EP2414871A2 - Élément de sécurité comportant des structures réfléchissantes élémentaires - Google Patents

Élément de sécurité comportant des structures réfléchissantes élémentaires

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Publication number
EP2414871A2
EP2414871A2 EP10714073A EP10714073A EP2414871A2 EP 2414871 A2 EP2414871 A2 EP 2414871A2 EP 10714073 A EP10714073 A EP 10714073A EP 10714073 A EP10714073 A EP 10714073A EP 2414871 A2 EP2414871 A2 EP 2414871A2
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EP
European Patent Office
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security element
security
pattern
element according
reflective
Prior art date
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Ceased
Application number
EP10714073A
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German (de)
English (en)
Inventor
Michel Camus
Stéphane Mallol
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ArjoWiggins Security SAS
Original Assignee
ArjoWiggins Security SAS
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Filing date
Publication date
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    • G07D—HANDLING OF COINS OR VALUABLE PAPERS, e.g. TESTING, SORTING BY DENOMINATIONS, COUNTING, DISPENSING, CHANGING OR DEPOSITING
    • G07D7/00—Testing specially adapted to determine the identity or genuineness of valuable papers or for segregating those which are unacceptable, e.g. banknotes that are alien to a currency
    • G07D7/06—Testing specially adapted to determine the identity or genuineness of valuable papers or for segregating those which are unacceptable, e.g. banknotes that are alien to a currency using wave or particle radiation
    • G07D7/12—Visible light, infrared or ultraviolet radiation
    • G—PHYSICS
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    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B17/00—Systems with reflecting surfaces, with or without refracting elements
    • G02B17/002—Arrays of reflective systems
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    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
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    • G02B5/12—Reflex reflectors
    • G02B5/122—Reflex reflectors cube corner, trihedral or triple reflector type
    • G02B5/124—Reflex reflectors cube corner, trihedral or triple reflector type plural reflecting elements forming part of a unitary plate or sheet
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
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    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
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    • G02B5/13—Reflex reflectors including curved refracting surface plural curved refracting elements forming part of a unitary body
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    • G07D7/003—Testing specially adapted to determine the identity or genuineness of valuable papers or for segregating those which are unacceptable, e.g. banknotes that are alien to a currency using security elements

Definitions

  • the present invention relates to security elements, in particular those intended to be introduced in security documents.
  • “Security document” means a means of payment, such as a bank note, a check or a restaurant ticket, an identity document, such as an identity card, a visa, a passport or a passport. driver's license, a lottery ticket, a ticket or a ticket to cultural or sporting events.
  • the security element is a security thread and the object intended to receive the security element is a paper, it may be necessary to improve the adhesion of the security element by using an adhesive covering the security elements. Two opposite major faces of the security element.
  • these security elements can not be coated with an adhesive in order to improve the adhesion of the security element within the paper, because the presence of the adhesive reduces or even eliminates the optical effect, making the inoperative optical structure.
  • the adhesion of the security element can be improved by exposure to a plasma treatment.
  • a plasma treatment is relatively difficult and expensive to implement.
  • a security element comprising: preferably an adhesive, a reflective optical structure comprising at least one elementary optical reflective structure having a non-planar reflective surface giving an image of a pattern in at least one observation direction of the security element, or comprising at least two elementary reflective optical structures, preferably of different types, in particular at least one of which is arranged to create a light spot image of a source luminous observation of the security element.
  • the security element may comprise elementary reflective optical structures of two different types, the elementary optical reflective structures of a type being arranged in the form of at least one pattern, in particular alphanumeric or graphic.
  • Elementary reflective optical structures may have a reflective surface of spherical shape and others of polyhedral shape, in particular pyramidal, with an optionally truncated vertex.
  • the elementary reflective optical structures may be of different sizes or shapes, to produce image points of a light source at different distances, for example.
  • the reflective optical structure and in particular said at least one elementary optical reflective structure, may be devoid of a reflective material, for example such as glass beads.
  • the reflective optical structure may correspond to an optical structure on the non-planar face of which a reflective layer has been applied.
  • the light source of observation is for example the sun or an electric lamp, especially a source whose incident rays are parallel or substantially parallel.
  • the adhesive when present, facilitates the integration of the security element into the associated article.
  • the reflective optical structure may comprise non-planar elementary reflecting surfaces, for example concave or convex, of which a smaller dimension is for example greater than or equal to 20 ⁇ m, for example of the order of 30 ⁇ m.
  • the subject of the invention is also a security element comprising: a pattern, an elementary optical reflective structure, for example a non-plane mirror, giving an image of the pattern, at least in a direction of observation of the security element, and advantageously, an adhesive.
  • the security element can thus be configured to obtain an enlarged image of the pattern, straight or inverted, according to the laws of geometrical optics.
  • the reflective optical structure may comprise a concave, convex or Fresnel lens, a lenticular array or else a resin or varnish print, for example crosslinkable by ultraviolet rays.
  • the reflective optical structure may consist of elementary reflective optical structures, including mirrors arranged in a regular pattern, in one or more directions.
  • the reflecting surface of the optical structure can be made by metallization of a non-planar surface, which allows to benefit from a continuous reflecting surface, while the embossing of a film of a transparent substrate covered on one side a metal layer would be likely to break the surface of the metal and lead to the formation of unsightly cracks and / or can make the optical structure partially inoperative.
  • the aforementioned mirrors may in particular be formed by the metallization of a lenticular array, a non-planar face of the array being preferably metallized after the manufacture of this network, to avoid breaking the metal layer, as explained above.
  • the mirror or mirrors may be of different types, for example concave, convex, cylindrical, parabolic, spherical or aspherical. Within the network, all the mirrors can be identical or not.
  • the mirrors can also be obtained by producing a Fresnel lens receiving a metallization.
  • the mirror or mirrors are concave towards the associated pattern (s) in order to produce an enlarged image of the associated pattern (s), and make it easier to observe the pattern (s), despite their small size.
  • the optical structure in particular the elementary reflective optical structure (s), may or may not lie entirely on one and the same side of a transparent substrate, for example a film of a transparent thermoplastic material. for example polyester.
  • a transparent substrate for example a film of a transparent thermoplastic material. for example polyester.
