СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МНОГОСЛОЙНОГО ПОЛИМЕРНОГО ЗАЩИЩЕННОГО ИЗДЕЛИЯ С ИДЕНТИФИЦИРУЮЩИМ ОПТИЧЕСКИ-ПЕРЕМЕННЫМ ИЗОБРАЖЕНИЕМ С ПРИБОРООПРЕДЕЛЯЕМЫМИ ПРИЗНАКАМИ И МНОГОСЛОЙНОЕ ИЗДЕЛИЕ С ИДЕНТИФИЦИРУЮЩИМ ОПТИЧЕСКИ-ПЕРЕМЕННЫМ ИЗОБРАЖЕНИЕМ
METHOD OF PRODUCING A MULTILAYER POLYMER PROTECTED ARTICLE WITH AN IDENTIFYING OPTICALLY VARIABLE IMAGE WITH INSTRUMENT-DETERMINED FEATURES AND A MULTILAYER ARTICLE WITH AN IDENTIFYING OPTICALLY VARIABLE IMAGE

Изобретение относится к области защитных технологий для различных видов полиграфической продукции, в том числе защищенным документом из композиционных многослойных полимерных материалов.
Для защиты от фальсификации таких документов в них записывается персональная информация о владельце документа. В документе записывается портрет владельца, его биометрические данные, дата и место выдачи документа.
Для контроля подлинности эту информацию обычно снабжают сложными защитными элементами, допускающую возможность их визуального и/или приборного контроля. Во многих случаях в дополнении к основной информации записывают дополнительные изображения, например, дублирующий портрет, особенно цветной.
Известен целый ряд оригинальных технологий записи цветных изображений, доступных только ограниченному числу специалистов (RU 2286888. С2 10.11.2006), заключающихся в записи многослойной структуры, содержащей красители, меняющие цвет под воздействием лазерного излучения, или технологии послойного лазерного гравирования многослойной структуры, содержащей последовательность слоев пигментов разного цвета (US 7763179 В2 27.07.2009), или способ изготовления комбинированного защитного элемента на многослойной полимерной структуре (RU 2480550 С1 27.04.2013) недостатком таких технологических решений является необходимость применения многослойных материалов со специальными свойствами, что затрудняет их промышленное применение.
Существует способ получения полноцветных голографических изображений RU 2079167 С1 10.05.1997. Полноцветное изображение формируется плоской матрицей, создаваемой в многослойной структуре. Идентифицирующее подлинность изображение является цветным, имеет растровую структуру и сформировано путем удаления в определенных участках материала на глубину либо только верхнего, либо верхнего и среднего непрозрачных слоев с помощью лазерного гравирования. Недостатком предложенного решения является то, что, увидеть такое изображение можно только при специальном освещении.
Известен способ получения, комбинированного черно-белого и полноцветного персонализированного изображения на многослойной структуре RU 2556328 С1 10.07.2015. При осуществлении способа пиксели изображения разделяют на субпиксельные области, каждая из которых представляет дифракционную решетку, отражающую один из основных цветов. Изображение формируют путем частичного разрушения дифракционных решеток. Недостатком данного решения является сочетание высокоточных технологических решений и вследствие этого сложность реализации способа в промышленных условиях.
Наиболее близким техническим решением является решение, описанное в патенте RU 2566421 С1 27.10.215. Изобретение касается многослойного полимерного изделия, в одном из слоев которого записаны цветные изображения в виде полупрозрачных пиксельных матриц, состоящих из элементов - пикселей с субпиксельными структурами, состоящими из областей с металлизированными дифракционными решетками, отражающая способность которых на заданных длинах цветовых волн изменена при индивидуализации изделия методами лазерного гравирования дифракционных решеток с точной приводкой лазерного луча к области их расположения. Недостатком данного технического решения является сложность формирования субпиксельной матрицы, необходимость высокоточной приводки лазерного луча и недостаточная защищенность изделия.
Задача, решаемая изобретением, - создание многослойного полимерного защищенного изделия с идентифицирующим оптически-переменным изображением, содержащим не менее одного прибороопределяемого признака.
Технический результат заключается в упрощении способа получения оптически переменного изображения, при обеспечении возможности формирования изображений в одном слое и повышении защищенности за счет наличия прибороопределяемых признаков.
Задача решается, а технический результат достигается тем, что на термопластичную полимерную пленку наносят металлизированный отражающий слой и дифракционную структуру в виде радужной голограммы, содержащей в некоторых своих частях прибороопределяемые элементы с синтезированным микрорельефом.
