом которого является повышение информационной защищенности документа за счет внесения в голограмму индивидуальных особенностей документа. Данное решение представляется технически трудно выполнимым и, как показано ниже, каждый конкретный документ имеет собственные искажения оптического образа, не позволяющие достичь необходимого уровня точности модуляции сигнала системы без наличия опорного сигнала.
Известно решение RU 2361252, 27.04.2008, описывающее носитель информации с внутренним слоем и, по меньшей мере, одним смежным слоем, ламинированным на внутренний слой, и способ его изготовления. Указанный внутренний слой выполнен из голографического средства хранения информации в виде объемной голограммы. Обращенная к внутреннему слою поверхность слоя, смежного с внутренним слоем, имеет перед ламинированием на внутреннем слое шероховатость, которая вызывает смещение длины волны изображения, восстановленного объемной голограммой с фиксированным искажением. Технический результат - повышение защиты от фальсификации путём создания усложнённой оптической системой с двойной дифракцией отражённой волны.
По мнению авторов, это техническое решение является наиболее близким аналогом заявляемого изобретения. Недостаток известного технического решения – серьезная проблема совмещения плоской и объёмной голограмм для получения малошумящей восстановленной волны отражённой от носителя, что недостижимо в условиях массового производства.
Эмпирически установлено, что при наложении дифракционного защитного рельефа, фиксированного по амплитуде (рельефно фазовая «плоская голограмма») из-за аморфной поверхности бумаги, состоящей из волокон разной длины и ориентационного расположения возможны как фазовая, так и амплитудная, а иногда и частотные искажения восстанавливаемого образа.
Основной идеей заявляемого изобретения является создание оптической системы, средняя ошибка сигнала восстанавливаемого изображения во всех точках которого допускала бы минимальное влияние или полное исключение шума от аморфной поверхности бумаги или иной шероховатой подложки.
Задача, решаемая изобретением
- повышение надёжности идентификации подлинности документа путём повышения яркости мнимого восстанавливаемого изображения, а также увеличение скорости обработки документов специалистами контроля.
Это достигается тем, что предложена многослойная структура для защиты идентификационных документов, включающая удаляемую пленку-основу, на одну из сторон которой последовательно нанесены: разделительный слой, рельефоприемный слой с дифракционным защитным элементом, деметаллизированный слой из алюминия или меди или никеля с локальными непрозрачными зонами, отражательный слой из сульфида цинка или оксида индия-олова, полиграфический красочный слой и адгезионный слой для закрепления структуры на защищаемом документе.
В частных случаях деметаллизированный слой может быть покрыт слоем полимера.
В частных случаях полиграфический красочный слой представляет собой иридисцентную краску, и/или люминесцентную краску, и/или цветопеременную краску, и/или сублимационную краску в любых сочетаниях, нанесённую как плашкой, так и в виде локальных элементов.
Плёнка-основа может быть выполнена с возможностью удаления при частичном износе.
Полиграфический красочный слой может включать изображения, имеющие отклик при возбуждении ультрафиолетом, инфракрасным светом, внешним магнитным полем или тепловым излучением.
Также предложен идентификационный документ в виде паспортной книжки, содержащий заявляемую многослойную структуру, где многослойная структура нанесена, по меньшей мере, на одну из страниц идентификационного документа.
В частных случаях многослойная структура может быть нанесена на страницы с двух сторон листа идентификационного документа.
Многослойная структура может быть нанесена на форзац идентификационного документа
Известно, что средняя высота пиков рельефа бумаги может достигать 15 мкм, что не менее чем в 30-60 раз больше рельефа, обычно используемого для эмбоссирования защитных дифракционных элементов.
В нашем случае в среднем величина рельефа составляла диапазон от 0,2 до 0,3 мкм. Шум оптического отраженного сигнала от подложки возникает как из-за собственной шероховатости бумаги, так и из-за процессов деформации и релаксационного растяжения /усадки как плёнки основы, так и адгезионного слоя, что становится особенно заметно при резких изменениях внешних факторов, таких, как влажность и температура.
Для снижения влияния данных факторов разработана структура ламинационного материала, одним из основных отличий которого является общая толщина, отличная как от классической фольги горячего тиснения с дифракционными защитными элементами, так и традиционных ламинационных материалов изготовленных с применением плёнок-основ.
Одним из преимущества заявляемого решения является сохранение невозможности отрыва ламинационного слоя от подложки без разрушения, аналогично свойству само разрушаться при надрыве, классической фольги.
При этом в отличие от ламинатов, имеющих несущую пленку толщиной от 21 до 200 мкм и полиграфических фольг, имеющих толщину в среднем 1,5 мкм, данное решение сохраняет преимущества фольги как разрушаемого элемента защиты в случае попытки перенесения и при этом сохраняет свойство ламинатов, обеспечивающих повышение жесткости и устойчивости к внешним воздействиям за счёт применения увеличенных толщин лаковых и адгезионных слоёв.