  • the aforementioned lenticular network may be formed on this substrate, in the same material or not, whether or not reported.
  • the lenticular network can be made by printing or embossing.
  • the thickness of the substrate is for example between 5 and 100 microns, preferably 20 and 30 microns.
  • the substrate may have a constant thickness.
  • the thickness of the substrate may optionally be chosen according to the optical structure, for example as a function of the focal length of the mirror, so as to have the desired optical effect, as detailed below.
  • a pattern associated with the optical structure may be formed on one side of the substrate, in particular by printing, for example printing by a micro-lithography or soft-printing process.
  • the pattern may include a hologram or other diffractive structure.
  • the aforementioned lenticular array can be made so that the pattern associated with a mirror is between the substrate and the mirror.
  • the thickness of the substrate may not substantially modify the visual result obtained.
  • the lenticular array may cover one side of the substrate and the one or more patterns may be formed thereon on the opposite side. In this case, the choice of the thickness of the substrate makes it possible to bring the pattern away from or away from the mirror, and can make it possible to adapt the distance of the pattern to the mirror as a function of the focal length thereof.
  • the lenticular array may comprise an array of spherical lenses, for example concave towards the substrate.
  • the radius at the apex of a mirror especially when it is concave towards the associated pattern, may be between 30 and 45 ⁇ m.
  • the distance between the apex of the mirror and the adjacent face of the substrate is for example between 10 and 20 microns, for example between 14 and 16 microns.
  • the pattern associated with the mirror can be entirely located in the concavity of the mirror.
  • the diameter of the mirror, at its face adjacent to the substrate is for example between 50 and 70 microns, for example between 58 and 62 microns.
  • the security element can be covered, on its two outer faces, with an adhesive, making it possible to improve its adhesion within the object in which the security element is introduced, for example a fibrous paper base.
  • the aforementioned substrate may in particular be covered, on its face opposite to (x) mirror (s), an adhesive, advantageously transparent, heat-sealable. This adhesive may be colorless or colored.
  • the non-planar reflective surface of the reflective optical structure may also be covered with an adhesive.
  • the aforementioned lenticular network may be metallized by a vacuum metallization technique, the metal used being for example aluminum.
  • the invention is also concerned with an object, in particular a security document, incorporating a security element as defined above.
  • a security document may comprise a paper-based fibrous base and the security element has at least one visually accessible portion, for example extends in windows in this fibrous base.
  • the security element may for example be a security thread incorporated into window (s) in the security document.
  • the presence of an adhesive covering the two faces of such a security thread, and in particular at the level of the "bridges" (areas where the security thread is covered by fibers of the fibrous base), may make it possible to improve its adhesion within the fibrous base.
  • the security element may be intended to be viewed from only one side of the document, the mirror or mirrors or other elementary reflective structures being formed on the side of the substrate opposite the face facing the observer.
  • the element of security may include, on a portion of its length, mirrors facing one of the faces of the substrate, and on another portion of its length, mirrors facing the opposite face of the substrate, so as to allow the observation of one or more patterns by reflection of their image on the reflecting surface of the corresponding mirror or mirrors, regardless of the viewing face of the security element.
  • Other combinations of optical structures are possible, including the combination of concave and convex spherical mirrors.
  • the metallization thickness defining the reflecting surface of the mirror may be sufficient to render the mirror opaque. Alternatively, the thickness is thin enough to give the mirror a semi-reflective character.
  • the metal layer may comprise partial demetallizations, for example obtained by performing the metallization through a mask.
  • High refractive index layers are composed of high refractive index compounds (HRI) for example such as zinc sulphide. These compounds are used in particular to make holograms.
  • HRI high refractive index compounds
  • the subject of the invention is also a method of manufacturing a security element, in which: - a pattern is optionally produced, at least one basic optical structure, for example a network, is realized; elementary basic optical structures, possibly associated with the pattern, and metallizing a non-planar surface of said basic optical structure or said network to form a reflective structure, for example a reflecting structure giving an image of a light source observation or possible pattern, including an enlarged image thereof, a reflective surface of the reflecting structure being for example concave to the eventual pattern.
  • a pattern is optionally produced, at least one basic optical structure, for example a network, is realized; elementary basic optical structures, possibly associated with the pattern, and metallizing a non-planar surface of said basic optical structure or said network to form a reflective structure, for example a reflecting structure giving an image of a light source observation or possible pattern, including an enlarged image thereof, a reflective surface of the reflecting structure being for example concave to the eventual pattern.
  • the metallization can be done by a technique of metallization under vacuum.
  • the formation of the basic optical structure, for example of the lens can be done for example by printing in flexography, inkjet, offset or screen printing, for example an ink dot of a transparent polymer. crosslinkable under UV, or by hot embossing a thermoplastic support with a metal matrix etched in the form of a lens, among other possibilities.
  • the formation of the basic optical structure may or may not be on the same side of a substrate as the possible pattern, with or without identifying the basic optical structure with respect to the pattern.
  • the pattern is for example centered on the optical axis of the basic optical structure.
  • a lenticular array comprising a plurality of identical lenses, which are metallized to form a network of non-planar mirrors constituting as many elementary reflective structures.
  • the security element may be in the form of a security thread.
  • Such a wire is for example coated on its two main faces with an adhesive.
  • the security thread may be coated with an adhesive on its side having the reflective optical structure.
  • the security element may be intended to be incorporated in mass or window (s) in a security document.
  • the security element can be flexible.
  • the security element especially in the form of security thread, may have a width greater than or equal to 4 mm, better 5 mm, better still 6 mm, for example between 6 and 8 mm, better still between 6 and 10 mm.
  • the security element may in particular have a width less than or equal to 8 mm, better 10 mm.
  • the security element, especially in the form of security thread may have a thickness of between 5 and 100 microns, better between 20 and 30 microns.
  • the subject of the invention is also a method for authenticating or identifying an object, in which the image, for example of a possible pattern, reflected by the reflecting structure, in particular by a mirror, is observed.
  • a security element as defined above, and at least from this observation is determined information concerning the identity or authenticity of the object.
  • the aforementioned pattern may be an impression of a light colored ink, for example white, or colored.