В частном случае прибороопределяемым элементом является скрытая микрооптическая структура, часть площади которой состоит из фрагментов киноформ, формирующая при освещении лазерном излучением 2D-изображение, используемое для приборного контроля.
Для контроля скрытого изображения используется портативный детектор, позволяющий визуализировать изображение при освещении его лазерным диодом. Микрорельеф оптического элемента рассчитывается так, что при воздействии на него лазерного излучения в плоскости параллельной плоскости оптического элемента формируется изображение.
В частном случае прибороопределяемый элемент может содержать многоградационный киноформ, формирующий при освещении когерентным излучением ассиметричное изображение, пригодное, в том числе, для автоматизированного контроля.
Прибор автоматизированного контроля имеет детекторы, расположенные в фокальной плоскости, которые формируют изображение. Анализ изображения, выделение защитного признака и сравнение его с эталоном осуществляет микропроцессор. Процедура автоматизированного контроля инвариантна относительно сдвига или поворота прибора относительно оптического элемента.
В частном случае прибороопределяемый элемент для автоматизированного контроля подлинности может состоять из областей, контролируемых с помощью смартфона. Программно-аппаратный комплекс может представлять собой синтезированный на компьютере киноформ со специально разработанным программным приложением для смартфонов. Процедура распознавания выполняется с помощью камеры смартфона которая захватывает изображение и выполняет его автоматическое распознавание.
В частном случае прибороопределяемыми элементами являются микротексты размером от 300 до 50 мкм, а также нанотексты размером от 50 до 5 мкм, контролируемые с помощью специальных оптических приборов, в частности, микроинтерферометром.
В частном случае дифракционная структура может содержать дополнительный элемент, который проявляется при углах наклона более 40° и содержит микрооптическую систему с 2D-изображениями, состоящую из цветных фрагментов, причем для формирования 2D-изображения используют дифракционные решетки с периодами от 0,35 до 0,55 мкм при глубине микрорельефа от 140 до 240 нм.
В частном случае дифракционная структура для визуального контроля подлинности на основе дифракционного оптического элемента при заданных параметрах обеспечивает в стандартном положении микрооптической системы формирование для наблюдателя изображения, состоящего из цветных элементарных областейдипичный размер менее 150 мкм, которое при повороте микрооптической системы на 180° теряет цветность, становится серым и/или исчезает, а при наклоне микрооптической системы на углы более 60° и больших углах дифракции, наблюдатель видит на всей поверхности микрооптической системы цветное изображение, формируемое дифракционными решетками.
Эти дополнительные защитные элементы могут быть расположены в различных частях дифракционной структуры и применяться по одному, и все вместе.
Полимерную пленку, содержащую металлизированный слой, дифракционную структуру типа радужной голограммы с дополнительными защитными признаками деметаллизируют с получением полупрозрачной пленки с пиксельной матрицей со снятием металла на 65-70% площади в разных областях с получением различных структур:
- сетчатой, где внутри сетки могут располагаться различные геометрические фигуры - шестигранник, соты, квадраты, шахматы, круги, сетка;
- пикселей различных геометрических фигур, таких как квадраты, круги, звезды, и иные фигуры;
- набором линий, таких как прямые, изогнутые, в том числе с переменной толщиной линии,
- и/или любой их комбинацией.
В частном случае деметаллизацию пленки осуществляют путем маскирования и последующего травления матричных структур с образованием пикселей.
В результате процесса деметаллизации металлизированные участки дифракционной структуры расположены на удалении друг от друга так, что на участках, свободных от дифракционных структур, обеспечивается спекание полимерных слоев изделий при его изготовлении.
Структура деметаллизированных элементов может составлять код, определяемый на просвет или на отражение за счет контрастности деметаллизированных элементов подложки.
В частном случае на термопластичную полимерную пленку под дифракционной структурой дополнительно наносят УФ или ИК - люминесцирующие вещества.
Полимерную пленку с созданными на ней защитными структурами включают в состав многослойного полимерного изделия, изготавливаемого по бесклеевой технологии путем спекания с последующим формированием на нем голографического оптического портрета с прибороопределяемыми признаками.
В частном случае слой с полупрозрачной пиксельной матрицей находится над слоем с персональными графическими и текстовыми данными.
Запись изображения производится сфокусированным лазерным излучением. Изображение формируют за счет частичного разрушения металлизированной дифракционной решетки. Разрушение решетки осуществляется методом лазерного гравирования за счет модуляции интенсивности, длительности и количества лазерных импульсов. Оптически-переменное изображение за счет высокой отражательной и поглощающей способности визуализируется при разных углах рассмотрения. При наблюдении поверхности изделия под разными углами наблюдается смена металлизированного изображения на изображение с радужным эффектом.
