CZ20024259A3 - Bezpečnostní značka - Google Patents

Description

Bezpečnostní značka

Oblast techniky

Vynález se týká bezpečnostní značky, například pro použití na hodnotné dokumenty nebo věci, jako například na bankovní směnky apod. za účelem snížení rizika padělání.

Dosavadní stav techniky

Běžnou formou bezpečnostní značky je opticky se měnící značka, jako například hologram nebo difrakční mřížka. Tyto značky jsou běžně vytvářeny jako reliéfní struktury v substrátu, který je potom opatřen reflexním potahem, například souvislou nebo částečnou kovovou vrstvou za účelem zvýšení viditelnosti značky. Značka je potom přilepena na věc nebo dokument, který má být chráněný.

S rostoucí výkonností padělatelů je velmi důležité vyvíjet existující značky tak, aby se zvyšovala jejich bezpečnost.

Některé příklady známých bezpečnostních značek jsou popsány v US-A5815292, US-A-5742411 a EP-A-0395410.

Podstata vynálezu

Podle tohoto vynálezu obsahuje bezpečnostní značka substrát vytvořený s povrchovým reliéfem, který vytváří strukturu způsobující opticky se měnící efekt; a substrát nebo táž strana substrátu vzhledem k povrchovému reliéfu je opatřena alespoň dvěma různými materiály zesilujícími odraz a proti pozadí vymezenému materiály zesilujícími odraz lze spatřit opticky se měnící efekt.

My jsme navrhli nový typ bezpečnostní značky, která má mnoho jednoznačných výhod oproti konvenčním technologiím. Například použitím materiálů zesilujících odraz se zřetelně odlišným vzhledem (například měď a

C2774

31.1.2003

9 9999

9999 hliník) lze vytvořit opticky se měnící obrázky, jako například hologramy, které budou mít své duhové difrakční spektrum prostorově modulované odrážejícím odstínem podkladového kovového vzoru, za účelem tvorby nového a bezpečného vizuálního efektu. Je velmi obtížné sladit tyto kovové barvy a viditelnost barvením materiálových vrstev.

Vynález vede zejména k bezpečnostní značce, která bude mít i pro netrénované oko estetický, výrazný a nový vzhled ve srovnání s konvenční značkou. Toto řešení také poskytuje velmi vysokou technologickou překážku pro padělatele k překonání a slouží k rozlišení pravého hologramu od padělaného obrázku i v případě, kdy padělatel zvládl dostatečně reprodukovat holografický účinek/mikrostrukturu buď opticky nebo mechanickým kopírováním.

Přestože je vynález primárně zaměřen na tvorbu hologramů, povrchový reliéf může obecněji vymezit difrakční mřížku nebo dokonce drsnější formu mikrostruktury, například pravidelné trojúhelníkové znaky o velikosti > 10 mikronů nebo náhodné znaky, které v určitých oblastech významně vizuálně mění zrcadlové vlastnosti.

V některých příkladech tvoří materiály zesilující odraz společnou rovinu. Materiály zesilující odraz tedy mohou být naneseny vedle sebe nebo jeden materiál zesilující odraz může být nanesen na některých částech, zatímco druhý materiál zesilující odraz je nanesen po celém substrátu a tom jednom materiálu zesilujícím odraz, takže zaplní mezery mezi tím jedním materiálem zesilujícím odraz.

V jiných příkladech jsou materiály zesilující odraz poskytnuty v různých vrstvách, buď ve vzájemném kontaktu nebo oddělené jednou nebo více průhlednými mezilehlými vrstvami. Toto druhé řešení vede k dalším výhodám v tom, že tam, kde jsou tyto vrstvy zesilující odraz kovy, může mezilehlá vrstva nebo vrstvy obsahovat dielektrikum, přičemž jedna nebo obě vrstvy jsou vytvořeny jako vzor definující vysokofrekvenční rezonanční obvod, který může být zpětně detekován.

C2774

31.1.2003

9 4444

4444

4 4 9 9 9 4 4 4 9 4

9 9 9 49 4944 44 44

Značka může být také ověřena chemickou nebo fyzikální analýzou.

Uvedení různých kovů do styku také způsobuje galvanické potenciály, které se mají ustavit, a ty mohou být použity ke snímání přítomnosti vrstvy. Velikost potenciálů může být nastavena rozumným výběrem materiálů.