  • FIG. 1 represents in cross-section an exemplary embodiment of a security element according to the invention
  • FIGS. 2A to 2C illustrate steps in the embodiment of the security element of FIG. 1
  • FIGS. 6 to 8 illustrate alternative embodiments of security elements made in accordance with the invention
  • FIG. 9 is a view similar to FIG.
  • FIG. 10 is a top view along X of FIG. 9
  • FIG. 11 illustrates a mesh according to which certain elementary reflecting structures may be arranged
  • FIG. 12 represents an example of elementary reflective structure
  • FIG. 13 represents an example of a pattern that can be realized with the elementary reflecting structures of FIG. 12, FIG. FIG. 15 shows the elementary reflective structure of FIG. 14, according to XV.
  • the security element 1 represented in FIG. 1 comprises a substrate 2 of which a main face 3 is covered by one or more patterns 4, for example patterns formed by micro-printing, in particular by a micro-lithography technique or by soft printing. Patterns 4 can be printed with white ink.
  • the substrate 2 is for example a transparent film of synthetic material, for example a thermoplastic material, in particular polyester.
  • the substrate 2 carries a reflective optical structure comprising a lens array 5 of which only one appears in FIGS. 2A to 2C, these lenses 5 having a face 6, on the opposite side to the substrate 2, which is non-planar, for example substantially shaped. spherical cap, as shown.
  • This face 6 is, according to one aspect of the invention, covered by a reflective coating 8, so as to form a non-planar mirror 9 constituting an elementary reflective structure.
  • a reflective coating 8 so as to form a non-planar mirror 9 constituting an elementary reflective structure.
  • the lenticular network can be formed by coming to cover the pattern 4, as shown in Figure 2B.
  • the formation of the lenticular network can be carried out in a manner marked or not with respect to the pattern 4.
  • the lenses 5 can for example be formed by a printing technique, for example flexography, inkjet, offset or screen printing, ink dots of a transparent polymer ink, which can be crosslinkable under UV.
  • a printing technique for example flexography, inkjet, offset or screen printing, ink dots of a transparent polymer ink, which can be crosslinkable under UV.
  • the formation of the lenses can also be done by hot embossing the substrate 2 with a metal matrix engraved in the form of a lenticular array.
  • the metal is for example aluminum.
  • FIGS. 2B and 2C show that a pattern 4 can be located in the concavity of the corresponding mirror. Since the material in which the lens 5 is made is transparent, the mirror 9 can provide an image of the pattern 4 to an observer 0 observing the security element 1 on the side of the face of the substrate 2 opposite the mirror 9.
  • the mirror 9 has a concave reflecting face and the distance d between the face 3 of the substrate 2 and the bottom 11 (also called the vertex) of the concavity of the mirror 9 is for example 15 ⁇ m, for a diameter D at the interface 12 with the substrate 2 of about 60 microns.
  • the radius of curvature of the mirror 9 may be about 37.5 microns and the focal length of the mirror is then 18.8 microns.
  • the mirror 9 provides an enlarged image of the pattern 4 to the observer 0.
  • the pattern 4 is for example a 20 ⁇ m wide print.
  • the substrate is, for example, 23 ⁇ m thick
  • the security element 1 may be covered on its outer faces with an adhesive 14, transparent at least on the observation side.
  • said adhesive may be a heat-activatable adhesive, especially such as a heat-sealable coating or a heat-sealable varnish.
  • Such adhesives are particularly advantageous when they are used in processes operating at high temperatures, especially with drying operations commonly used in the field of paper mills.
  • Examples of adhesives include an ultraviolet (UV) crosslinkable agent, an adhesive to be irradiated, a pressure-sensitive adhesive (PSA), a varnish with a solvent base, of the polyester type, for example , an adhesive in the aqueous phase, etc.
  • an adhesive in the aqueous phase there may be mentioned those known under the following trademarks: Mowilith DC (aqueous dispersion of vinyl acetate homopolymer with particles having a size of 0.3 ⁇ m at 2 .mu.m and glass transition temperature Tg of about 38.degree.
  • the pattern 4 being formed by printing on the face 18 of the substrate 2 opposite the mirror 9.
  • the pattern 4 may be located at a distance from the top of the mirror larger than its focus, and a real reverse image larger than the pattern is obtained.
  • the mirror 9 is made with a reflective surface convex towards the pattern, as illustrated in FIG. 7, which produces a smaller image.
  • another optical device for example a magnifying lens, for example of the Fresnel lens type, may be associated with a reflecting mirror so as to enlarge the image produced by the mirror again.
  • the image seen by the observer does not come from a printed pattern but consists of all the light spots created at the focal length of each mirror.
  • the mirrors 9 can as illustrated, be of different sizes to create light points for example of different size or located at different distances from the eye of the observer.
  • FIGS. 9 to 15 show an alternative embodiment in which the image seen by the observer is due to the way in which the light is reflected by a plurality of elementary reflective structures of at least two different types.
  • the transparent substrate 2 may comprise on one face a plurality of elementary reflective structures 9a and 9b, of respective different shapes, covered by a layer 8 making it possible to create a reflecting surface, for example a layer of metal .
  • the elementary reflective structures 9a are, for example, portions of a sphere as illustrated in FIGS. 14 and 15, of height h, for example between 10 and 20 ⁇ m, for example of the order of 15 ⁇ m, and of diameter ⁇ , for example between 20 and 40 microns, for example of the order of 30 microns.
  • the elementary reflective structures 9b are, for example, mirrors of pyramidal or truncated pyramid shape, for example having a square base of side W x or W y , for example between 20 and 40 ⁇ m, for example of the order of 30 ⁇ m. , the largest dimension W x or W y being for example equal to the diameter ⁇ at the reflective base of the elementary structures 9a.
  • the elementary reflective structures 9b are for example arranged as the meshs of a grating, as represented in FIG. 11, of pitch W for example equal to ⁇ , for example of the order of 30 ⁇ m.
  • the elementary reflective structures 9b may be arranged in patterns, as shown in Figures 13 and 10.
  • the elementary reflective structures 9a and 9b may be formed in various ways, for example by printing relief and metallization of these reliefs.
  • the security element 1 may be in the form of a security thread, for example intended to be incorporated in windows in a paper 40, as illustrated in FIG.
  • the security element 1 extends for example between two opposite edges of the paper.
