CN105593026B - 纸基或聚合物基多层文件以及用于确定其真实性的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于视觉地确定受保护的印刷产品(例如所有类型的有价值的文件)的真实性的材料的制备领域。本发明提出的是在纸或聚合物基底上的多层材料，所述材料包含具有光学可变特性的层。对裸眼不能区分且具有彼此相反的圆偏振方向的两个光学可变层具有单个图形元件的两个相同图像的形式，所述两层在同一平面内偏移给定的距离，使得在使用具有彼此相反的圆偏振方向的偏振光滤光器的眼镜的情况下，能够看到图形元件的立体图像。本发明的技术效果在于：通过用于确定产品的真实性的简单方法增加了保护等级。

Description

纸基或聚合物基多层文件以及用于确定其真实性的方法
技术领域
本发明涉及制造具有光学可变特性的多层材料的领域，并且特别地，所述材料可以用于验证产品的真实性，用于保护使用这样的材料的产品。
背景技术
在验证有价值的文件的真实性的最有效的方法中，存在利用与文件的图像中的变化相关联的视觉效果的方法。这样的视觉效果包括，例如移动效果、改变颜色的效果、体积效果等。该方法的优点包括易于验证真实性，获得高效的控制和高水平的安全性。
具体地，视觉效果可以包括图形对象的移动效果、改变对象的形状和尺寸的效果、改变对象的颜色的效果或者体积(立体视觉)效果。
由于这些优点，视觉安全特征已经广泛应用于防伪领域中，并且钞票和受保护印刷品的制造商不断地寻求新的有效且难以复制的安全特征，该安全特征呈现出显著的视觉效果。
所要求保护的发明涉及具有光学可变特性的受保护的文件的制造，所述光学可变特性为在特定条件下人类视觉可以看到物体的立体图像的特性。
所提出的发明基于使用通过利用极性墨的印刷方法制成的印刷图像以用于创建立体图像，印刷图像在视觉上是不可区分的，但是当通过偏光眼镜或者通过对左右眼使用不同的圆偏振的滤光器来观察有价值的文件时，在光泽度水平上不同。
视觉效果在于：当用裸眼观察有价值的文件时，仅可看到彼此不可区分的两个相似的图像，而当通过偏光眼镜或者通过对于左右眼使用不同的滤光器(滤光器中的每一个具有不同的圆偏振旋转方向)来观察有价值的文件时，形成图形元件的立体图像，并且图形元件的外观布置平面与有价值的文件的平面不同。
本发明使得能够获得与彼此相关和/或与有价值的文件的平面相关的图像的各种图形元件的体积或不同间距的视觉效果，并且本发明基于人类能够观看对象的立体(或空间的)图像的立体视觉的特点。
立体视觉通常涉及空间(立方体)视觉，其由于从对象区域中的不同侧观察对象的视差而引起了所观察的对象的三维视觉印象的观感。在点A的对象区域中的双眼观察(图1)，点A在右眼和左眼中的图像(分别为Ar和Al)落在了视网膜的中央凹上，同时眼睛的视轴形成了角视差。在相同角视差下可看到的对象区域的所有点(B、C等)位于穿过固定点A和眼的节点OR和OL的圆上，并且被称为“双眼单视界”。位于双眼单视界上的对象点的图像被绘制在视网膜的所谓的对应点上，其分别以距中央凹相等距离位于右眼和左眼中。
在对应的点上获得的相同图像通常融合成单个图像。位于与双眼单视界更近或更远的点的图像形成在视网膜的非对应的点上，从而向大脑发信号以察觉对象的这些点距眼睛不同的距离。在自然条件下，随着目光转移至不同距离的对象，连续地重建了双眼单视界。对象的不同距离的点的图像在视网膜上的失配(不一致)越大，固定点A与同时看见的点B'、C'等的角视差的差异越大。