Když jsou materiály zesilující odraz naneseny v příslušných různých vrstvách, musí být materiál zesilující odraz ve vrstvě nej vzdálenější od povrchového reliéfu obecně viditelný skrze vrstvu obsahující první materiál zesilující odraz (není-li tato další vrstva kryta). Toho lze dosáhnout použitím takového materiálu zesilujícího odraz, který je částečně průhledný, například vrstvy s vysokým indexem lomu, jako je ZnS, nebo zajištěním prvního reflexního materiálu pouze na některých částech, například částečnou demetalizací vrstvy tak, aby zůstaly oblasti v určeném vzoru, například tečky, čisté a mamě.

Materiály zesilující odraz mohou být také naneseny ve vzorech vymezujících indicie, grafické prvky, loga, znaky, čárkové kódy (jednorozměrné a dvojrozměrné) apod., které mohou nebo nemusí být spojeny s nebo označeny opticky se měnícím efektem, jako je například hologram, který generuje povrchová reliéfní struktura.

Typicky budou tyto materiály zesilující odraz obsahovat kovy, jako například hliník a měď, ale mohou být použity i další kovy, například cín, nichrom, stříbro, zlato, nikl, nerezová ocel a také různé slitiny. Když se například měď aplikuje na hliníkovou vrstvu, zajišťuje ochranu před fyzickým působením, protože měď je odolnější než hliník, a může také působit jako elektromagnetická clona, jeli tato vlastnost vyžadována. Alternativně, jak bylo zmíněno výše, mohou být použity další materiály jako například vrstvy s vysokým indexem lomu, včetně ZnS, ve spojení s polovodiči, například křemíkem nebo germaniem, a dalšími opticky charakteristickými anorganickými nebo organickými filmy.

Materiály zesilující odraz mohou být naneseny různými způsoby, ve výhodných příkladech jsou alespoň částečně ve formě předem určeného vzoru,

C2774

í. 1.2003 • · · · ··· ···· ·· ·· ·· ···· ·· «· například ve formě teček nebo čar. Například je-li první vrstva zesilující odraz (například hliník) vytvořena s jemným seskupením teček/čar (příliš malých na to, aby byly jednotlivě rozlišeny pouhým okem), pak nanesení souvislé vrstvy druhého materiálu zesilující odraz (například měď) na tu první vrstvu vytvoří váženou dvoubarevnou autotypickou síť. Nastavením relativních síťových vah těchto dvou kovů může být vytvořen rozsah barev/odstínů v rozmezí hliník-zlatobronz-měď. Ovšem makro-vzorováním síťové váhy prvních vrstev (s výhodou kryjících se s holografickým designem), které se má měnit mezi 100 % (pevný hliník) a 0 % (pevná měď) mohou být vytvořeny vzorované stupňovité odstíny.

Takto vytvořené stupňovité struktury budou mít nový atraktivní vzhled, měď bude ztlumovat někdy příliš silný jas nebo lesk hliníku, zejména při aplikaci na esteticky více tradiční oblasti jako jsou bankovní směnky. Zadní vrstva může také sloužit ke zvýšení chemické odolnosti a tepelné odolnosti značky.

V některých případech bude alespoň jeden z materiálů zesilujících odraz nanesen až k okraji substrátu. Avšak ve výhodném řešení není v krajové oblasti podél okraje substrátu žádný reflexní materiál. To je obzvláště užitečné u provedení, které tvoří přenosové fólie apod., aby se minimalizovaly problémy jako lesk okraje a menší chybné krytí nebo vyrovnání forem k ražení za tepla.