  • the security element may come flush with the surface of the paper by its outer face located on the opposite side of the mirror (s), at a window 30.
  • security element 1 is applied as a patch.
  • the security element 1 can still be integrated into a package, as shown in FIG. 5, or to a label.
  • the patterns may be made other than by printing, for example by demetallizing a metal having a color different from that forming the reflecting surface of the mirror, laser engraving, or using to make the pattern by printing a fluorescent or phosphorescent luminescent ink, thermochrome or photo chrome.
  • the metal layers can be replaced by layers of a high refractive index material.

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Abstract

Élément de sécurité comportant : un adhésif, une structure optique réfléchissante comportant au moins une structure optique réfléchissante élémentaire ayant une surface réfléchissante non plane donnant une image d'un motif dans au moins une direction d'observation de l'élément de sécurité, ou comportant au moins deux structures optiques réfléchissantes élémentaires (9a, 9b) de types différents, notamment dont l'une au moins est agencée pour créer un point lumineux image d'une source lumineuse d'observation de l'élément de sécurité.

Description

Elément de sécurité comportant des structures réfléchissantes élémentaires
La présente invention concerne les éléments de sécurité, notamment ceux destinés à être introduits dans des documents de sécurité.
Par "document de sécurité" on désigne un moyen de paiement, tel qu'un billet de banque, un chèque ou un ticket restaurant, un document d'identité, telle qu'une carte d'identité, un visa, un passeport ou un permis de conduire, un ticket de loterie, un titre de transport ou encore un ticket d'entrée à des manifestations culturelles ou sportives.
Lorsque l'élément de sécurité est un fil de sécurité et que l'objet destiné à recevoir l'élément de sécurité est un papier, il peut être nécessaire d'améliorer l'adhérence de l'élément de sécurité en utilisant un adhésif recouvrant les deux faces principales opposées de l'élément de sécurité.
Il est connu de réaliser des éléments de sécurité avec des réseaux lenticulaires associés à des impressions spécifiques, afin de produire des effets de mouvements. La société SECURENCY en commercialise sous la marque MOTION®. De tels éléments de sécurité exploitent une structure optique dont une face est exposée à l'air, afin que la différence entre les indices de réfraction de l'air et du matériau de la structure produise la réfraction des rayons lumineux recherchée.
Or, ces éléments de sécurité ne peuvent être enduits d'un adhésif en vue d'améliorer l'adhérence de l'élément de sécurité au sein du papier, car la présence de l'adhésif atténue voire supprime l'effet optique, rendant la structure optique inopérante.
L'adhérence de l'élément de sécurité peut être améliorée par exposition à un traitement plasma. Toutefois, un tel traitement est relativement délicat et coûteux à mettre en œuvre.
On connaît par ailleurs par les publications US 3 241 429, US 3 154 872, US 3 576 089, US 4 645 301, US 4 892 336, WO 94/27254, US 6 856 462, US 2005/184504, US 5 708 871, WO 2005/052650, WO 2005/058610, US 2005/150964 et WO 2007/020048 diverses autres structures optiques.
La demande EP 1 879 057 et le brevet US 6 200 666 décrivent des produits rétro-réfléchissants, tels que des plaques d'immatriculation ou des panneaux de signalisation, comportant des billes de verre permettant de renvoyer la lumière dans la direction du flux lumineux entrant. II existe un besoin pour bénéficier d'éléments de sécurité comportant une structure optique capable de produire des effets optiques pouvant contribuer à l'authentifïcation ou l'identification d'un objet, et dont l'incorporation éventuelle dans un objet tel qu'un papier puisse se faire relativement aisément, notamment grâce à un adhésif. L'invention a pour objet, selon l'un de ses aspects, un élément de sécurité comportant : de préférence un adhésif, une structure optique réfléchissante comportant au moins une structure optique réfléchissante élémentaire ayant une surface réfléchissante non plane donnant une image d'un motif dans au moins une direction d'observation de l'élément de sécurité, ou comportant au moins deux structures optiques réfléchissantes élémentaires de préférence de types différents, notamment dont l'une au moins est agencée pour créer un point lumineux image d'une source lumineuse d'observation de l'élément de sécurité.
L'élément de sécurité peut comporter des structures optiques réfléchissantes élémentaires de deux types différents, les structures réfléchissantes optiques élémentaires d'un type étant agencées sous forme d'au moins un motif, notamment alphanumérique ou graphique.
Des structures optiques réfléchissantes élémentaires peuvent avoir une surface réfléchissante de forme sphérique et d'autres de forme polyédrique, notamment pyramidale, de sommet éventuellement tronqué.
Les structures optiques réfléchissantes élémentaires peuvent présenter des tailles ou formes différentes, afin de produire des points images d'une source lumineuse à des distances différentes, par exemple.
La structure optique réfléchissante, et notamment ladite au moins une structure optique réfléchissante élémentaire, peut être dépourvue d'un matériau réfléchissant, par exemple tels que des billes de verre. En particulier, la structure optique réfléchissante peut correspondre à une structure optique sur la face non plane de laquelle a été appliquée une couche réfléchissante.
La source lumineuse d'observation est par exemple le soleil ou une lampe électrique, notamment une source dont les rayons incidents sont parallèles ou sensiblement parallèles. L'adhésif, lorsque présent, facilite l'intégration de l'élément de sécurité dans l'article associé. La structure optique réfléchissante peut comporter des surfaces réfléchissantes élémentaires non planes, par exemple concaves ou convexes, dont une plus petite dimension est par exemple supérieure ou égale à 20 μm, par exemple de l'ordre de 30 μm.
L'invention a encore pour objet, selon un autre de ses aspects, un élément de sécurité comportant : un motif, une structure optique réfléchissante élémentaire, par exemple un miroir non plan, donnant une image du motif, au moins dans une direction d'observation de l'élément de sécurité, et avantageusement, un adhésif.
Selon la forme de la structure optique réfléchissante élémentaire et le positionnement du motif par rapport à cette structure optique réfléchissante élémentaire, on peut obtenir par exemple une image du motif agrandie ou réduite. L'élément de sécurité peut ainsi être configuré pour obtenir une image agrandie du motif, droite ou inversée, en application des lois de l'optique géométrique.