由于融合成每个眼单独地观看的立体像对的两个平面图像的单个视觉图像，人的知觉中出现了立体图像。立体像对的两个图像中的每一个是来自以被称为“立体基线”的某个距离水平地分隔开的右视点和左视点的对象的中心投影(例如，通过摄影获得)。从右视点获得的对象的图像应当通过右眼来观看，而从左视点获得的图像应当通过左眼来观看。立体镜是用于这种观看的最简单的装置。由于立体像对的右图像和左图像表示对象的不同视角，因此当右图像和左图像彼此光学叠加时，右图像和左图像未完全对准，并且对象的不同距离点的图像表现为相对于彼此向右偏移或向左偏移，以形成水平线性视差。视差的大小取决于图像的观察点的远隔性。如果对准面中的右图像的点在该点的左图像的右侧，那么视差被认为是正的，并且立体图像中的点的融合图像的空间位置将被看作布置在对准面的后面；如果右图像的点在左图像的点的左侧，那么视差被认为是负的，并且点的融合图像在对准面的前面被看到；当视差为零时，融合图像形成在对准面内。
立体像对的右图像和左图像在彼此上的光学叠加通过这些图像的选择性投射或印刷，同时借助于特定的滤光器允许每个图像与其“混合图”隔离以将其呈现给预期的眼睛来获得。根据图像过滤方法，可以区别立体图像重建的以下方法：基于眼镜的方法-互补色立体、偏光、遮蔽；无眼镜(光栅)方法-单个立体像对和多视角。
立体图像的再现的偏振方法(图2)通过当使用具有不同的圆偏振方向(在相反取向的圆偏振的情况下)的偏振滤光器观察图像时使用立体像对的图像的分离。在这种情况下，立体像对的图像之一，例如右面的一个用具有右旋圆偏振的墨印刷在屏幕E上，并且放在第一个图像之上的左侧的图像用具有左旋圆偏振的墨印刷。然后，通过偏光眼镜观察图像，左眼L将通过具有左旋偏振的偏振滤光器FL看到第二图像的深色轮廓，同时右眼R将通过具有右旋偏振的滤光器看到仅第一图像的深色轮廓。分别用右眼R和左眼L看到的点的融合图像将在屏幕E前面的点A处在其视线的交叉处可见。类似地，用左眼和右眼可见的点的视觉融合产生在屏幕E后面的点B的图像。因此，点A和点B将呈现为空间分离。该方法易于实现并且被广泛用于在电影院中提供立体图像。
在本发明的背景下，将考虑基于上述人类视觉特点形成防伪立体图像的更一般的方法。
例如，为了产生立体图像，不仅可以使用在相同的平面上以相同的距离隔开的完全相同的图形，还可以使用特别形成的图像，为了获得三维立体图像根据透视法的规律其中的一些部分是扭曲的。
该方法使得能够建立不仅与有价值的文件的平面明显失配而且本身是立体的包含凸和凹的投影部分的安全元件。
涉及使用立体图像来防止印刷产品被伪造的技术解决方案是现有技术中已知的。
例如，已知的是使用裸眼可见的立体图像，该立体图像是由当应用立体棱形光栅时产生立体画法效果的分开的图像的图案形成的，以及使用通过视差图像法获得的立体图像，其中图像的一部分是用有颜色的墨印刷成的，并且图像的一部分是通过水印形成的，并且通过互补色立体眼镜进行观察(GB 1286309，23.08.1972)。
然而，这些解决方案是过时的并且易于伪造。另外，上述解决方案排除了对潜像的使用。
已知的是使用叠纹放大结构作为安全元件。这样的解决方案基于使用透镜光栅获得立体图像或三维图像(RU 2466030，10.11.2012)。
WO 2009047579，16.04.2009以及WO 2008128714，30.10.2008描述了包含偏光标记的材料。然而，已知解决方案不使用具有相反取向的圆偏振的图像，起初当用裸眼观察时所述图像是不能区分的并且仅当通过具有不同的圆偏振的滤光器继续观察时所述图像变得明显分开。另外，根据立体图像的视平面与有价值的文件的平面不同的立体图像的存在，不可能识别有价值的文件。