Dalším vývojem by bylo vytvoření jemné sítě hliníkových teček/čar tak, aby jejich odstupy nebo hustota odpovídaly hustotě čočkovitého hranolu nebo mikročočkového seskupení, které působí jako dekodér. Proto když je čočkovitý hranol umístěn na bimetalický hologram, budou pozorovány výrazné efekty moiré - přičemž tyto efekty jsou citlivé na směr. Tento efekt může být použit k odhalení čistých barevných posunů stříbro/měď ve vybraných oblastech. To by se mohlo dále vylepšit tím, že toho využije k začlenění skryté informace (obecně a spíše volně se v průmyslu nazývající znaky skryté indicie) do rastrované metalizace. To se provede mírnou změnou mezer nebo orientace teček/čar v lokalizovaných oblastech, které určují skrytý vzor (což by mohly být alfanumerické znaky, grafické znaky atd.). Míra změny musí být dostatečně malá, aby lokalizovaný

C2774

31.1.2003

44

4 4 4 4 · 4

4« 4444 44 44 skrytý vzor nemohl být rozpoznán pouhým okem, avšak aby se skrytý vzor jasně objevil při umístění hologramu pod dekodér sladěný s periodicitou. Toto řešení se nějakou dobu používalo u konvenčně tištěných struktur, tak jak je diskutováno například v patentu WO 97/20298 (tj. skrytá indicie). Jeho použití u metalizovaných vrstev je však nové.

Přítomnost čárové struktury střídajících se kovů, které mají různé charakteristiky absorpce záření, také způsobují efekty, které by mohly být použity ke kódování bezpečnostních indicií.

Přestože bylo popsáno použití dvou materiálů zesilujících odraz, vynález je použitelný i pro tři nebo více takových materiálů.

V důležitém provedení může být opatřen ještě další obrázek za použití inkoustu apod. mezi povrchovým reliéfem a sousedícím jedním materiálem zesilujícím odraz. To je detailněji popsáno ve WO-A-91/06925, který je zde zahrnut odkazem.

Rozumí se, že bezpečnostní značka může být použita u různých dokumentů a věcí, ale je obzvláště určena pro použití u cenných dokumentů včetně víz, pasů, licencí, šeků, občanských průkazů, plastických štítků, bankovek, lístků, dluhopisů, akciových certifikátů, potvrzenek, vstupenek, průkazek, elektrostatických fotokopií, elektrostatických laserově natištěných materiálů, značkových ověřovacích štítků, nálepek se sériovým číslem, certifikátů o kontrole jakosti, konosamentů a dalších expedičních dokumentů, právních dokumentů a štítků ke kontrole pravosti.

Značka může být také použita na/ve výrobcích jako jsou nitě, lepicí pásky, samolepicí fólie, fólie na ražení za tepla nebo dalších aplikací s ochranou značky, jako například na rukávech ze srážlivého materiálu.

Značka může být použita k dodání čárových kódů nebo magnetických čtecích indicií mezi dalšími strojově čitelnými typy znaků. Lze to použít i u štítků ke kontrole falšování.

C2774

31.1.2003

02-Ý2TJ ·· ···· ·· ·· 99 9099 ⁶ : \ : : ^{: : :}

9 9 9 9 9 0 ··»·

99 ·· ···· ··

Přehled obrázků na výkresech

Některé příklady bezpečnostních značek podle vynálezu budou nyní popsány s odkazem na doprovodné obrázky, kde:

obrázek 1 je schématický průřez jedním příkladem značky, bez měřítka;

obrázek 2 je schématický průřez druhým příkladem;

obrázek 3 je pohled shora na příklad na základě obrázku 2;

obrázek 4 je pohled shora na příklad včetně skrytého znaku;

obrázek 5 je pohled podobný obrázku 1, ale znázorňující další příklad;

obrázek 6 znázorňuje vzhled čárového kódu a obrázek 7 je pohled shora na ještě další příklad.

Příklady provedení vynálezu

Značka znázorněná na obrázku 1 obsahuje lakový nebo polymemí substrát 1 o typické tloušťce 1 až 5 μιη, kde do jednoho jeho povrchu byla vyražena opticky se měnící mikrostruktura 2. Substrát 1 je podložen nosnou vrstvou 3, například polypropylenem nebo PET o typické tloušťce 10 až 50 pm a plocha styku těchto dvou vrstev byla ošetřena například koronovým výbojem nebo voskem, aby mohly být od sebe kontrolovatelně odděleny.

Povrchový reliéf 2 je vakuově potažen hliníkovou vrstvou 4 o typické tloušťce 20 až 100 nm, která je pak částečně demetalizována dle určeného vzoru, aby byla částečně průhledná. Hliníková vrstva je pak potažena tlustší vrstvou mědi 5, typicky 40 až 200 nm, a nakonec je měděná vrstva 5 opatřena 0,5 až 20 pm horké roztavené přilnavé vrstvy 6 (nebo adhezivem citlivým na tlak pro studený přenos).

