FR2984800A1 - Dispositif optique de securite comprenant une encre a nanoparticules - Google Patents

Dispositif optique de securite comprenant une encre a nanoparticules Download PDF

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Gary Fairless Power
Odisea Batistatos
Phei Lok
Michael Bruce Hardwick
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Abstract

L'invention concerne un dispositif optique de sécurité, qui comprend un substrat (102) ayant une première surface et une seconde surface ; et une encre à nanoparticules métalliques (104) disposée par intermittence dans au moins une région sur la première surface (102) pour produire une ou plusieurs zones réflectrices ou partiellement réflectrices ; dans lequel un revêtement d'indice de réfraction élevé (106) est appliqué sur la ou les régions (108) où l'encre à nanoparticules métalliques est disposée, le revêtement d'indice de réfraction élevé (106) adhérant à la première surface (102) aux emplacements où l'encre à nanoparticules métalliques n'est pas présente, retenant ainsi l'encre à nanoparticules métalliques (104) entre la première surface (102) et le revêtement d'indice de réfraction élevé (106).

Description

Cette invention concerne des dispositifs optiques de sécurité et leurs procédés de fabrication. Plus particulièrement, elle concerne des dispositifs optiques de sécurité qui utilisent une encre à nanoparticules dans leur construction. Des dispositifs optiques de sécurité sont couramment utilisés dans les documents de sécurité pour éviter la reproduction non autorisée ou la contrefaçon de tels documents. Un dispositif produira généralement un effet optique qui est difficile à reproduire pour un contrefaisant potentiel. Un large éventail de dispositifs optiques de sécurité sont connus dans l'état de la technique. Fréquemment, de tels dispositifs reposent sur l'application d'un revêtement réflecteur ou d'un revêtement semi-transparent d'indice de réfraction élevé pour présenter l'effet optique. Par exemple, il est courant qu'un dispositif optique de sécurité soit construit par gaufrage d'un motif de diffraction dans une couche polymère pour former un motif de surface en relief et disposition d'une couche métallique réflectrice mince sur le motif. De cette manière, l'effet créé par le motif de diffraction est visible en réflexion. En variante, la couche métallique est remplacée par une couche transparente d'un indice de réfraction élevé, permettant à l'effet diffractif d'être visible, mais permettant également à toute information située derrière le dispositif d'être visible. La couche réflectrice métallique mince peut être appliquée de diverses manières. Une possibilité est d'utiliser un procédé de dépôt sous vide. Selon ce procédé, le matériau à revêtir est placé sous vide et le métal est vaporisé. Lorsque le métal vaporisé rentre en contact avec le matériau, il se condense et forme une couche métallique sur le matériau. Cette procédure est efficace pour former une couche réflectrice, mais est toutefois relativement coûteuse. Une alternative au procédé de dépôt sous vide consiste à utiliser une encre à nanoparticules métalliques pour revêtir la surface requise. L'application d'une telle encre peut être réalisée à un coût sensiblement réduit en comparaison du procédé de dépôt sous vide, tout en permettant d'obtenir un revêtement mince qui peut être soit hautement réflecteur, soit semi-transparent avec un indice de réfraction élevé en fonction de la composition de l'encre.
L'utilisation d'encres à nanoparticules métalliques a auparavant été problématique, car de telles encres présentent une faible adhésion aux surfaces sur lesquelles elles doivent être appliquées. Par conséquent, malgré les propriétés optiques attirantes de ces encres, il s'est révélé difficile d'utiliser efficacement ces types d'encres pour produire des dispositifs optiques de sécurité.
II est par conséquent souhaitable de proposer un dispositif optique de sécurité utilisant des encres à nanoparticules métalliques qui résout les difficultés présentées par la mauvaise adhésion de telles encres. Il est également souhaitable de proposer un procédé de fabrication de tels dispositifs optiques de sécurité.
Selon un aspect, l'invention concerne un dispositif optique de sécurité, qui comprend un substrat ayant une première surface et une seconde surface ; et une encre à nanoparticules métalliques disposée par intermittence dans au moins une région sur la première surface pour produire une ou plusieurs zones réflectrices ou partiellement réflectrices ; dans lequel un revêtement d'indice de réfraction élevé est appliqué sur la ou les régions où l'encre à nanoparticules métalliques est disposée, le revêtement d'indice de réfraction élevé adhérant à la première surface aux emplacements où l'encre à nanoparticules métalliques n'est pas présente, retenant ainsi l'encre à nanoparticules métalliques entre la première surface et le revêtement d'indice de réfraction élevé. De préférence, la ou les zones réflectrices ou partiellement réflectrices recouvrent au moins partiellement une structure en relief. La structure en relief peut être disposée sur la première surface du substrat. En variante, la structure en relief est disposée sur la seconde surface du substrat. La structure en relief peut être une structure diffractive, et peut également être un élément optique diffractif. Un revêtement transparent ou translucide peut être appliqué directement sur au moins une partie de la ou de chaque structure en relief aux emplacements où la ou les zones réflectrices ou partiellement réflectrices ne sont pas présentes. L'indice de réfraction du revêtement transparent ou translucide peut être essentiellement identique à l'indice de réfraction de la ou de chaque structure en relief. De préférence, le revêtement d'indice de réfraction élevé et le revêtement transparent ou translucide peuvent avoir le même indice de réfraction. De manière encore davantage préférée, les revêtements peuvent être identiques, de préférence appliqués en même temps.