已知的是在材料上使用轮廓图像以产生立体感效果(WO 2006066732，29.06.2006)。该解决方案涉及使用具有三维特性和/或所观测的视角的改变的特定图像以验证受保护的文件的真实性。然而，目前用于产生各种类型的全息图的技术随处可得，即现有的解决方案不具有所要求的保护功能。
防伪有价值的文件是已知的，其包括为具有不同偏振的最初隐藏型光学可变层的形式的材料，并且该材料旨在用于利用偏振滤光器来验证真实性(RU 2241603，10.12.2004)。
然而，所述解决方案不提供利用视觉效果验证文件的真实性的可能性，所述视觉效果是基于立体视觉的特性并且在于安全标记的图像与有价值的文件的表面的明显不同的远离。
安全元件是已知的，其包括：具有圆偏振的两个偏光层；和半透明滤光器层，在半透明滤光器层上偏光层被上下布置。偏光层包括胆甾型液晶材料(RU 2364517，20.08.2009)。
已知的解决方案不提供受保护的产品的真实性的视觉验证的可能性。
已知的是具有指示装置的文件。该指示装置包括用于再现至少第一和/或第二图像之一的柔性指示层，以及设置在指示层上的光学层。光学层形成由第一图像和第二图像构成的自动立体化的三维图像。指示层是根据发光二极管制成的(RU 2431877，20.10.2011)。
指示装置十分复杂。
用于保护多个相似的受保护的文件中的文件的系统是已知的，该系统包括认证标记和真实性验证元件。该认证标记对该受保护的文件是独特的，并且该真实性验证元件被设计为验证多个相似的受保护的文件中的其他文件的认证标记的真实性。保护系统的认证标记的非破坏认证是仅通过预先指定的效果方式来执行的而不与布置在相同类型的另一受保护的文件上的保护系统的真实性认证元件结合。保护系统设置为如果两个真实性认证元件是由在受保护的对象的窗口部分上的两个取向彼此垂直的偏振膜制成，则两个真实性认证元件可以以与瞳孔之间的距离对应的距离设置以形成一种立体偏光眼镜。在这种情况下，设置在两个真实性认证元件之间的认证标记包括与膜的偏振角度一致的图像的偏振片段，所述图像可以通过例如使用包含液晶颜料的墨的印刷法施加(RU 2401209，10.10.2010)。
然而，该解决方案用于保护文件而与多个相似的受保护文件进行区分。
发明内容
本组发明的目的是提供一种利用立体视觉效果呈现出对有价值的文件的增强的防伪等级的材料。
该目的以包括具有施加在基底上的两个光学可变层的纸基底或聚合物基底的多层文件的形式实现，每一层包含相同元件的相同图像，图像在同一平面内彼此偏移并且当用裸眼观察时彼此不能区分；光学可变层具有入射和/或反射辐射的圆偏振的特性；所述层具有彼此相反的圆偏振方向，并且在光学可变层中的图像以某一距离相对于彼此偏移，以在当用具有彼此相反的圆偏振方向的偏振滤光器的眼镜观察时提供元件的立体图像的观感。
优选地，在两个光学可变层中的图像在同一平面内以0.1mm至10mm的距离相对于彼此偏移。
根据本发明，该光学可变层可以具有当以不同的角度观察时可以变得明显的颜色可变特性。
光学可变层优选地包括颗粒和透明粘合剂，颗粒的尺寸优选地为1μm至400μm，并且光学可变层通过印刷方法优选地通过丝网印刷方法施加到基底上。
所使用的基底可以设置有通过印刷方法施加在基底上的颜色对比覆盖物。
根据本发明，在光学可变层中的图像可以以几何图形或其他图形、扭索元素、图示符号和字母数字符号、或其组合的形式制成。
还通过使用上述用于形成在选自以下的产品中的安全元件的材料来实现目的，上述产品选自：钞票、安全防伪纸、支付凭证或身份证件、消费税票或邮票、塑料卡。