Il est notamment intéressant d'obtenir une image agrandie du motif, car cela peut faciliter l'observation à l'œil nu d'un motif de petite dimension. Qu'il y ait présence de motifs ou non, la structure optique réfléchissante peut comporter une lentille concave, convexe ou de Fresnel, un réseau lenticulaire ou encore une impression de résine ou de vernis, par exemple réticulable par rayons ultraviolets. La structure optique réfléchissante peut être constituée de structures optiques réfléchissantes élémentaires, notamment de miroirs disposés selon un réseau régulier, selon une ou plusieurs directions.
La surface réfléchissante de la structure optique peut être réalisée par une métallisation d'une surface non plane, ce qui permet de bénéficier d'une surface réfléchissante continue, alors que l'embossage d'un film d'un substrat transparent recouvert sur une face d'une couche de métal serait susceptible de casser la surface du métal et de conduire à la formation de fissures inesthétiques et/ou pouvant rendre la structure optique partiellement inopérante. Les miroirs précités peuvent notamment être formés par la métallisation d'un réseau lenticulaire, une face non plane du réseau étant de préférence métallisée après la fabrication de ce réseau, pour éviter de casser la couche de métal, comme expliqué ci- dessus. Le ou les miroirs peuvent être de différents types, par exemple concaves, convexes, cylindriques, paraboliques, sphériques ou asphériques. Au sein du réseau, tous les miroirs peuvent être identiques ou non.
Les miroirs peuvent également être obtenus en réalisant une lentille de Fresnel recevant une métallisation.
Dans des exemples de mise en œuvre de l'invention, le ou les miroirs sont concaves vers le ou les motifs associés afin de produire une image agrandie du ou des motifs associés, et permettre d'observer plus facilement le ou les motifs, malgré leur petite taille.
Qu'il y ait présence de motifs ou non, la structure optique, notamment la ou les structures optiques réfléchissantes élémentaires peuvent se situer ou non entièrement d'un même côté d'un substrat transparent, par exemple un film d'un matériau thermoplastique transparent, par exemple du polyester. Par exemple, le réseau lenticulaire précité peut être formé sur ce substrat, dans le même matériau ou non, en étant rapporté ou non. Le réseau lenticulaire peut être réalisé par impression ou embossage. L'épaisseur du substrat est par exemple comprise entre 5 et 100 μm, de préférence 20 et 30 μm. Le substrat peut présenter une épaisseur constante. L'épaisseur du substrat peut éventuellement être choisie en fonction de la structure optique, par exemple en fonction de la distance focale du miroir, de façon à avoir l'effet optique recherché, comme détaillé plus loin.
Un motif associé à la structure optique peut être formé sur une face du substrat, notamment par une impression, par exemple une impression par un procédé de micro- lithographie ou d'impression taille douce. Le motif peut comporter un hologramme ou autre structure de diffraction.
Le réseau lenticulaire précité peut être réalisé de façon à ce que le motif associé à un miroir se situe entre le substrat et le miroir. Dans ce cas, l'épaisseur du substrat peut ne pas modifier sensiblement le rendu visuel obtenu. Le réseau lenticulaire peut recouvrir une face du substrat et le ou les motifs peuvent être formés sur celui-ci sur la face opposée. Dans ce cas, le choix de l'épaisseur du substrat permet de rapprocher ou d'éloigner le motif du miroir, et peut permettre d'adapter la distance du motif au miroir en fonction de la distance focale de celui-ci.
Indépendamment ou non de la présence d'un ou plusieurs motifs, le réseau lenticulaire peut comporter un réseau de lentilles sphériques, par exemple concaves vers le substrat. Dans des exemples de mise en œuvre de l'invention, le rayon au sommet d'un miroir, notamment lorsque celui-ci est concave vers le motif associé, peut être compris entre 30 et 45 μm. La distance entre le sommet du miroir et la face adjacente du substrat est par exemple comprise entre 10 et 20 μm, valant par exemple entre 14 et 16 μm. Le motif associé au miroir peut être entièrement situé dans la concavité du miroir. Le diamètre du miroir, au niveau de sa face adjacente au substrat, est par exemple compris entre 50 et 70 μm, valant par exemple entre 58 et 62 μm.
Comme mentionné plus haut, l'élément de sécurité peut être recouvert, sur ses deux faces extérieures, d'un adhésif, permettant d'améliorer son adhérence au sein de l'objet dans lequel l'élément de sécurité est introduit, par exemple une base fibreuse papetière. Le substrat précité peut notamment être recouvert, sur sa face opposée au(x) miroir(s), d'un adhésif, avantageusement transparent, thermoscellable. Cet adhésif peut être incolore ou coloré. La surface réfléchissante non plane de la structure optique réfléchissante peut également être recouverte d'un adhésif.
Le réseau lenticulaire précité peut être métallisé par une technique de métallisation sous vide, le métal utilisé étant par exemple de l'aluminium.
L'invention s'intéresse encore à un objet, notamment un document de sécurité, incorporant un élément de sécurité tel que défini plus haut. Un tel document de sécurité peut comporter une base fibreuse papetière et l'élément de sécurité présente au moins une portion visuellement accessible, par exemple s'étend en fenêtres dans cette base fibreuse. L'élément de sécurité peut par exemple être un fil de sécurité incorporé en fenêtre(s) dans le document de sécurité. La présence d'un adhésif recouvrant les deux faces d'un tel fil de sécurité, et notamment au niveau des « ponts » (zones où le fil de sécurité est recouvert par des fibres de la base fibreuse), peut permettre d'améliorer son adhérence au sein de la base fibreuse. L'élément de sécurité peut être destiné à être observé d'une seule face du document, le ou les miroirs ou autres structures réfléchissantes élémentaires étant formés du côté du substrat opposé à la face tournée vers l'observateur. En variante, l'élément de sécurité peut comporter, sur une portion de sa longueur, des miroirs tournés vers l'une des faces du substrat, et sur une autre portion de sa longueur, des miroirs tournés vers la face opposée du substrat, de façon à permettre l'observation d'un ou plusieurs motifs par réflexion de leur image sur la surface réfléchissante du ou des miroirs correspondants, indépendamment de la face d'observation de l'élément de sécurité. D'autres combinaisons de structures optiques sont envisageables, notamment la combinaison de miroirs sphériques concaves et convexes.