Ceci permet si nécessaire de rendre invisibles les parties de la structure en relief non munies de l'encre à nanoparticules métalliques. Dans une modalité de mise en oeuvre, le revêtement d'indice de réfraction élevé et le revêtement transparent ou translucide sont appliqués en tant que revêtement identique.
En variante, la structure en relief peut être un réseau de résolution élevée ou de rapport de longueur élevé, tel qu'un réseau de polarisation. L'encre à nanoparticules métalliques peut être disposée en une pluralité de lignes essentiellement parallèles sur la première surface. Lorsque l'encre à nanoparticules métalliques est disposée de cette manière, chaque ligne a de préférence une largeur de 1 nm à 200 pm et, de manière davantage préférée, les lignes sont espacées de 1 nm à 200 pm. En variante, l'encre à nanoparticules métalliques est disposée en une pluralité de points essentiellement circulaires. Lorsque l'encre à nanoparticules métalliques est 2 9 84 800 3 disposée de cette manière, chaque point essentiellement circulaire a de préférence un diamètre de 1 nm à 200 um et, de manière davantage préférée, les points sont espacés de 1 nm à 200 um. De préférence, la taille et l'espacement des lignes essentiellement parallèles ou 5 des points essentiellement circulaires produisent une densité optique supérieure à 0,1. Le revêtement peut être un revêtement durcissable. L'encre à nanoparticules métalliques peut former une couche réflectrice essentiellement opaque. En variante, l'encre à nanoparticules métalliques peut former une couche semi-transparente d'un indice de réfraction supérieur à celui de la structure 10 en relief. L'encre à nanoparticules métalliques peut être une encre à nanoparticules d'argent. Lorsque c'est le cas, l'encre à nanoparticules d'argent contient de préférence moins de 40 % d'argent. En variante, l'encre à nanoparticules métalliques peut être une encre à 15 nanoparticules d'aluminium. Également en variante, l'encre à nanoparticules métalliques est une encre à nanoparticules de titane. Le substrat du dispositif optique de sécurité peut être transparent ou translucide. Le dispositif optique de sécurité peut comprendre au moins une couche opacifiante appliquée sur au moins une partie de la première surface du substrat transparent ou 20 translucide. Par ailleurs, le dispositif optique de sécurité peut comprendre au moins une couche opacifiante appliquée sur au moins une partie de la seconde surface du substrat transparent ou translucide. De préférence, la ou les couches opacifiantes sont au moins partiellement omises pour former une fenêtre ou une demi-fenêtre sur la première et/ou la seconde 25 surface du substrat dans une région où l'encre à nanoparticules métalliques et le revêtement d'indice de réfraction élevé sont disposés. De manière encore davantage préférée, au moins une des couches opacifiantes est disposée en intermittence sur la seconde surface du substrat dans la région de l'encre à nanoparticules métalliques pour former des indices ou une image. 30 La ou les couches opacifiantes sont un revêtement opacifiant, de préférence une couche d'encre opacifiante. Selon un autre aspect, l'invention concerne un procédé de fabrication d'un dispositif optique de sécurité, qui comprend l'application d'une encre à nanoparticules métalliques par intermittence dans au moins une région sur une première surface d'un 35 substrat, et l'application d'un revêtement d'indice de réfraction élevé sur la ou chaque région où l'encre à nanoparticules métalliques a été appliquée, le revêtement d'indice de réfraction élevé adhérant à la première surface aux emplacements où l'encre à nanoparticules métalliques n'est pas présente, retenant ainsi l'encre à nanoparticules métalliques entre la première surface et le revêtement d'indice de réfraction élevé. Le procédé peut également comprendre l'étape de disposition d'une structure en relief sur la première ou la seconde surface du substrat avant l'application de l'encre à nanoparticules métalliques. La structure en relief peut être sous la forme d'une structure diffractive, et peut également être sous la forme d'un élément optique diffractif. Le procédé peut également comprendre l'étape d'application d'un revêtement transparent ou translucide directement sur au moins une partie de la ou de chaque structure en relief aux emplacements où la ou les zones réflectrices ou partiellement réflectrices ne sont pas présentes, l'indice de réfraction du revêtement transparent ou translucide étant essentiellement identique à l'indice de réfraction de la ou de chaque structure en relief. De préférence, le revêtement d'indice de réfraction élevé et le revêtement transparent ou translucide peuvent avoir le même indice de réfraction. De manière 15 encore davantage préférée, les revêtements peuvent être appliqués en même temps. En variante, la structure en relief peut être sous la forme d'un réseau de résolution élevée ou de rapport de longueur élevé, tel qu'un réseau de polarisation. L'encre à nanoparticules métallique peut être appliquée en une pluralité de lignes essentiellement parallèles sur la première surface. Lorsque l'encre à nanoparticules 20 métalliques est appliquée de cette manière, chaque ligne a de préférence une largeur de 1 nm à 200 um et, de manière davantage préférée, les lignes sont espacées de 1 nm à 200 um. En variante, le procédé comprend l'application de l'encre à nanoparticules métalliques en une pluralité de points essentiellement circulaires. Lorsque l'encre à 25 nanoparticules métalliques est disposée de cette manière, chaque point essentiellement circulaire a de préférence un diamètre de 1 nm à 200 um et, de manière davantage préférée, les points sont espacés de 1 nm à 200 um. De préférence, la taille et l'espacement des lignes essentiellement parallèles ou des points essentiellement circulaires produisent une densité optique supérieure à 0,1. 30 Le revêtement peut être appliqué sous la forme d'un revêtement durcissable. Le procédé peut comprendre l'étape d'application de l'encre à nanoparticules métalliques sous la forme d'une couche réflectrice essentiellement opaque. En variante, l'encre à nanoparticules métalliques peut être appliquée sous la forme d'une couche semi-transparente d'un indice de réfraction supérieur à celui de la structure en relief. 35 L'encre à nanoparticules métalliques peut être appliquée sous la forme d'une encre à nanoparticules d'argent. Lorsque c'est le cas, l'encre à nanoparticules d'argent contient de préférence moins de 40 % d'argent.