另外，还通过验证使用上述材料制造的产品的真实性的方法来实现所述目的。所述方法包括：首先用裸眼观察包括在产品的表面上的以所要求保护的多层材料为基础的安全元件的产品；确定形成在每一光学可变层中的图像之间对于裸眼是不能区分的；以及然后通过具有彼此相反的圆偏振方向的偏振滤光器的眼镜来观察同一产品，并且一旦检测到安全元件的立体图像则可以断定产品真实性。
与常规的技术解决方案相比，本组发明涉及使用具有彼此相反的圆光偏振的光学可变层，从而使得能够通过具有不能区分的潜像的不同的圆偏振的偏振滤光器来可视地观察立体图像，并且以具有立体图像的左旋圆偏振和右旋圆偏振的滤光器的眼镜来进行观察，该立体图像位于与有价值的文件的平面不同的平面内。
根据本发明的多层材料的伪造是成问题的，因为其存在以下困难：
1.需要选择具有特定的视觉光学可变特性的材料。这样的材料不是普遍可获得的；
2.另外，必须选择具有相似视觉光学可变特性(彼此不能区分)但是具有彼此相反的光的圆偏振的材料；
3.需要发展一种将光学可变层施加在诸如有价值的文件的产品上的方法。在这种情况下诸如喷墨印刷和彩虹全息的最常见的技术是不合适的；
4.需要仿造(再现)潜在元件的设计以实现立体的视觉效果。
这样的约束的存在导致了如下结论：使用由发明性的材料制成的标记制造的产品具有足够的防伪等级。另外，验证产品真实性的方法十分简单并且该方法涉及简单装置的使用，尤其是用具有彼此相反的圆偏振方向的偏振滤光器的眼镜。
附图说明
图1示意性地展示了点A的对象区域中的双眼观察，在对象区域处，点A在右眼和左眼中的图像(Ar和Al)落在了视网膜的中央凹中，并且眼睛的视轴形成了角视差。在相同角视差下可看到的对象空间的所有点(B、C等)位于穿过设定点A和眼节点OR和OL的圆上。
图2是再现立体图像的偏振方法的示意图，该方法通过当使用具有不同的圆偏振方向的偏振滤光器观察图像时使用立体像对的图像的分离。立体像对的图像之一，例如右面的一个用具有右旋圆偏振的墨印刷在屏幕E上，而放在第一个图像之上的左侧的图像用具有左旋圆偏振的墨印刷。左眼L将通过具有左旋偏振的偏振滤光器FL看到第二图像的深色轮廓，同时右眼R将通过具有右旋偏振的滤光器看到仅第一图像的深色轮廓。分别用右眼R和左眼L看到的点的融合图像将在屏幕E前面的点A处在其视线的交叉处可见。类似地，用左眼和右眼可见的点的视觉融合产生在屏幕E后面的点B的图像。因此，点A和点B将呈现为空间分离。
图3示意性地展示了钞票形式的有价值的文件，有价值的文件包括通过偏移印刷方法制造的褐色正方形的基底(附图标记4)和施加在基底上并且由对裸眼是不能区分的两个层构成的安全标记，所述两个层是通过颜色可变丝网印刷墨制成的，一层具有左旋圆偏振(附图标记1)并且另一层具有右旋圆偏振(附图标记2)。这些层以表示线厚度为150μm大小为20mm×20mm的五角星的相同图形的形式制成；这些图形沿着与钞票的长侧平行的方向以2mm的距离隔开。这些层的图形所形成的图案(附图标记1和2)使得每个图形的图形元件的一部分与在另一层上的图形的相同的部分相似，但是他们沿着彼此相反的方向相对于彼此偏移。
图4是以消费税票的形式的有价值的文件的示意图，消费税票包括通过印刷方法制成的对比基底(附图标记3)和施加在对比基底上并且由对裸眼是不能区分的两个层构成的安全标记，所述层是由颜色可变丝网印刷墨制成，一层具有左旋圆偏振(附图标记1)而另一层具有右旋圆偏振(附图标记2)。
具体实施方式
通过在实施例1和2中所表示的图像示出了本发明的实现。
提供下面给出的实施例以示出生产和使用通过根据本发明的一系列特征所限定的材料的能力，但是这些实施例不限制本发明的范围。