Для достижения технического результата применены два дополнительных функциональных слоя. Первый -  адгезионный слой толщиной от 0,2 до 12 мкм в зависимости от типа подложки (бумага, пластик, синтетическая бумага), также являющийся демпфирующим слоем в процессе припрессовки и обеспечивающим полное заполнение собой впадин на поверхности основы для исключения искажений из-за дополнительных границ раздела фаз, возникающих в случаях обычного приклеивания. Второй - слой, несущий дифракционную структуру, имеющий толщину от 0,1 до 10 мкм, и являющийся силовым слоем, повышающим поперечную жёсткость готового изделия с нанесённым ламинатом до трёх раз, по сравнению с материалом с использованием фольги.
Сущность заявляемого изобретения поясняется в приведённых ниже примерах.
В качестве примеров приводим некоторые усреднённые толщины слоёв и некоторые параметры дифракционных решёток для использования при ламинировании страницы с персональными данными паспортной книжки, изготовленной из бумаги или поликарбоната.
Пример 1
Страница с персональными данными паспортной книжки изготовлена из бумаги.
Ламинат представляет собой многослойный полимерный материал, соединённый с прокладочной бумагой, состоящий из лаковых слоёв, тиснения с разделительным слоем с голографическим изображением, на внутреннюю сторону которой нанесены защитные элементы и клей:
1. Бумага, силиконизированная односторонняя - 70 мкм;
2. Клей с остаточной липкостью термоактивируемый - 1 мкм;
3. Пленка-основа, полиэстер, толщина - 19 мкм;
4. Разделительный слой - 3 мкм;
5. Рельефоприемный слой - 1,5 мкм;
6. Деметаллизированный слой алюминия - 2000 ;
7. Отражательный слой сульфида цинка - 1000 ;
8. Защитный слой-праймер - 2 мкм;
9. Люминесцентные краски УФ возбуждения - 1 мкм;
10. Адгезионный слой - термоактивируемый клей для ламинации на бумагу - 0,8 мкм.
Голографическое изображение выполнено рельефом в диапазоне 0,3 - 0,6 мкм и  содержит:
- Линии высокого разрешения;
- Дифракционный барельеф;
- Линзу с эффектом смены символов;
- Нано и микротексты.
В качестве дополнительных защитных элементов со стороны лаковых слоев под клеем нанесены напечатанные сублимационной и фотохромной красками изображения и надписи. Также ламинационная страница содержит металлизацию аллюминия с деметаллизацией стохастическим растром.
Ламинат соединен с прокладочной бумагой (прикатана) по верхнему длинному краю листа с шириной прикатки (10±0,5) мм и по нижнему краю с шириной прикатки (2±0,5) мм.
Ламинационная страница и прокладочная бумага перфорированы сверху вдоль длинной стороны на расстоянии (8±0,5) мм от края ламината. Перед горячей прикаткой к странице документа сначала удаляют прокладочную бумагу, а после прикатки при помощи специального хлястика удаляют пленку-основу фольги горячего тиснения.
Клеевое покрытие приобретает клеевые свойства под воздействием температуры (130±10)°С и давления валиков ламинатора.
Пример 2
Страница с персональными данными паспортной книжки изготовлена из поликарбоната
Ламинат представляет собой многослойный полимерный материал, соединённый с прокладочной бумагой, состоящим из лаковых слоёв, тиснения с разделительным слоем с голографическим изображением, на внутреннюю сторону которой нанесены защитные элементы и клей:
1. Бумага, силиконизированная односторонняя - 70 мкм;
2. Клей с остаточной липкостью термоактивируемый - 1 мкм;
3. Пленка-основа, полиэстер, толщина - 19 мкм;
4. Разделительный слой - 1,5 мкм;
5. Рельефоприемный слой - 3,5 мкм;
6. Деметаллизированный слой меди - 2000 ;
7. Отражательный слой ITO - 1000 ;
8. Защитный слой-праймер - 2 мкм;
9. Люминесцентные краски УФ возбуждения - 1 мкм;
10. Адгезионный слой - термоактивируемый клей для ламинации на поликарбонат - 1,2 мкм.
Голографическое изображение выполнено рельефом в диапазоне (0,6 - 0,8) мкм и содержит:
- линии высокого разрешения;
- дифракционный барельеф;
- линзу с эффектом смены символов;
- нано и микротексты;
- скрытые визуализируемые метки.
В качестве дополнительных защитных элементов со стороны лаковых слоев под клеем нанесены напечатанные сублимационной и фотохромной красками изображения и надписи. Также ламинационная страница содержит металлизацию ITO c деметаллизацией для повышения адгезии.
Ламинат соединен с прокладочной бумагой (прикатана) по верхнему длинному краю листа с шириной прикатки (10±0,5) мм и по нижнему краю с шириной прикатки (2±0,5) мм.
Ламинационная страница и прокладочная бумага перфорированы сверху вдоль длинной стороны на расстоянии (8±0,5) мм от края ламината. Перед горячей прикаткой к странице документа сначала удаляют прокладочную бумагу, а после прикатки при помощи специального хлястика удаляют пленку-основу фольги горячего тиснения.