L'épaisseur de métallisation définissant la surface réfléchissante du miroir peut être suffisante pour rendre le miroir opaque. En variante, l'épaisseur est suffisamment fine pour conférer au miroir un caractère semi-réfléchissant. Le cas échéant, la couche de métal peut comporter des démétallisations partielles, par exemple obtenues en réalisant la métallisation au travers d'un masque.
L'effet réfléchissant peut encore être obtenu par application d'une couche à haut indice de réfraction. Dans ce cas, la structure réfléchissante peut ne pas comporter de métallisation. Des couches à haut indice de réfraction sont composées de composés à haut indice de réfraction (« High Refractive Index », HRI) par exemple tels que du sulfure de zinc. Ces composés sont notamment utilisés pour réaliser des hologrammes.
L'invention a encore pour objet, selon un autre de ses aspects, un procédé de fabrication d'un élément de sécurité, dans lequel : - on réalise éventuellement un motif, on réalise au moins une structure optique de base, par exemple un réseau de structures optiques de base élémentaires, éventuellement associée(s) au motif et, on métallisé une surface non plane de ladite structure optique de base ou dudit réseau pour former une structure réfléchissante, par exemple une structure réfléchissante donnant une image d'une source lumineuse d'observation ou du motif éventuel, notamment une image agrandie de celui-ci, une surface réfléchissante de la structure réfléchissante étant par exemple concave vers le motif éventuel.
La métallisation peut se faire par une technique de métallisation sous vide. La formation de la structure optique de base, par exemple de la lentille, peut se faire par exemple par une impression en flexographie, jet d'encre, offset ou en sérigraphie, par exemple d'un point d'encre d'un polymère transparent réticulable sous UV, ou par embossage à chaud d'un support thermoplastique avec une matrice métallique gravée en forme de lentille, entre autres possibilités.
La formation de la structure optique de base, par exemple de la lentille, peut se faire ou non du même côté d'un substrat que le motif éventuel, avec repérage ou non de la structure optique de base par rapport au motif. En cas de repérage, le motif est par exemple centré sur l'axe optique de la structure optique de base.
De préférence, on réalise un réseau lenticulaire comportant une pluralité de lentilles identiques, que l'on métallisé afin de former un réseau de miroirs non plans constituant autant de structures réfléchissantes élémentaires. L'élément de sécurité peut se présenter sous forme de fil de sécurité. Un tel fil est par exemple enduit sur ses deux faces principales d'un adhésif. Le fil de sécurité peut être enduit d'un adhésif sur sa face comportant la structure optique réfléchissante.
L'élément de sécurité peut être destiné à être incorporé en masse ou en fenêtre(s) dans un document de sécurité. L'élément de sécurité peut être souple.
L'élément de sécurité, notamment sous forme de fil de sécurité, peut avoir une largeur supérieure ou égale à 4 mm, mieux 5 mm, mieux encore 6 mm, par exemple comprise entre 6 et 8 mm, mieux entre 6 et 10 mm. L'élément de sécurité peut en particulier avoir une largeur inférieure ou égale à 8 mm, mieux 10 mm. L'élément de sécurité, notamment sous forme de fil de sécurité, peut avoir une épaisseur comprise entre 5 et 100 μm, mieux entre 20 et 30 μm.
L'invention a encore pour objet un procédé d'authentifïcation ou d'identification d'un objet, dans lequel on observe l'image, par exemple d'un motif éventuel, renvoyée par la structure réfléchissante, notamment par un miroir, d'un élément de sécurité tel que défini ci-dessus, et l'on détermine au moins à partir de cette observation une information concernant l'identité ou l'authenticité de l'objet.
Le motif précité peut être une impression d'une encre de couleur claire, par exemple blanche, ou colorée.
L'invention pourra être mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va suivre, d'exemples de mise en œuvre non limitatifs de celle-ci, ainsi qu'à l'examen du dessin annexé, sur lequel : la figure 1 représente en coupe transversale un exemple de réalisation d'un élément de sécurité selon l'invention, les figures 2A à 2C illustrent des étapes dans la réalisation de l'élément de sécurité de la figure 1 , - les figures 3 à 5 représentent des exemples d'objets comportant un élément de sécurité selon l'invention, les figures 6 à 8 illustrent des variantes de réalisation d'éléments de sécurité réalisés conformément à l'invention, la figure 9 est une vue analogue à la figure 8 d'une variante de réalisation, - la figure 10 est une vue de dessus selon X de la figure 9, la figure 11 illustre un maillage selon lequel peuvent être disposées certaines structures réfléchissantes élémentaires, la figure 12 représente un exemple de structure réfléchissante élémentaire, la figure 13 représente un exemple de motif pouvant être réalisé avec les structures réfléchissantes élémentaires de la figure 12, la figure 14 représente un autre exemple de structure réfléchissante élémentaire, la figure 15 représente la structure réfléchissante élémentaire de la figure 14, selon XV. L'élément de sécurité 1 représenté à la figure 1 comporte un substrat 2 dont une face principale 3 est recouverte par un ou plusieurs motifs 4, par exemple des motifs formés par micro-impression, notamment par une technique de micro-lithographie ou d'impression taille douce. Les motifs 4 peuvent être imprimés avec une encre blanche.
Le substrat 2 est par exemple un film transparent de matière synthétique, par exemple une matière thermoplastique, notamment du polyester.
Le substrat 2 porte une structure optique réfléchissante comportant un réseau de lentilles 5 dont une seule apparaît aux figures 2A à 2C, ces lentilles 5 présentant une face 6, du côté opposé au substrat 2, qui est non plane, par exemple sensiblement en forme de calotte sphérique, comme illustré. Cette face 6 est, conformément à un aspect de l'invention, recouverte par un revêtement réfléchissant 8, de façon à former un miroir 9 non plan constituant une structure réfléchissante élémentaire. Pour réaliser l'élément de sécurité 1 représenté à la figure 1, on peut commencer par revêtir le substrat 2 du motif 4, comme illustré à la figure 2A.