实施例1
为钞票的有价值的文件包括通过偏移印刷方法制造的具有褐色正方形形状的基底(图3的附图标记4)和施加在基底上并且由对于裸眼不能区分的两个层构成的安全标记，如图3所示，所述两个层为：
1.通过颜色可变丝网印刷墨制成的具有左旋圆偏振的层(图3中的附图标记1)；
2.通过颜色可变丝网印刷墨制成的具有右旋圆偏振的层(图3中的附图标记2)。
丝网印刷墨1的成分：
由GSI公司制造的UV可固化粘合剂672020-80％；
具有左旋偏振的颜色可变LCP颜料-18％；
由GSI公司制造的稀释剂672002-2％；
总量：100％。
丝网印刷墨2的成分：
由GSI公司制造的UV可固化粘合剂672020-80％；
具有右旋偏振的颜色可变LCP颜料-18％；
由GSI公司制造的稀释剂672002-2％；
总量：100％
具有光学可变特性的颗粒(LCP)的粒径分布在5μm至25μm范围内平均大小为15μm。
当以直角观察文件时，这些层呈现为透明(无色)，而当以锐角观察时这些层获得珍珠似的青绿色。
每一层以表示线厚度为150μm大小为20mm×20mm的五角星的相同图形的形式制成，这些图形沿着与钞票的长侧平行的方向以2mm的距离隔开(图3)。
通过设置有左旋圆偏振和右旋圆偏振的滤光器的眼镜观察钞票，并且确定第一层和第二层的五角星图形的图像呈现为单个共同的立体图像，而图像(星)的视平面与有价值的文件的平面不同差约1cm。根据钞票的取向，星图像可以呈现为位于钞票基点的平面的后面或前面。
视觉效果的这种组合的存在限定了有价值的文件的真实性。
实施例2
消费税票形式的有价值的文件包括通过偏移印刷方法制成的对比基底(图4的附图标记3)和施加在基底上并且由对于裸眼不能区分的两个层构成的安全标记，所述两个层为：
1.通过颜色可变丝网印刷墨制成的具有左旋圆偏振的层(图4中的附图标记1)；
2.通过颜色可变丝网印刷墨制成的具有右旋圆偏振的层(图4中的附图标记2)。
丝网印刷墨1的成分：
由GSI公司制造的UV可固化粘合剂672020-85％；
具有左旋偏振的颜色可变LCP颜料-13％；
由GSI公司制造的稀释剂672002-2％；
总量：100％。
丝网印刷墨2的成分：
由GSI公司制造的UV可固化粘合剂672020-85％；
具有右旋偏振的颜色可变LCP颜料-13％；
由GSI公司制造的稀释剂672002-2％；
总量：100％。
具有光学可变特性的颗粒(LCP)的粒径分布在5μm至40μm范围内平均大小为25μm。
当以直角观察文件时，这些层呈现为透明(无色)，而当以锐角观察时这些层获得珍珠似的微红色。
这些层的图形所形成的图案(图3中的附图标记1和2)使得每个图形的图形元件的一部分与在另一层上的图形的相同的部分相似，但是他们沿着彼此相反的方向相对于彼此偏移。
还通过设置有右旋圆偏振和左旋圆偏振的滤光器的眼镜来观察有价值的文件，并且确定第一层和第二层的两个图像看起来像两个不同的立体图像，并且这些图像的视平面与有价值的文件的平面不同。这种视觉效果的存在限定了有价值的文件的真实性。
实施例3
钞票形式的有价值的文件包括通过偏移印刷方法制成的对比基底和施加在基底上并且由对于裸眼不能区分的两个层构成的安全标记，所述两个层为：
1.通过颜色可变丝网印刷墨制成的具有左旋圆偏振的层；
2.通过颜色可变丝网印刷墨制成的具有右旋圆偏振的层。
丝网印刷墨1的成分：
由GSI公司制造的UV可固化粘合剂672020-83％；
具有左旋偏振的颜色可变LCP颜料-15％；
由GSI公司制造的稀释剂672002-2％；