En variante, le procédé peut comprendre l'application d'une encre à nanoparticules d'aluminium ou d'une encre à nanoparticules de titane. Le procédé peut comprendre l'utilisation d'un substrat transparent ou translucide. Le procédé peut également comprendre l'application d'au moins une couche opacifiante appliquée sur au moins une partie de la première surface du substrat transparent ou translucide. Par ailleurs, le procédé peut comprendre au moins une couche opacifiante appliquée sur au moins une partie de la seconde surface du substrat transparent ou translucide. Une étape supplémentaire du procédé peut comprendre l'omission au moins partielle de la ou des couches opacifiantes pour former une fenêtre ou une demi-fenêtre sur la première et/ou la seconde surface du substrat dans une région où l'encre à nanoparticules métalliques et le revêtement d'indice de réfraction élevé sont disposés. Le procédé peut également comprendre l'application d'au moins une des couches opacifiantes par intermittence sur la seconde surface du substrat dans la région de l'encre à nanoparticules métalliques pour former des indices ou une image. D'autres aspects de l'invention concernent un dispositif optique de sécurité tel que fabriqué par l'un quelconque des procédés décrits. Le procédé comprend également l'étape d'utilisation d'au moins une couche opacifiante qui est un revêtement opacifiant, de préférence une couche d'encre 20 opacifiante. D'autres aspects de l'invention concernent un document de sécurité, tel qu'un billet de banque, comprenant le dispositif optique de sécurité tel que décrit selon l'un quelconque des modes de réalisation. Des modes de réalisation spécifiques de l'invention seront maintenant décrits, à 25 titre d'exemple uniquement, en se référant aux dessins joints, dans lesquels : la Figure 1 est une section transversale représentative d'un dispositif optique de sécurité selon un premier mode de réalisation de l'invention, la Figure 2 est une section transversale représentative d'un dispositif optique de sécurité selon un autre mode de réalisation de l'invention, 30 la Figure 3 est une section transversale représentative d'un dispositif optique de sécurité selon un autre mode de réalisation de l'invention, les Figures 4a et 4b présentent des sections transversales représentatives d'un dispositif optique de sécurité selon un autre mode de réalisation de l'invention, les Figures 5a et 5b présentent des sections transversales représentatives d'un 35 dispositif optique de sécurité selon un autre mode de réalisation de l'invention. Des définitions sont maintenant données afin de faciliter les explications : - Document de sécurité 2 984 800 6 Tel qu'utilisé dans le présent document, le terme « document de sécurité » comprend tous les types de documents et symboles de valeur et documents d'identification, y compris, mais sans y être limités : les éléments de devise tels que les billets de banque et les pièces, les cartes de crédit, les chèques, les passeports, les 5 cartes d'identité, les titres et certificats d'actions, les permis de conduire, les titres de propriété, les documents de voyage tels que les billets d'avion et de train, les cartes et les billets d'entrée, les certificats de naissance, de décès et de mariage, et les relevés de notes académiques. - Encre à nanoparticules métalliques 10 Tel qu'utilisé dans le présent document, le terme « encre à nanoparticules métalliques » se rapporte à une encre contenant des particules métallique d'une taille moyenne inférieure à un micron. - Éléments optiques diffractifs (EOD) Tel qu'utilisé dans le présent document, le terme « élément optique diffractif » se 15 rapporte à un élément optique diffractif de type numérique (EOD). Les éléments optiques diffractifs de type numérique (EOD) reposent sur le mappage de données complexes qui reconstruisent dans le champ lointain (ou plan de reconstruction) un motif d'intensité