PL202809B1 - Element zabezpieczający - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest element zabezpieczający.

Ze stanu techniki znane są elementy zabezpieczające z laminatu z tworzyw sztucznych, ze złożonym mozaikowo z elementów powierzchniowych wzorem powierzchniowym, przy czym laminat z tworzyw sztucznych zawiera umieszczoną pomiędzy warstwą wierzchnią i warstwą ochronną warstwę odwzorowującą i odbijającą padające przez warstwę wierzchnią i warstwę odwzorowującą światło powierzchnię graniczną pomiędzy warstwą odwzorowującą i warstwą ochronną, zaś na powierzchni granicznej w warstwie odwzorowującej odwzorowane są czynnie optycznie struktury elementów powierzchniowych.

Takie elementy zabezpieczające składają się z cienkiego kompozytu warstwowego z lakieru i/lub tworzywa sztucznego, przy czym w kompozycie warstwowym osadzone są co najmniej struktury reliefowe z grupy obejmującej struktury dyfrakcyjne, struktury rozpraszające światło i płaskie powierzchnie lustrzane. Wycięte z cienkiego kompozytu warstwowego elementy zabezpieczające są naklejane na przedmioty celem uwierzytelnienia ich oryginalności.

Budowa cienkiego kompozytu warstwowego i stosowane nań materiały są opisane przykładowo w US 4,856,857. Z DE 33 08 831 A1 znane jest rozwiązanie, polegające na umieszczaniu cienkiego kompozytu na przedmiocie za pomocą folii nośnej.

Tego rodzaju elementy zabezpieczające mają najczęściej wzór ze złożonych mozaikowo elementów powierzchniowych, pokrytych mikroskopijnie drobnymi strukturami reliefowymi. Wzór zmienia się w zadany sposób przy przechylaniu lub obracaniu elementu zabezpieczającego. Taki element zabezpieczający jest znany z EP 0 105 099 A1. Aby wzór był łatwo rozpoznawalny dla obserwatora i przy przechylaniu lub obracaniu elementu zabezpieczają cego pojawiał się w postaci zauważ alnie zmiennej gry kolorów, mikroskopijnie drobne struktury reliefowe elementów powierzchniowych mają uginać światło, padające na element zabezpieczający, w pierwszej parze rzędów ugięcia. Mikroskopijnie drobne struktury reliefowe, które spełniają ten warunek, zawierają elementy strukturalne, które w zasadzie można kopiować przy użyciu środków holograficznych. Chociaż nakłady związane z kopiowaniem są wysokie, mimo to zachodzi potrzeba, aby naśladowane względnie kopiowane wzory były łatwe do rozpoznania.

Element zabezpieczający z laminatu z tworzyw sztucznych, ze złożonym mozaikowo z elementów powierzchniowych wzorem powierzchniowym, przy czym laminat z tworzyw sztucznych zawiera umieszczoną pomiędzy warstwą wierzchnią i warstwą ochronną warstwę odwzorowującą i odbijającą padające przez warstwę wierzchnią i warstwę odwzorowującą światło powierzchnię graniczną pomiędzy warstwą odwzorowującą i warstwą ochronną, zaś na powierzchni granicznej w warstwie odwzorowującej odwzorowane są czynnie optycznie struktury elementów powierzchniowych, według wynalazku charakteryzuje się tym, że we wzorze powierzchniowym umieszczona jest co najmniej jedna para powierzchni, utworzona z pierwszego elementu powierzchniowego i drugiego elementu powierzchniowego, że każdy z obu elementów powierzchniowych ma strukturę dyfrakcyjną, wytworzoną z nałożenia struktury siatkowej ze strukturą reliefową, że w pierwszym elemencie powierzchniowym wektor struktury siatkowej i wektor struktury reliefowej są w zasadzie równolegle, zaś w drugim elemencie powierzchniowym wektor tej samej struktury siatkowej i wektor tej samej struktury reliefowej tworzą w zasadzie kąt prosty, że wektory struktur siatkowych w obu elementach powierzchniowych są w zasadzie równoległ e, ż e czę stoś ci przestrzenne obu struktur reliefowych są wię ksze niż 2500 linii/milimetr, oraz że częstość przestrzenna struktury reliefowej jest co najmniej dziesięciokrotnie wyższa niż częstość przestrzenna obu struktur siatkowych.

Korzystnie częstość przestrzenna struktury siatkowej ma wartość z przedziału od 100 do 500 linii/milimetr.