Ensuite, le réseau lenticulaire peut être formé en venant recouvrir le motif 4, comme illustré à la figure 2B. La formation du réseau lenticulaire peut s'effectuer de façon repérée ou non par rapport au motif 4.
Les lentilles 5 peuvent par exemple être formées par une technique d'impression, par exemple flexographie, jet d'encre, offset ou sérigraphie, de points d'encre d'une encre polymère transparente, qui peut être réticulable sous UV.
La formation des lentilles peut encore se faire par embossage à chaud du substrat 2 avec une matrice métallique gravée en forme de réseau lenticulaire.
Ensuite, la surface non plane du réseau lenticulaire est métallisée, afin de former les miroirs, comme illustré à la figure 2C. Le métal est par exemple de l'aluminium.
On voit sur les figures 2B et 2C qu'un motif 4 peut se situer dans la concavité du miroir correspondant. Le matériau dans lequel est réalisée la lentille 5 étant transparent, le miroir 9 peut fournir une image du motif 4 à un observateur 0 observant l'élément de sécurité 1 du côté de la face du substrat 2 opposée au miroir 9.
Dans l'exemple considéré, le miroir 9 présente une face réfléchissante concave et la distance d entre la face 3 du substrat 2 et le fond 11 (encore appelé sommet) de la concavité du miroir 9 est par exemple de 15 μm, pour un diamètre D à l'interface 12 avec le substrat 2 de 60 μm environ.
Ainsi, le rayon de courbure du miroir 9 peut être de 37,5 μm environ et la distance focale du miroir est alors de 18,8 μm. Il en résulte que le miroir 9 fournit une image agrandie du motif 4 à l'observateur 0. Le motif 4 est par exemple une impression de 20 μm de large. Le substrat fait par exemple 23 μm d'épaisseur
On peut obtenir dans l'exemple de la figure 1 une image virtuelle droite plus grande que le motif 4, ce dernier étant situé entre le foyer et le sommet 11 du miroir concave. Quelle que soit la structure optique réfléchissante, l'élément de sécurité 1 peut être recouvert sur ses faces extérieures d'un adhésif 14, transparent au moins du côté d'observation. En particulier, ledit adhésif peut être un adhésif activable à la chaleur, notamment tel qu'un enduit thermoscellable ou un vernis thermoscellable. De tels adhésifs sont particulièrement avantageux lorsqu'ils sont mis en œuvre dans des procédés opérant à des températures élevées, notamment avec des opérations de séchage couramment utilisées dans le domaine de la papeterie. Comme exemples d'adhésifs, notamment de vernis thermoscellables, on peut citer un agent réticulable aux ultraviolets (UV), un adhésif à irradier, un adhésif sensible à la pression (PSA), un vernis avec une base solvant, du type polyester par exemple, un adhésif en phase aqueuse, etc.. Comme adhésif en phase aqueuse, on peut notamment citer ceux connus sous les marques suivantes : le Mowilith DC (dispersion aqueuse d'acétate de vinyle homopolymère avec des particules de taille allant de 0,3 μm à 2 μm et de température de transition vitreuse Tg de 38°C environ, et de teneur à sec en matières solides entre 55 et 57 %) et le Vinamul 3265 de la société CELANESE ; le DH9004, le DH9017, le DH9044 et le DL5001 de la société COLLANO ; le Primai NWl 845, le Primai LC40, le Primai P308M et le Primai EP6000 de la société ROHM & HAAS ; le 006SDW078-2 de la société BASF. La présence sur l'élément de sécurité 1, de part et d'autre du substrat 2 et de la couche de revêtement réfléchissant 8, de ces couches 14 destinées à améliorer l'adhérence de l'élément de sécurité 1 au sein de l'objet dans lequel il est destiné à être inséré, n'affecte pas la vision du motif réfléchi par le miroir.
Dans une variante de réalisation, on utilise un substrat 2, qui peut être moins épais, par exemple de 6 μm d'épaisseur, le motif 4 étant formé par une impression sur la face 18 du substrat 2 opposée au miroir 9. Dans ce cas, le motif 4 peut être situé à une distance du sommet du miroir plus grande que son foyer, et l'on obtient une image réelle renversée plus grande que le motif.
Dans une autre variante de réalisation, le miroir 9 est réalisé avec une surface réfléchissante convexe vers le motif, comme illustré à la figure 7, ce qui produit une image plus petite.
Le cas échéant, un autre dispositif optique, par exemple une lentille grossissante, par exemple du type lentille de Fresnel, peut être associé à un miroir réfléchissant de façon à agrandir à nouveau l'image produite par le miroir. Dans une autre variante de réalisation illustrée à la figure 8, l'image vue par l'observateur ne provient pas d'un motif imprimé mais est constituée par l'ensemble des points lumineux créés à la focale de chaque miroir. Les miroirs 9 peuvent comme illustré, être de tailles différentes pour créer des points lumineux par exemple de taille différente ou situés à différentes distances de l'œil de l'observateur.
On a représenté aux figures 9 à 15, une variante de réalisation dans laquelle l'image vue par l'observateur est due à la façon dont est réfléchie la lumière par une pluralité de structures réfléchissantes élémentaires, d'au moins deux types différents.
Sur la figure 9, on voit que le substrat transparent 2 peut comporter sur une face une pluralité de structures réfléchissantes élémentaires 9a et 9b, de formes respectives différentes, recouvertes par une couche 8 permettant de créer une surface réfléchissante, par exemple une couche de métal. Les structures élémentaires réfléchissantes 9a sont par exemple des portions de sphère comme illustré aux figures 14 et 15, de hauteur h comprise par exemple entre 10 et 20 μm, par exemple de l'ordre de 15 μm, et de diamètre Δ compris par exemple entre 20 et 40 μm, par exemple de l'ordre de 30 μm.
Les structures élémentaires réfléchissantes 9b sont par exemple des miroirs de forme pyramidale ou en tronc de pyramide, par exemple à base carrée de côté Wx ou Wy, par exemple compris entre 20 et 40 μm, par exemple de l'ordre de 30 μm, la plus grande dimension Wx ou Wy étant par exemple égale au diamètre Δ à la base réfléchissantes des structures élémentaires 9a.