bidimensionnel. Ainsi, lorsqu'une lumière essentiellement collimatée, p. ex. issue d'une source de lumière ponctuelle ou d'un laser, est incidente sur l'EOD, un motif d'interférence est généré, qui produit une image projetée dans le plan de reconstruction qui est visible lorsqu'une surface d'observation appropriée est placée dans le plan de reconstruction, ou lorsque l'EOD est observé en transmission au niveau du plan de reconstruction. La transformation entre les deux plans peut être approximée par une transformée de Fourier rapide (FFT). Ainsi, des données complexes comprenant des informations d'amplitude et de phase doivent être physiquement codées dans la microstructure de l'EOD. Ces données d'EOD peuvent être calculées en réalisant une transformation FFT inverse de la reconstruction souhaitée (c.-à-d. le motif d'intensité souhaité dans le champ lointain). Les EOD sont parfois nommés hologrammes créés sur ordinateur, mais ils diffèrent des autres types d'hologrammes, tels que les hologrammes arc-en-ciel, les hologrammes de Fresnel et les hologrammes de volume par réflexion. La Figure 1 représente une section transversale d'un dispositif optique de sécurité, dans lequel une encre à nanoparticules métalliques 104 est disposée par intermittence dans une région de la première surface d'un substrat 102. Un revêtement 106 est appliqué sur la région où l'encre à nanoparticules métalliques 104 est disposée. Le revêtement 106 adhère à la surface du substrat 102 dans les zones 108 entre les régions d'encre à nanoparticules métalliques 104 où l'encre à nanoparticules métalliques 104 n'est pas présente. De cette manière, les régions individuelles de l'encre à nanoparticules métalliques 104 sont maintenues en place entre la surface du substrat 102 et le revêtement 106 malgré la faible adhésion de l'encre à nanoparticules métalliques 104 sur la surface du substrat 102. Les régions de l'encre à nanoparticules métalliques 104 produisent ensemble une zone réflectrice ou partiellement réflectrice sur le substrat 102. Plusieurs régions d'un substrat peuvent être munies de l'encre à nanoparticules métalliques de cette manière si plusieurs zones réflectrices ou zones partiellement réflectrices sont souhaitées. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, l'encre à nanoparticules métalliques peut être utilisée pour appliquer un revêtement réflecteur mince sur une structure en relief, telle qu'une structure diffractive. Un tel agencement est représenté sur la Figure 2, sur laquelle une structure diffractive 208 est disposée sur la première surface d'un substrat 202. La structure diffractive 208 peut faire partie intégrante du substrat, par exemple en étant gaufrée dans un substrat polymère, ou, en variante, peut être appliquée sous la forme d'un élément séparé, par exemple en étant gaufrée dans une couche ou un revêtement appliqué sur le substrat. Une encre à nanoparticules métalliques 204 est disposée par intermittence dans une région de la structure diffractive 208. Un revêtement 206 est appliqué sur la région où l'encre à nanoparticules métalliques 204 est disposée. De préférence, le revêtement 206 est un revêtement d'indice de réfraction élevé (HRI), car celui-ci contribuera à assurer que l'effet optique produit par la structure diffractive 208 reste visible même lorsque l'encre à nanoparticules métalliques 204 est appliquée en une couche très mince. Le revêtement 206 adhère à la structure diffractive 208 dans les régions 210 entre les régions de l'encre à nanoparticules métalliques 204, où l'encre à nanoparticules métalliques 204 n'est pas présente. De cette manière, une ou plusieurs zones réflectrices peuvent être disposées sur la structure diffractive. Lorsque cette zone forme une couche réflectrice essentiellement opaque, l'effet diffractif produit par la structure diffractive peut être observé en réflexion dans la région où la ou les zones sont disposées.