Při použití je značka znázorněná na obr. 1 s horkým roztaveným adhezivem 6 aplikována na dokument, který má být chráněn, a forma k ražení za tepla je

C2774

31.1.2003 ·· ···· ·· ·· • · φ ΦΦΦ· φ φ φ uvedena do styku s nosnou vrstvou 3, což způsobí aktivaci adheziva 6, takže značka přilne k dokumentu, a poté je nosná vrstva sloupnuta.

Když se pozorovatel na značku dívá přes vrstvu laku, uvidí hologram vygenerovaný konvenčním způsobem povrchovým reliéfem 2. Avšak tento na tento hologram se bude hledět proti barevnému pozadí, které má velmi výrazný vzhled.

Právě popsaný příklad je ve formě přenosové struktury, ale vynález je také použitelný pro ručně aplikované značky. V této souvislosti by byla nosná vrstva 3 vynechána a adhezivem 6 by bylo adhezivum citlivé na tlak.

Jak bylo zmíněno výše, lze vytvořit mnoho různých typů značky:

Obrázek 2 znázorňuje příklad, kde složky mající stejnou formu jako na obrázku 1 mají i stejné vztahové značky. V tomto případě je rozdíl v tom, že mezi demetalizovanou hliníkovou vrstvu 4 a měděnou vrstvu 5 byla včleněna dielektrická vrstva 7. Typická dielektrika zahrnují oxid zirkoničitý nebo sulfid zinečnatý o tloušťce 200 nm. Alternativně může být použita polovodičová vrstva, jako například křemík o tloušťce 50 nm. Dielektrikum je průhledné, takže při pohledu na značku lze proti pozadí tvořeném hliníkovou vrstvou 4 a měděnou vrstvou 5 vidět hologram vygenerovaný povrchovým reliéfem 2. Avšak značka na obrázku 2 má tu dodatečnou vlastnost, že může být detekována elektronicky pomocí kapacitance generované mezi dvěma kovovými vrstvami 4, 5. To bude mít charakteristickou signaturu, která umožní identifikaci značky.

V dalším provedení (neznázoměném) by byl na měděné vrstvě 5 vytvořen vzor, který by vytvořil radiofrekvenční rezonantní obvod, opět pro elektronickou kontrolu. Potahy nebo filmy z organických polymerů by mohly být vloženy mezi demetalizovanou hliníkovou vrstvu 4 a měděnou vrstvu 5 a mohly by být zabarveny a/nebo obsahovat fluorescentní materiály, jak je podrobněji popsáno v EP-A-0497837.

C2774

31.1.2003 ·♦ ···· ·· ·· ·· ···· 8 · J · · J · j · · · • · · · ··· · · · · ·· ·· ·· *·«· »· tt

Obrázek 3 znázorňuje vzhled značky sestavené obdobně jako na obrázku 2, přičemž nejtmavší oblasti odpovídají 100 % mědi a nejsvětlejší oblasti odpovídají 100 % hliníku. K získání různých barev se využije široké spektrum hustot.

Obrázek 4 znázorňuje značku smědí a hliníkem a také se zahrnutím skrytého znaku 40, který vytváří indicii IN a je zhotoven použitím různých čárových vzorů. Tuto indicii lze vidět při použití vhodně vytvořeného čárového nebo bodového filtru.

Obrázek 5 znázorňuje další příklad, který má totéž složení jako je na obrázku 1, kromě toho, že jsou tam navíc inkoustové obrázky schématicky označené jako 10, které byly natištěny na povrchový reliéf 2. Typicky jsou tyto inkoustové obrázky ve formě bezpečnostní indicie a mohou být připraveny za použití jakéhokoli známého inkoustu, což je podrobněji popsáno a vysvětleno ve WO-A-91/06925.

Důležitou formou obrázku zhotoveného reflexními vrstvami 4, 5 je čárový kód. Příklad čárového kódu je znázorněn na obrázku 6. Tmavé čáry 12 jsou vytvořeny za použití mědi, zatímco mezilehlé bílé čáry 14 jsou vytvořeny za použití hliníku. Tento jev je pozorován pod modrým světlem, kdy se měď objeví jako černá a hliník jako bílý.