Les structures réfléchissantes élémentaires 9b sont par exemple disposées comme les mailles d'un réseau, comme représenté à la figure 11 , de pas W par exemple égal à Δ, par exemple de l'ordre de 30 μm. Les structures élémentaires réfléchissantes 9b peuvent être agencées selon des motifs, comme illustré aux figures 13 et 10. Les structures élémentaires réfléchissantes 9a et 9b peuvent être formées de diverses façons, par exemple par impression de relief puis métallisation de ces reliefs.
L'élément de sécurité 1 peut se présenter sous forme de fil de sécurité, par exemple destiné à être incorporé en fenêtres dans un papier 40, comme illustré à la figure 3.
Dans ce cas, l'élément de sécurité 1 s'étend par exemple entre deux bords opposés du papier. L'élément de sécurité peut venir à affleurement de la surface du papier par sa face extérieure située du côté opposé au(x) miroir(s), au niveau d'une fenêtre 30. En variante, comme illustré à la figure 4, l'élément de sécurité 1 est appliqué sous forme de patch. L'élément de sécurité 1 peut encore être intégré à un emballage, comme illustré à la figure 5, ou à une étiquette.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples illustrés.
On peut notamment réaliser les motifs autrement que par impression, par exemple par démétallisation d'un métal ayant une couleur différente de celle formant la surface réfléchissante du miroir, gravure laser, ou utiliser pour réaliser le motif par impression une encre luminescente fluorescente ou phosphorescente, thermochrome ou photo chrome.
Les couches de métal peuvent être remplacées par des couches d'un matériau à haut indice de réfraction.
L'expression « comportant un » doit être comprise comme étant synonyme de « comportant au moins un », sauf si le contraire est spécifié.

Claims

REVENDICATIONS
1. Elément de sécurité, notamment destiné à être incorporé dans un document de sécurité, comportant : - un adhésif (14), recouvrant notamment les deux faces de l'élément de sécurité, une structure optique réfléchissante comportant au moins une structure optique réfléchissante élémentaire (9) ayant une surface réfléchissante non plane donnant une image d'un motif (4) dans au moins une direction d'observation de l'élément de sécurité, ou comportant au moins deux structures optiques réfléchissantes élémentaires (9a, 9b) de types différents, notamment dont l'une au moins est agencée pour créer un point lumineux image d'une source lumineuse d'observation de l'élément de sécurité.
2. Elément de sécurité selon la revendication 1, comportant des structures optiques réfléchissantes élémentaires de deux types différents, les structures réfléchissantes optiques élémentaires (9b) d'un type étant agencées sous forme d'au moins un motif, notamment alphanumérique ou graphique.
3. Elément de sécurité selon la revendication précédente, comportant des structures optiques réfléchissantes élémentaires ayant une surface réfléchissante de forme sphérique (9a) et d'autres (9b) de forme polyédrique, notamment pyramidale, de sommet éventuellement tronqué.
4. Elément de sécurité (1), notamment destiné à être incorporé dans un document de sécurité, comportant : une structure optique réfléchissante constituée d'au moins deux structures optiques réfléchissantes élémentaires, notamment comportant chacune au moins un miroir non plan, en particulier créant des points lumineux images d'une source lumineuse d'observation de l'élément de sécurité, et un adhésif, recouvrant notamment les deux faces de l'élément de sécurité.
5. Elément de sécurité (1), notamment destiné à être incorporé dans un document de sécurité, comportant : - un motif (4), une structure optique réfléchissante élémentaire, notamment un miroir non plan (9), donnant une image d'un motif au moins dans une direction d'observation de l'élément de sécurité, et un adhésif, recouvrant notamment les deux faces de l'élément de sécurité.
6. Elément selon la revendication 5, produisant une image agrandie du motif, droite ou inversée.
7. Elément selon l'une des revendications 5 ou 6, le motif étant imprimé, notamment par un procédé de microlithographie ou d'impression taille douce.
8. Elément de sécurité selon l'une des revendications 5 à 7, le motif comprenant au moins un hologramme.
9. Elément selon l'une quelconque des revendications 5 à 8, l'élément de sécurité comportant une pluralité de miroirs (9).
10. Elément selon la revendication 9, les structures réfléchissantes élémentaires étant formées par la métallisation d'un réseau lenticulaire.
11. Elément selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, la ou les structures réfléchissantes élémentaires comportant un ou plusieurs miroirs concaves vers le ou les motifs (4).
12. Elément selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, la ou les structures réfléchissantes élémentaires se situant d'un côté d'un substrat (2) transparent, notamment un film d'un matériau thermoplastique transparent.
13. Elément selon la revendication 12, le motif (4) étant formé sur une face du substrat.
14. Elément selon la revendication 10, le réseau lenticulaire étant réalisé de façon à ce que le ou les motifs (4) se situent entre le substrat (2) et le miroir (9).
15. Elément selon la revendication 10 le réseau lenticulaire recouvrant une face
(3) du substrat et le ou les motifs (7) étant formés sur la face opposée (18) de celui-ci.
16. Elément selon la revendication 10, le réseau lenticulaire comportant un réseau de lentilles sphériques concaves vers le substrat.
17. Elément selon la revendication 9, le rayon de courbure au sommet d'un miroir étant compris entre 30 et 45 μm.
18. Elément de sécurité selon l'une quelconque des revendications précédentes, étant recouvert, sur ses deux faces extérieures, d'un adhésif (14) destiné à améliorer son adhérence au sein de l'objet dans lequel l'élément de sécurité est à introduire, notamment une base fibreuse papetière.
19. Elément de sécurité selon l'une quelconque des revendications précédentes, étant un fil de sécurité.
20. Elément de sécurité selon l'une quelconque des revendications précédentes, ayant une épaisseur comprise entre 5 et 100 μm, de préférence 20 et 30 μm.
21. Elément de sécurité selon l'une quelconque des revendications précédentes, ayant une largeur comprise entre 6 et 8 mm, de préférence entre 6 et 10 mm.
22. Objet, notamment document de sécurité, incorporant un élément de sécurité tel que défini dans l'une quelconque des revendications 1 à 21.
23. Objet selon la revendication précédente, étant un document de sécurité et l'élément de sécurité, notamment sous forme de fil de sécurité, étant incorporé en masse ou en fenêtre(s) dans le document de sécurité.
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