Клеевое покрытие приобретает клеевые свойства под воздействием температуры (150±10)°С и давления полуротационного металлического пресса.
Пример 3
Страница с персональными данными паспортной книжки, изготовленной из синтетической или полусинтетической бумаги, ламинирована с двух сторон.
Ламинат для лицевой стороны представляет собой многослойный полимерный материал, соединенный с прокладочной бумагой, состоящий из лаковых слоёв, тиснения с разделительным слоем с голографическим изображением, на внутреннюю сторону которой нанесены защитные элементы и клей:
1. Бумага, силиконизированная односторонняя – 70 мкм;
2. Клей с остаточной липкостью термоактивируемый – 1 мкм;
3. Пленка – основа, полиэстер, толщина – 19 мкм;
4. Разделительный слой – 1,5 мкм;
5. Рельефоприемный слой – 3,5 мкм;
6. Деметаллизированный слой меди – 2000 ;
7. Отражательный слой ITO – 1000 ;
8. Защитный слой – праймер – 2 мкм;
9. Люминисцентные краски УФ возбуждения – 1 мкм;
10. Адгезионный слой – термоактивируемый клей для ламинации на поликарбонат – 1,2 мкм.
Голографическое изображение выполнено рельефом в диапазоне (0,6 – 0,8) мкм и содержит:
- линии высокого разрешения;
- дифракционный барельеф;
- линзу с эффектом смены символов;
- нано и микротексты;
- скрытые визуализируемые метки.
Ламинат для оборотной стороны представляет собой многослойный полимерный материал, состоящий из лаковых слоёв, тиснения с рельефоприёмным слоем с голографическим изображением, на внутреннюю сторону которой нанесены защитные элементы и клей:
1. Пленка-основа, полиэстер, толщина – 50 мкм;
2. Рельефоприемный слой – 2 мкм;
3. Отражательный слой сульфида цинка – 1000 ;
4. Слой-праймер – 1,5 мкм;
5. Люминисцентные краски УФ возбуждения – 0,8 мкм;
6. Ламинационный клеевой слой – 75 мкм.
Оба ламинационных покрытия вшиваются в паспортную книжку с двух сторон от страницы с персональными данными. Для лицевого ламината перед ламинированием выполняют действия, аналогичные примерам 1 и 2. Оборотный ламинат не требует специальных процедур подготовки.
Пример 4
Ламинирование страницы с персональными данными паспортной книжки в случае её расположения на форзаце.
Ламинат представляет собой многослойный полимерный материал, соединённый с прокладочной бумагой, состоящий из лаковых слоёв, тиснения с разделительным слоем с голографическим изображением, на внутреннюю сторону которой нанесены защитные элементы и клей:
1. Бумага силиконизированная односторонняя – 70 мкм;
2. Клей с остаточной липкостью термоактивируемый – 1 мкм;
3. Пленка-основа, полиэстер, толщина – 19 мкм;
4. Разделительный слой – 3 мкм;
5. Рельефоприемный слой – 1,5 мкм;
6. Деметаллизорованный слой алюминия – 2000 ;
7. Отражательный слой сульфида цинка – 1000 ;
8. Защитный слой-праймер – 2 мкм;
9. Люминисцентные краски УФ возбуждения – 1 мкм;
10. Адгезионный слой – термоактивируемый клей для ламинации на бумагу – 0,8 мкм.
Голографическое изображение выполнено рельефом в диапазоне (0,3 – 06) мкм и содержит:
- линии высокого разрешения;
- дифракционный барельеф;
- линзу с эффектом смены символов;
- нано и микротексты.
В качестве дополнительных защитных элементов со стороны лаковых слоев под клеем нанесены напечатанные сублимационной и фотохромной красками изображения и надписи. Также ламинационная страница содержит металлизацию алюминия с деметаллизацией стохастическим растром.
Возможно изготовление обложки паспортной книжки с вклеенным микрочипом ввиду низкой температуры прикатки - (130 ± 10)°С и давления в зоне чипа.
Предлагаемое решение позволяет снизить отношение сигнал/шум в системе при прочих равных условиях не менее чем в два раза. Выбраны параметры дифракционных решёток и толщин лаковых слоёв, приводящие к минимальным значениям сигнал шум в системе при восстановлении мнимого изображения. Подобраны усреднённые параметры сочетания углов преломления и отражения в комплексе, имеющие наименьшую среднюю величину отношения сигнал/шум в одинаковых условиях.
В состав системы входит адгезионный слой, который кроме функции приклеивания выполняет функцию демпфера за счёт увеличенной собственной толщины и подобранного коэффициента внутреннего отражения.
При этом оптические свойства как адгезива, так и лаковых слоёв подобраны так, чтобы коэффициент преломления не был кратен полудлине волны оптического диапазона, общепринятой для расчётов как (555 нм).