V doposud popsaných provedeních je hliníková vrstva 4 poskytnuta jako nesouvislá, zatímco měděná vrstva 5 je obecně souvislá, přestože může být také nesouvislá. To znamená, že obvod bezpečnostní značky bude vymezen kovem, a tak tvar značky bude vymezen tvarem formy k lepení/ražení za tepla (v případě fólií k přenosu za tepla) nebo vysekávací hlavy (v případě ručně aplikovaných značek). Avšak mnohem složitějších vzorovaných kovových tvarů nebo oblastí lze dosáhnout použitím různých metod založených na tisku za účelem získání selektivního vzorování kovové vrstvy (vrstev) nebo selektivního odstranění kovové vrstvy (vrstev). Zejména použití rovněž nesouvislé vrstvy mědi je obzvláště důležité.

C2774

31.1.2003

ΦΦ φφφφ ·· φφφφ • · φ φ · φ ···· · • · φ φ · · φ ···· «φ φφ φφ φφφφ φφ «φ

V dalším provedení obzvláště užitečném z hlediska výroby není v okrajové oblasti značky přítomen žádný kov (měď nebo hliník), například v oblasti 1 mm od obvodu/okraje substrátu. To usnadňuje efektivní přenos obrázků vymezených složitě vzorovanými oblastmi kovu a minimalizuje různé výše popsané problémy.

Příklad dalšího provedení je znázorněn na obrázku 7. První vrstva zesilující odraz je viditelná v oblasti 40, zatímco druhá vrstva zesilující odraz je viditelná v oblasti 41. Krajová oblast 42 je průhledná a je vymezena nepokrytými oblastmi substrátu 1, které byly přeneseny nebo aplikovány na konečný substrát 43.

Ve výhodné realizaci tohoto provedení z obrázku 7 je první vrstvou zesilující odraz v oblasti 40 hliník a druhou vrstvou zesilující odraz v oblasti 41 je měď nebo slitina s vysokým obsahem mědi.

Způsoby demetalizace hliníku jsou v oboru dobře známy (viz například US5044707, US5142383, US5128779, US5145212) a obvykle zahrnují chemické leptání depozitů pomocí roztoků hydroxidu sodného. Toto řešení nefunguje dobře u slitin na bázi mědi. Ke vzorování měděných vrstev lze použít spousta následujících demetalizaěních procesů.

Měděná vrstva může být chemicky leptána za použití kyselých roztoků jako například:

kyselina chlorovodíková 50 %obj.

chlorid železitý (40 ⁰ Baumé) 50 %obj.

(pokojová teplota) nebo kyselina sírová (66 ⁰ Baumé) 5-10 %obj.

síran železnatý 100 g/1 (40-60 °C)

Mohou být také použita další leptadla, jako například kyselina dusičná, ale obecně jsou k práci nej vhodnější výše popsané systémy.

C2774

31.1.2003 ; j · · j · j · · · ·· · · · · ···· · ···· ··· · · · · ·· ·· ·· ···· ·· «·

Stejně jako u technik používaných pro leptání hliníkových vrstev může být leptání provedeno přímo tiskem leptadla na povrch nebo s výhodou tiskem maskovací vrstvy odolné vůči leptadlu a potom ponořením kotouče nebo nastříkáním leptadel na její povrch.

Oblasti, kde není vyžadována měď, mohou být předem potaženy maskou sestávající z materiálu rozpustného v rozpouštědle (například voda, alkohol) a potom potaženy mědí. Následné ponoření do vhodného rozpouštědla potom způsobí rozpuštění předem aplikovaného potahu neboli masky a vyplavení mědi, která je na něm. Toto řešení má výhodu v tom, že mohou být použity nekorodující materiály.

Alternativním (ale funkčně horším) řešením je natisknout opakní vrstvu inkoustu (s výhodou bíle pigmentovaného) na mikrostrukturu buď před procesy nanášení první vrstvy zesilující odraz nebo druhé vrstvy zesilující odraz. V tomto případě oblast 42 na obrázku 5 už není průhlednou oblastí, protože reliéfní vrstva teď byla potažena opakním inkoustem.