Многослойное полимерное идентификационное изделие с голографическим оптически переменным портретом с прибороопределяемыми признаками получают путем спекания полимерных слоев. Хорошее сцепление слоев обеспечивается за счет полупрозрачной пленки, содержащей разряженные структуры и элементы металлизации с 65 -70% отсутствием площади металла. В случае расслаивания изделия происходит разрушение защитного элемента.
Создание прибороопределяемых структур в различных частях дифракционных решеток обеспечивает возможность внедрения одновременно нескольких визуальных и прибороопределяемых признаков в одно изделие.
На фиг. 1 показана схема наблюдения визуального эффекта при освещении дифракционной структуры «белым светом».
На фиг. 2 показан вид при освещении дифракционной структуры «белым светом» при углах наклона подложки относительно наблюдателя менее 40°. Наблюдатель видит восстановленное изображение основного канала.
На фиг. 3 показан вид при углах наклона подложки более 40°. Наблюдатель видит дополнительное цветное изображение, второй канал.
Изобретение поясняется примерами.
Пример 1.
Изготовлено многослойное полимерное защищенное изделие с идентифицирующим оптически-переменным изображением, состоящие из термопластичной полимерной пленки с нанесенным на нее металлизированным отражающим слоем, содержащим синтезированный микрорельеф, представляющий собой микротекст размером 300 мкм и нанотекст размером 5 мкм, контролируемый микроинтерферометром, дифракционную структуру, формирующую при освещении лазерным излучением 2D-изображение, используемое для приборного контроля, а также структуры для визуального контроля подлинности, которые проявляются при повороте микрооптической системы на 180° и при наклоне на углы более 60° и состоят из областей с типичным размером менее 150 мкм, дифракционные структуры, содержащие решетки с периодом 0,35 мкм при глубине микрорельефа 140 нм, которые при угле наклона более 40° формируют цветное изображение. Идентифицирующее оптически переменное изображение обеспечивает формирование изображения при его освещении лазерным излучением в плоскости, параллельной плоскости дифракционной структуры, при этом пленку частично деметаллизируют с получением полупрозрачной пленки с пиксельной матрицей со снятием металла на 65% площади металла. При этом структура, получаемая после деметаллизации, сетчатая, где внутри сетки образуются круги.
Полученную полимерную пленку с созданными на ней защитными элементами помещали в структуру многослойного полимерного изделия, изготавливаемого по бесклеевой технологии. Запись изображения проводили сфокусированным лазерным излучением за счет частичного разрушения металлизированной дифракционной решетки.
Пример 2.
Изготовлено многослойное полимерное защищенное изделие с идентифицирующим оптически-переменным изображением, состоящие из термопластичной полимерной пленки с нанесенным на нее металлизированным отражающим слоем, содержащим синтезированный микрорельеф, представляющий собой микротекст размером 250 мкм и нанотекст размером 10 мкм, контролируемый микроинтерферометром, дифракционную структуру, формирующую при освещении лазерным излучением 2D-изображение, используемое для приборного контроля, а также структуру для визуального контроля подлинности, содержащую решетки с периодом 0,4 мкм при глубине микрорельефа 200 нм, которая при угле наклона более 40° формируют цветное изображение. Идентифицирующее оптически переменное изображение обеспечивает при его освещении лазерным излучением формирование изображения в плоскости, параллельной плоскости дифракционной структуры, при этом пленку частично деметаллизируют с получением полупрозрачной пленки с пиксельной матрицей со снятием 68% площади металла. При этом пиксельная матрица получается в виде геометрической фигуры - квадрата.
Полученную полимерную пленку с созданными на ней защитными элементами помещали в структуру многослойного полимерного изделия, изготавливаемого по бесклеевой технологии. Запись изображения проводили сфокусированным лазерным излучением за счет частичного разрушения металлизированной дифракционной решетки.
Пример 3.
Изготовлено многослойное полимерное защищенное изделие с идентифицирующим оптически-переменным изображением, состоящие из термопластичной полимерной пленки с нанесенным на нее металлизированным отражающим слоем, содержащим синтезированный микрорельеф, представляющий собой микротекст размером 100 мкм и нанотекст размером 20 мкм, контролируемый микроинтерферометром, дифракционную структуру, формирующую при освещении лазерным излучением 2D-изображение, используемое для приборного контроля, а также структуры для визуального контроля подлинности, которые проявляются при повороте микрооптической системы на 180° и при наклоне на углы более 60° и состоят из областей с типичным размером менее 150 мкм, дифракционные структуры, содержащие решетки с периодом 0,45 мкм при глубине микрорельефа 200 нм, которая при угле наклона более 40° формирует цветное изображение. Идентифицирующее оптически переменное изображение обеспечивает при его освещении лазерным излучением формирование изображения в плоскости, параллельной плоскости дифракционной структуры, при этом пленку частично деметаллизируют с получением полупрозрачной пленки с пиксельной матрицей со снятием 70% площади металла. Пиксельная матрица образована набором изогнутых линий с переменной толщиной.