En variante, comme le montre la Figure 3, une structure diffractive peut être disposée sur le côté opposé du substrat de l'encre à nanoparticules métalliques. Ici, l'encre à nanoparticules métalliques 304 et un revêtement 306 sont disposés sur le premier côté du substrat, une structure diffractive 308 étant disposée sur le second côté du substrat 302. Un vernis protecteur 310 peut être appliqué sur la structure diffractive 308. Le vernis protecteur 310 doit dans ce cas être un revêtement d'indice de réfraction élevé (ayant un indice de réfraction différent du substrat 302 d'au moins 0,2), ou sinon la structure diffractive 308 ne sera pas clairement visible. Selon cet agencement, il est préférable qu'au moins une partie du substrat 302 et de la structure diffractive 308 soit transparente, et que la zone formée par l'encre à nanoparticules métalliques soit une couche semi-transparente d'un indice de réfraction supérieur à celui du substrat et de la structure diffractive. De cette manière, l'effet diffractif produit par la structure diffractive 308 peut être observé en transmission par un observateur positionné en 322, tout en étant visible en réflexion par un observateur positionné en 321. Ce résultat est possible car l'utilisation de l'encre à nanoparticules peut fournir une surface hautement réflectrice, mais laisse également passer suffisamment de lumière pour permettre à l'effet diffractif d'être visible en transmission. Par ailleurs, les encres à nanoparticules fournissent une réflectivité qui est équivalente à celle obtenue par métallisation sous vide, mais peuvent être mises en place plus économiquement et efficacement car l'encre est appliquée par un procédé d'impression. Les Figures 4a, 4b, 5a et 5b représentent des vues en section transversale d'autres modes de réalisation d'un dispositif optique de sécurité dans lequel des structures en relief 408, 508 sont disposées sur une première surface d'un substrat transparent ou translucide 402, 502. Le substrat 402, 502 peut être formé par un polypropylène orienté bi-axialement (BOPP) ou tout autre matériau polymère connu dans l'état de la technique. Les structures en relief 408, 508 peuvent faire partie intégrante du substrat 402, 502, par exemple par un procédé de gaufrage, ou peuvent être appliquées sous la forme d'un élément séparé, par exemple en étant gaufrées dans une couche ou un revêtement appliqué sur le substrat. L'encre à nanoparticules métalliques 404, 504 est appliquée par intermittence pour former une ou plusieurs zones réflectrices pour recouvrir les structures en relief 408, 508. Un revêtement 406, 506 est appliqué sur la région où l'encre à nanoparticules métalliques 404 est disposée. De préférence, le revêtement 406, 506 est un revêtement d'indice de réfraction élevé (HRI), car celui-ci contribuera à assurer que l'effet optique produit par la structure diffractive 408, 508 reste visible même lorsque l'encre à nanoparticules métalliques 404, 504 est appliquée en une couche très mince. Le revêtement 406, 506 adhère à la structure diffractive 408, 508 dans les régions entre les régions de l'encre à nanoparticules métalliques 404, 504, où l'encre à nanoparticules métalliques 404, 504 n'est pas présente. De cette manière, une ou plusieurs zones réflectrices peuvent être disposées sur la structure diffractive 408, 508. Lorsque cette zone forme une couche réflectrice essentiellement opaque, l'effet diffractif produit par la structure diffractive peut être observé en réflexion dans la région où la ou les zones sont disposées.
Le dispositif optique de sécurité des Figures 4a, 4b, 5a et 5b peut agir en tant que dispositif réflecteur et/ou transmissif selon que la surface réflectrice 404, 504 est une couche réflectrice essentiellement opaque ou une couche au moins partiellement transmissive.
Sur les Figures 5a et 5b, seules des parties de la structure diffractive 508 sont munies de l'encre à nanoparticules métalliques 504. L'encre à nanoparticules métalliques 504 n'a pas été appliquée dans les régions A. Les Figures 5a, 5b montrent qu'un revêtement HRI 506 a été appliqué sur les parties de la structure diffractive 508 sur lesquelles l'encre à nanoparticules métalliques a été appliquée. Par ailleurs, un revêtement transparent ou translucide 516 a été appliqué sur des parties de la structure diffractive, les régions A, qui ne comprennent pas l'encre à nanoparticules métalliques 508. La Figure 5b montre l'effet si le revêtement transparent ou translucide 514 a un indice de réfraction essentiellement identique à l'indice de réfraction de la structure diffractive 508. Ceci rend la structure diffractive 508 effectivement invisible dans ces régions A, et seules les parties de la structure diffractive recouvertes avec l'encre à nanoparticules métalliques sont visibles. Selon un autre mode de réalisation, les revêtements 506 et 514 peuvent être appliqués en une étape en tant que revêtement identique. Des couches opacifiantes 412, 512 peuvent être appliquées sur la première et/ou la seconde surface du substrat transparent ou translucide 402, 502, formant une fenêtre ou une demi-fenêtre 420, 520 dans laquelle le dispositif optique de sécurité peut être observé à partir d'un ou de plusieurs côtés du substrat 402, 502. La fenêtre ou demi- fenêtre peut faire partie d'un document de sécurité, tel qu'un billet de banque. Les Figures 4a à 5b représentent les dispositifs optiques selon une configuration à fenêtre entière. D'autres régions des couches opacifiantes 414, 514 peuvent former une ou plusieurs images ou un ou plusieurs indices sur la seconde surface du substrat 402, 502, opposée aux structures en relief 408, 508. Les couches opacifiantes 412, 414, 512 ou 514 sont de préférence des revêtements opacifiants, tels que des encres opacifiantes, qui peuvent être appliqués par un procédé d'impression, tel que l'héliogravure, l'impression en creux, la flexographie, la sérigraphie ou d'autres techniques appropriées telles que connues dans l'état de la technique. En