Claims (19)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Bezpečnostní značka vyznačující se tím, že obsahuje substrát vytvořený s povrchovým reliéfem, který vytváří strukturu generující opticky se měnící efekt, a alespoň dva různé materiály zesilující odraz na substrátu nebo na téže straně substrátu vzhledem k povrchovému reliéfu, čímž může být opticky se měnící efekt spatřen proti pozadí tvořenému materiály zesilujícími odraz.
2. 2. Značka podle nároku 1, vyznačující se tím, že povrchový reliéf vytváří mikrostrukturu generující holografícký obrázek.
3. 3. Značka podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že materiály zesilující odraz vytvářejí společnou rovinu.
4. 4. Značka podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že materiály zesilující odraz jsou v příslušných různých vrstvách na substrátu.
5. 5. Značka podle nároku 4, vyznačující se tím, že mezi vrstvami zesilujícími odraz je jedna nebo více průhledných vrstev.
6. 6. Značka podle nároku 5, vyznačující se tím, že ta jedna nebo každá z více vrstev mezi vrstvami zesilujícími odraz je dielektrikum.
7. 7. Značka podle nových nároků 4 až 6, vyznačující se tím, že vrstva materiálu zesilujícího odraz ležící blíže k substrátu je částečně průhledná.
8. 8. Značka podle kteréhokoli z předchozích nároků, vyznačující se tím, že alespoň dva z materiálů zesilujících odraz jsou nesouvislé.
9. 9. Značka podle kteréhokoli z předchozích nároků, vyznačující se tím, že dále obsahuje vrstvu inkoustu mezi povrchovým reliéfem a alespoň jednou z vrstev zesilujících odraz.

   lO.Značka podle kteréhokoli z předchozích nároků, vyznačující se tím, že jeden nebo oba materiály zesilující odraz mají alespoň částečně předem určený vzor, jako například čárový kód, nebo indicii.

   C2774

   31.1.2003 ·· ···· • · · · ·· · · · · · ·· · ··· ·· ···· • · · · ··· ···· ·« ·· ·· ···· ·· ··
10. 11. Značka podle nároku 10, vyznačující se tím, že předem určený vzor je vymezen tečkami nebo čárami, které mají pravidelnou periodicitu.
11. 12. Značka podle nároku 10 nebo nároku 11, vyznačující se tím, že alespoň jeden z materiálů zesilujících odraz je v takové formě, aby vytvořil skrytý obrázek, který lze spatřit mikročočkovou soustavou, čočkovou soustavou nebo jiným vhodným optickým dekodérem odpovídajícím periodicitě.
12. 13. Značka podle kteréhokoli z nároků 10 až 12, vyznačující se tím, že alespoň jeden z materiálů zesilujících odraz je vytvořen tak, že jeho optická hustota se mění v jednom nebo více příčných rozměrech.
13. 14. Značka podle kteréhokoli z předchozích nároků, vyznačující se tím, že na okrajové oblasti substrátu není žádný materiál zesilující odraz.
14. 15. Značka podle kteréhokoli z předchozích nároků, vyznačující se tím, že alespoň jeden z materiálů zesilujících odraz je kov.

    ló.Značka podle nároku 15, vyznačující se tím, že kov je vybrán ze skupiny hliník a měď nebo slitina bohatá na měď.
15. 17. Značka podle nároku 16, vyznačující se tím, že kov byl demetalizován za použití kyselého roztoku na bázi kyseliny chlorovodíkové, sírové nebo dusičné.
16. 18. Značka podle kteréhokoliv z nároků 15 až 17, vyznačující se tím, že kov je poskytnut ve vzoru, který vymezuje radiofrekvenční rezonantní obvod.
17. 19. Značka podle kteréhokoliv z nároků 15 až 18, vyznačující se tím, že oba materiály zesilující odraz jsou kovy oddělené izolační vrstvou, která vytváří kapací tanci.
18. 20. Znaěka podle kteréhokoliv z předchozích nároků, vyznačující se tím, že dále obsahuje natištěný obrázek na povrchovém reliéfu.
19. 21. Cenný dokument nebo věc, vyznačující se tím, že má bezpečnostní značku podle kteréhokoli z předchozích nároků.