总量：100％。
丝网印刷墨2的成分：
由GSI公司制造的UV可固化粘合剂672020-83％；
具有右旋偏振的颜色可变LCP颜料-15％；
由GSI公司制造的稀释剂672002-2％；
总量：100％
具有光学可变特性的颗粒(LCP)的粒径分布在5μm至40μm范围内平均大小为25μm。
当以直角观察文件时，这些层呈现为透明(无色)，而当以锐角观察时这些层获得金黄色。
每一层是以表示线厚度为150μm大小为20mm×20mm的网格图像的外表相似的图形的形式制成，其中构成图形的线以沿着与钞票的长侧平行的方向以在0.5mm至2mm范围内变化的不同距离隔开，使得考虑到透视法从观察者的一侧通过设置有右旋圆偏振和左旋圆偏振的滤光器的眼镜观察钞票时这些线形成空间立体图像。
在这种情况下，第一层和第二层的两个图像呈现为单个的三维立体图像，所述层的视平面与有价值的文件的平面不同，并且该图像的分开部分好像不同程度地远离观察者，凹或凸。
这种视觉效果的存在限定了有价值的文件的真实性。
工业实用性
本发明适用于制造具有光学可变特性的多层材料的领域，特别地，可以用于验证产品的真实性，用于保护使用这样的材料的产品。

Claims (9)

1.一种多层文件，包括纸或聚合物的基底，在所述基底上施加有两个光学可变层，所述光学可变层中的每一层包含同一元件的相同图像，所述图像在同一平面内相对于彼此偏移并且当用裸眼观察时所述图像不能彼此区分；其中所述光学可变层具有入射和/或反射和/或透射辐射的圆偏振特性；所述光学可变层具有彼此相反的圆偏振方向，并且在所述光学可变层中的图像以一定距离相对于彼此偏移，使得当通过具有彼此相反的圆偏振方向的偏振滤光器的眼镜观察时提供所述元件的立体图像的观感，其中所述立体图像的视平面与所述多层文件的基底的平面不同。
2.根据权利要求1所述的文件，其特征在于，所述两个光学可变层中的图像在同一平面内以0.1mm至10mm的距离相对于彼此偏移。
3.根据权利要求1所述的文件，其特征在于，所述光学可变层具有当以不同的角度观察时变得明显的颜色可变特性。
4.根据权利要求1所述的文件，其特征在于，所述光学可变层包括透明粘合剂和具有光学可变特性的颗粒，所述颗粒的尺寸为1μm至400μm，并且所述光学可变层通过印刷方法施加在所述基底上。
5.根据权利要求1所述的文件，其特征在于，所述光学可变层包括透明粘合剂和具有光学可变特性的颗粒，所述颗粒的尺寸为1μm至400μm，并且所述光学可变层通过丝网印刷方法施加在所述基底上。
6.根据权利要求1所述的文件，其特征在于，所述基底包括通过印刷方法施加在所述基底上的颜色对比覆盖物。
7.根据权利要求1所述的文件，其特征在于，所述光学可变层中的所述图像被制作成几何图形或其他图形、扭索元素、图示符号和字母数字符号、或者其组合的形式。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的文件，其中所述文件表示选自钞票、安全防伪纸、支付凭证或身份证件、消费税票或邮票、塑料卡的产品。
9.一种验证根据权利要求1至8中任一项所述的文件的真实性的方法，包括：首先用裸眼观察在其表面上包括基于如权利要求1至8中任一项中所述的多层文件的安全元件的产品；确定形成在所述光学可变层的每一层中的图像之间对于裸眼不能彼此区分；然后通过具有圆偏振方向彼此相反的偏振滤光器的眼镜来观察同一产品，并且一旦检测到所述安全元件的立体图像则断定产品的真实性。
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