se référant aux Figures 2 et 3, la structure diffractive 208 ou 308 pourrait facilement être remplacée par toute structure en relief souhaitée, telle que par exemple un élément optique diffractif. En variante, des réseaux de résolution élevée ou de rapport de longueur élevé tels que des réseaux de polarisation pourraient être utilisés, auquel cas des nanoparticules inférieures à 100 nm doivent être utilisées. Selon un mode de réalisation de l'invention, l'encre à nanoparticules métalliques est une encre à nanoparticules d'argent, contenant moins de 40 % d'argent. Toutefois, une série d'autres encres à nanoparticules métalliques sont également appropriées pour une utilisation selon l'invention, par exemple les encres à nanoparticules d'argent contenant plus de 40 % d'argent, les encres à nanoparticules d'aluminium et les encres à nanoparticules de titane. Il sera apprécié qu'un revêtement approprié doit présenter un ou l'ensemble des attributs suivants : bonne adhésion au substrat, hautement transparent, généralement incolore et robuste. Des revêtements possibles peuvent comprendre un vernis transparent, qui n'est pas hautement réfractif. « Vernis » signifie un matériau qui résulte en un fini protecteur durable. Des exemples de vernis transparents peuvent comprendre, sans y être limités, la nitrocellulose et l'acétylbutyrate de cellulose. En variante, le revêtement peut être un revêtement d'indice de réfraction élevé, à savoir un revêtement contenant un composant oxyde métallique de petite taille de particule et d'indice de réfraction élevé, dispersé dans un support, un liant ou une résine. Un tel revêtement d'indice de réfraction élevé contient un solvant car il s'agit d'une dispersion. Lorsqu'un revêtement d'indice de réfraction élevé de ce type est utilisé, il peut être durci à l'air ou durci par UV. En variante, un revêtement d'indice de réfraction élevé utilisant un polymère non métallique, tel que des polymères organiques contenant du soufre ou bromés, peut également être utilisé. L'encre à nanoparticules métalliques est de préférence appliquée sur la surface du substrat soit en une pluralité de lignes essentiellement parallèles, soit en une pluralité de points essentiellement circulaires. Si l'encre à nanoparticules métalliques est disposée en une pluralité de lignes essentiellement parallèles, les lignes ont de préférence une largeur de 1 nm à 200 pm et sont de préférence espacées de 1 nm à 200 ilm. Si l'encre à nanoparticules métalliques est disposée en une pluralité de points essentiellement circulaires, les points ont de préférence un diamètre de 1 nm à 200 pm, et sont de préférence espacés de 1 nm à 200 pm. Également de préférence, les bandes ou points d'encre ont une largeur ou un diamètre d'environ 100 pm, et sont espacés d'environ 100 à 200 pm. Il a été découvert que ces espacements permettent d'obtenir une densité optique appropriée pour fournir la réflectivité souhaitée. De préférence, la densité optique est supérieure à 0,1. L'encre à nanoparticules métalliques peut être appliquée par une technique choisie parmi plusieurs techniques évidentes pour l'homme du métier. De préférence, l'encre est appliquée par héliogravure, mais peut toutefois également être appliquée par d'autres techniques appropriées telles que la flexographie ou l'impression offset.

Claims (60)

  1. REVENDICATIONS: 1. Dispositif optique de sécurité, qui comprend un substrat ayant une première surface et une seconde surface ; et une encre à nanoparticules métalliques disposée par intermittence dans au moins une région sur la première surface pour produire une ou plusieurs zones réflectrices ou partiellement réflectrices ; dans lequel un revêtement d'indice de réfraction élevé est appliqué sur la ou les zones où l'encre à nanoparticules métalliques est disposée, le revêtement d'indice de réfraction élevé adhérant à la première surface aux emplacements où l'encre à nanoparticules métalliques n'est pas présente, retenant ainsi l'encre à nanoparticules métalliques entre la première surface et le revêtement d'indice de réfraction élevé.
  2. 2. Dispositif optique de sécurité selon la revendication 1, dans lequel la ou les zones réflectrices ou partiellement réflectrices recouvrent au moins partiellement une structure en relief, la structure en relief étant disposée sur la première ou la seconde surface du substrat.
  3. 3. Dispositif optique de sécurité selon la revendication 2, dans lequel la structure en relief est disposée sur la première surface du substrat.
  4. 4. Dispositif optique de sécurité selon la revendication 2, dans lequel la structure en relief est disposée sur la seconde surface du substrat.
  5. 5. Dispositif optique de sécurité selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, dans lequel un revêtement translucide ou transparent est appliqué directement sur au moins une partie de la ou de chaque structure en relief aux emplacements où la ou les zones réflectrices ou partiellement réflectrices ne sont pas présentes.
  6. 6. Dispositif optique de sécurité selon la revendication 5, dans lequel l'indice de réfraction du revêtement transparent ou translucide est essentiellement identique à l'indice de réfraction de la ou de chaque structure en relief.
  7. 7. Dispositif optique de sécurité selon la revendication 5 ou la revendication 6, dans lequel le revêtement d'indice de réfraction élevé et le revêtement transparent ou translucide ont le même indice de réfraction.
  8. 8. Dispositif optique de sécurité selon l'une quelconque des revendications 2 à 7, dans lequel la structure en relief est une structure diffractive.
  9. 9. Dispositif optique de sécurité selon l'une quelconque des revendications 2 à 8, dans lequel la structure en relief est un élément optique diffractif.
  10. 10. Dispositif optique de sécurité selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, dans lequel l'encre à nanoparticules métalliques est disposée en une pluralité de lignes essentiellement parallèles sur la première surface.