Полученную полимерную пленку с созданными на ней защитными элементами помещали в структуру многослойного полимерного изделия, изготавливаемого по бесклеевой технологии. Запись изображения проводили сфокусированным лазерным излучением за счет частичного разрушения металлизированной дифракционной решетки.
Пример 4
Изготовлено многослойное полимерное защищенное изделие с идентифицирующим оптически-переменным изображением, состоящие из термопластичной полимерной пленки с нанесенным на нее металлизированным отражающим слоем, содержащим синтезированный микрорельеф, представляющий собой микротекст размером 270 мкм и нанотекст размером 50 мкм, контролируемый микроинтерферометром, дифракционную структуру, формирующую при освещении лазерным излучением 2D-изображение, используемое для приборного контроля, а также структуру для визуального контроля подлинности, содержащую решетки с периодом 0,55 мкм при глубине микрорельефа 240 нм, которая при угле наклона более 40° формирует цветное изображение. Идентифицирующее оптически переменное изображение обеспечивает при его освещении лазерным излучением формирование изображения в плоскости, параллельной плоскости дифракционной структуры, при этом пленку частично деметаллизируют с получением полупрозрачной пленки с пиксельной матрицей со снятием 70% площади металла. При этом структура пиксельной матрицы после деметаллизации получается в виде сот, образованных линиями переменной толщины и звездами.
Пример 5.
Изготовлено многослойное полимерное защищенное изделие с идентифицирующим оптически-переменным изображением, состоящие из термопластичной полимерной пленки с нанесенным на нее металлизированным отражающим слоем, содержащим синтезированный микрорельеф, представляющий собой микротекст размером 240 мкм и нанотекст размером 10 мкм, контролируемый микроинтерферометром, дифракционную структуру, являющуюся пробороопределяемым признаком, содержащую многоградационный киноформ, выявляемый портативным детектором, позволяющим визуализировать изображение при освещении его лазерным диодом, а также структуру для визуального контроля подлинности, которая проявляется при повороте микрооптической системы на 180° и при наклоне на углы более 60° и состоит из областей с типичным размером менее 150 мкм, дифракционные структуры, содержащие решетки с периодом 0,35 мкм при глубине микрорельефа 140 нм, которые при угле наклона более 40° формируют цветное изображение. Идентифицирующее оптически переменное изображение обеспечивает формирование изображения при его освещении лазерным излучением в плоскости, параллельной плоскости дифракционной структуры, при этом пленку частично деметаллизируют с получением полупрозрачной пленки с пиксельной матрицей со снятием 65% площади металла. При этом структура, получаемая после деметаллизации, сетчатая, где внутри сетки образуются круги.
Пример 6.
Изготовлено многослойное полимерное защищенное изделие с идентифицирующим оптически-переменным изображением, состоящие из термопластичной полимерной пленки с нанесенным на нее металлизированным отражающим слоем, содержащим синтезированный микрорельеф, представляющий собой микротекст размером 250 мкм и нанотекст размером 7 мкм, контролируемый микроинтерферометром, прибороопределяемую дифракционную структуру для автоматизированного контроля, состоящую из областей, контролируемых с помощью смартфона, а также структуру для визуального контроля подлинности, которая проявляется при повороте микрооптической системы на 180° и при наклоне на углы более 60° и состоит из областей с типичным размером менее 150 мкм, дифракционные структуры, содержащие решетки с периодом 0,43 мкм при глубине микрорельефа 160 нм, которые при угле наклона более 40° формируют цветное изображение. Идентифицирующее оптически переменное изображение обеспечивает при его освещении лазерным излучением формирование изображения в плоскости, параллельной плоскости дифракционной структуры, при этом пленку частично деметаллизируют с получением полупрозрачной пленки с пиксельной матрицей со снятием 70% площади металла. Пиксельная матрица образована набором изогнутых линий с переменной толщиной.
Полученную полимерную пленку с созданными на ней защитными элементами помещали в структуру многослойного полимерного изделия, изготавливаемого по бесклеевой технологии. Запись изображения проводили с фокусированным лазерным излучением за счет частичного разрушения металлизированной дифракционной решетки.