  11. 11. Dispositif optique de sécurité selon la revendication 10, dans lequel chaque ligne a une largeur de 1 nm à 200 pm.
  12. 12. Dispositif optique de sécurité selon la revendication 10 ou la revendication 11, dans lequel les lignes sont espacées de 1 nm à 200 pm.
  13. 13. Dispositif optique de sécurité selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, dans lequel l'encre à nanoparticules métalliques est disposée en une pluralité de points essentiellement circulaires.
  14. 14. Dispositif optique de sécurité selon la revendication 13, dans lequel chaque point essentiellement circulaire a un diamètre de 1 nm à 200 ilm.
  15. 15. Dispositif optique de sécurité selon la revendication 13 ou la revendication 14, dans lequel les points sont espacés de 1 nm à 200 pm.
  16. 16. Dispositif optique de sécurité selon la revendication 10 ou la revendication 13, dans lequel la taille et l'espacement des lignes essentiellement parallèles ou des points essentiellement circulaires produisent une densité optique supérieure à 0,1.
  17. 17. Dispositif optique de sécurité selon l'une quelconque des revendications 1 à 16, dans lequel l'encre à nanoparticules métalliques forme une couche réflectrice essentiellement opaque.
  18. 18. Dispositif optique de sécurité selon l'une quelconque des revendications 1 à 16, dans lequel l'encre à nanoparticules métalliques forme une couche semi-transparente d'indice de réfraction supérieur à celui de la structure en relief.
  19. 19. Dispositif optique de sécurité selon l'une quelconque des revendications 1 à 18, dans lequel le revêtement à indice de réfraction élevé est un revêtement durcissable.
  20. 20. Dispositif optique de sécurité selon l'une quelconque des revendications 1 à 19, dans lequel l'encre à nanoparticules métalliques est une encre à nanoparticules d'argent.
  21. 21. Dispositif optique de sécurité selon la revendication 20, dans lequel l'encre à nanoparticules d'argent contient moins de 40 % d'argent.
  22. 22. Dispositif optique de sécurité selon l'une quelconque des revendications 1 à 21, dans lequel l'encre à nanoparticules métalliques est une encre à nanoparticules d'aluminium.
  23. 23. Dispositif optique de sécurité selon l'une quelconque des revendications 1 à 21, dans lequel l'encre à nanoparticules métalliques est une encre à nanoparticules de titane.
  24. 24. Dispositif optique de sécurité selon l'une quelconque des revendications 1 à 23, dans lequel le substrat est transparent ou translucide.
  25. 25. Dispositif optique de sécurité selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le dispositif optique de sécurité comprend au moins une couche opacifiante appliquée sur au moins une partie de la première surface du substrat transparent ou translucide.
  26. 26. Dispositif optique de sécurité selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le dispositif optique de sécurité comprend au moins une couche opacifiante appliquée sur au moins une partie de la seconde surface du substrat transparent ou translucide.
  27. 27. Dispositif optique de sécurité selon la revendication 25 ou la revendication 26, dans lequel la ou les couches opacifiantes sont au moins partiellement omises pour former une fenêtre ou une demi-fenêtre sur la première et/ou la seconde surface du substrat dans la région où l'encre à nanoparticules métalliques et le revêtement d'indice de réfraction élevé sont disposés.
  28. 28. Dispositif optique de sécurité selon l'une quelconque des revendications 25 à 27, dans lequel au moins une des couches opacifiantes est disposée par intermittence sur la seconde surface du substrat dans la région de l'encre à nanoparticules métalliques pour former des indices ou une image.
  29. 29. Dispositif optique de sécurité selon l'une quelconque des revendications 25 à 28, dans lequel la ou les couches opacifiantes sont un revêtement opacifiant, de préférence une couche d'encre opacifiante.
  30. 30. Procédé de fabrication d'un dispositif optique de sécurité, comprenant l'application d'une encre à nanoparticules métalliques par intermittence dans au moins une région sur une première surface d'un substrat, et l'application d'un revêtement d'indice de réfraction élevé sur la ou chaque région où l'encre à nanoparticules métalliques a été appliquée, le revêtement d'indice de réfraction élevé adhérant à la première surface aux emplacements où l'encre à nanoparticules métalliques n'est pas présente, retenant ainsi l'encre à nanoparticules métalliques entre la première surface de le revêtement d'indice de réfraction élevé.
  31. 31. Procédé selon la revendication 30, comprenant également l'étape d'application de la ou des zones réflectrices ou partiellement réflectrices pour recouvrir au moins partiellement une structure en relief, la structure en relief étant disposée sur la première ou la seconde surface du substrat.
  32. 32. Procédé selon la revendication 30 ou la revendication 31, comprenant également l'étape d'application de la structure en relief sur la première surface du 35 substrat.
  33. 33. Procédé selon l'une quelconque des revendications 30 à 32, comprenant également l'étape d'application de la structure en relief sur la seconde surface du substrat.
  34. 34. Procédé selon l'une quelconque des revendications 31 à 33, comprenant l'étape d'application d'un revêtement transparent ou translucide directement sur au moins une partie de la ou de chaque structure en relief aux emplacements où la ou les zones réflectrices ou partiellement réflectrices ne sont pas présentes.
  35. 35. Procédé selon la revendication 34, dans lequel l'indice de réfraction du revêtement transparent ou translucide est essentiellement identique à l'indice de réfraction de la ou de chaque structure en relief.
  36. 36. Procédé selon la revendication 35, dans lequel le revêtement d'indice de réfraction élevé et le revêtement transparent ou translucide sont appliqués en tant que revêtement identique.
  37. 37. Procédé selon l'une quelconque des revendications 30 à 36, comprenant également l'étape d'application de la structure en relief sous la forme d'une structure diffractive.
  38. 38. Procédé selon l'une quelconque des revendications 30 à 37, comprenant également l'étape d'application de la structure en relief sous la forme d'un élément optique diffractif.
  39. 39. Procédé selon l'une quelconque des revendications 30 à 38, comprenant également l'étape d'application de l'encre à nanoparticules métalliques en une pluralité de lignes essentiellement parallèles sur la première surface.
  40. 40. Procédé selon la revendication 39, dans lequel chaque ligne est appliquée en une largeur de 1 nm à 200 um.
  41. 41. Procédé selon la revendication 39 ou la revendication 40, dans lequel les lignes sont espacées de 1 nm à 200 ilm.
  42. 42. Procédé selon l'une quelconque des revendications 30 à 41, dans lequel l'encre à nanoparticules métalliques est appliquée en une pluralité de points essentiellement circulaires.
  43. 43. Procédé selon la revendication 42, dans lequel chaque point essentiellement circulaire a un diamètre de 1 nm à 200 ilm.
  44. 44. Procédé selon la revendication 42 ou la revendication 43, dans lequel les points sont espacés de 1 nm à 200 ilm.
  45. 45. Procédé selon la revendication 39 ou la revendication 42, dans lequel la taille et l'espacement des lignes essentiellement parallèles ou des points essentiellement circulaires produisent une densité optique supérieure à 0,1.
  46. 46. Procédé selon l'une quelconque des revendications 30 à 45, dans lequel l'encre à nanoparticules métalliques est appliquée sous la forme d'une couche réflectrice essentiellement opaque.
  47. 47. Procédé selon l'une quelconque des revendications 30 à 45, dans lequel l'encre à nanoparticules métalliques est appliquée sous la forme d'une couche semi-transparente d'un indice de réfraction supérieur à celui de la structure en relief.
  48. 48. Procédé selon l'une quelconque des revendications 30 à 47, dans lequel le revêtement d'indice de réfraction élevé est un revêtement durcissable.
  49. 49. Procédé selon l'une quelconque des revendications 30 à 48, dans lequel l'encre à nanoparticules métalliques est une encre à nanoparticules d'argent.
  50. 50. Procédé selon la revendication 49, dans lequel l'encre à nanoparticules d'argent contient moins de 40 % d'argent.
  51. 51. Procédé selon l'une quelconque des revendications 30 à 50, dans lequel l'encre à nanoparticules métalliques est une encre à nanoparticules d'aluminium.
  52. 52. Procédé selon l'une quelconque des revendications 30 à 51, dans lequel l'encre à nanoparticules métalliques est une encre à nanoparticules de titane.
  53. 53. Procédé selon l'une quelconque des revendications 30 à 52, dans lequel le substrat est transparent ou translucide.
  54. 54. Procédé selon l'une quelconque des revendications 30 à 53, dans lequel le dispositif optique de sécurité comprend au moins une couche opacifiante appliquée sur au moins une partie de la première surface du substrat transparent ou 20 translucide.
  55. 55. Procédé selon l'une quelconque des revendications 30 à 54, dans lequel le dispositif optique de sécurité comprend au moins une couche opacifiante appliquée sur au moins une partie de la seconde surface du substrat transparent ou translucide. 25
  56. 56. Procédé selon la revendication 54 ou la revendication 55, dans lequel la ou les couches opacifiantes sont au moins partiellement omises pour former une fenêtre ou une demi-fenêtre dans la région où l'encre à nanoparticules métalliques et le revêtement d'indice de réfraction élevé sont disposés.
  57. 57. Procédé selon l'une quelconque des revendications 54 à 56, dans 30 lequel la ou les couches opacifiantes sont disposées par intermittence sur la seconde surface du substrat dans la région de l'encre à nanoparticules métalliques pour former des indices ou une image.
  58. 58. Procédé selon l'une quelconque des revendications 54 à 57, dans lequel la ou les couches opacifiantes sont un revêtement opacifiant, de préférence 35 une couche d'encre opacifiante.
  59. 59. Dispositif optique de sécurité tel que fabriqué par l'un quelconque des procédés selon les revendications 30 à 58.
  60. 60. Document de sécurité, tel qu'un billet de banque, comprenant un dispositif optique de sécurité selon l'une quelconque des revendications 1 à 29 ou 59.5
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