Korzystnie odbijająca powierzchnia graniczna ma postać warstwy metalicznej o wysokiej przewodności elektrycznej.

Korzystnie struktura reliefowa jest funkcją sinusoidalną.

Korzystnie struktura siatkowa jest funkcją sinusoidalną.

Korzystnie optyczna wysokość profilu struktury siatkowej ma wartość z przedziału od 350 do 550 nm, oraz że optyczna wysokość profilu struktury siatkowej jest co najmniej dwukrotnie wyższa niż optyczna wysokość profilu struktury reliefowej.

Korzystnie struktura siatkowa jest funkcją prostokątną.

PL 202 809 B1

Korzystnie optyczna wysokość profilu struktury siatkowej ma wartość z przedziału od 250 do

400 nm, oraz że optyczna wysokość profilu struktury siatkowej jest co najmniej o 100 nm wyższa niż optyczna wysokość profilu struktury reliefowej.

Korzystnie struktura siatkowa jest symetryczną lub asymetryczną funkcją piłokształtną.

Korzystnie do łączenia z podłożem na warstwę ochronną nałożona jest warstwa kleju.

Według wynalazku uzyskano zatem element zabezpieczający, który ukazuje czysty wzór powierzchniowy, zmienny przy obrocie lub przechylaniu, który jest trudny do kopiowania i którego oryginalność można sprawdzać przy użyciu prostych środków.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia element zabezpieczający w przekroju, fig. 2 - element zabezpieczający w widoku z góry, fig. 3 - pierwszą strukturę dyfrakcyjną, fig. 4 - drugą strukturę dyfrakcyjną, fig. 5 - wzór powierzchniowy w świetle dziennym, fig. 6 - urządzenie oświetleniowe, fig. 7 - wzór powierzchniowy w świetle spolaryzowanym prostopadle, fig. 8 - wzór powierzchniowy w świetle spolaryzowanym równolegle, fig. 9 - trzecią strukturę dyfrakcyjną, oraz fig. 10 - czwartą strukturę dyfrakcyjną.

Na fig. 1 odnośnik 1 oznacza kompozyt warstwowy (laminat), 2 - element zabezpieczający, 3 - podłoże, 4 - warstwę wierzchnią, 5 - warstwę odwzorowującą, 6 - warstwę ochronną, 7 - warstwę kleju, 8 - odbijającą warstwę graniczną, 9 - strukturę czynną optycznie, zaś 10 - przezroczyste miejsce w odbijającej warstwie granicznej 8. Kompozyt warstwowy 1 składa się z kilku warstw różnych warstw tworzywa sztucznego lub lakieru, nałożonych kolejno na nie pokazaną tutaj folię nośną, i zawiera zazwyczaj w podanej kolejności warstwę wierzchnią 4, warstwę odwzorowującą 5, warstwę ochronną 6 i warstwę kleju 7. Folię nośną w jednym z przykładów wykonania może stanowić sama warstwa wierzchnia 4; w innym przykładzie wykonania folia nośna może służyć do aplikowania cienkiego kompozytu warstwowego 1 na podłoże 3, a następnie jest usuwana z kompozytu warstwowego 1, jak opisano we wspomnianym na wstępie DE 33 08 831 A1.

Wspólna powierzchnia styku pomiędzy warstwą odwzorowującą 5 i warstwą ochronną 6 jest poniżej nazywana powierzchnią graniczną 8. W warstwie odwzorowującej 5 uformowane są czynnie optycznie struktury 9 zmiennego optycznie wzoru. Ponieważ warstwa ochronna 6 wypełnia doliny czynnych optycznie struktur 9, powierzchnia graniczna 8 ma kształt czynnych optycznie struktur 9. Aby uzyskać wysoką skuteczność optycznie czynnych struktur 9, powierzchnię graniczną 8 stanowi metalowa powłoka, korzystnie z aluminium, srebra, złota, miedzi, chromu, tantalu i innych, która oddziela warstwę odwzorowującą 5 i warstwę ochronną 6 oraz dzięki swej przewodności elektrycznej powoduje wysoką zdolność odbijania światła widzialnego na powierzchni granicznej 8. Kompozyt warstwowy 1 stanowi laminat z tworzywa sztucznego w postaci długiej wstęgi foliowej z dużą liczbą umieszczonych obok siebie kopii zmiennego optycznie wzoru. Ze wstęgi foliowej przykładowo wycina się elementy zabezpieczające 2, po czym łączy się je z podłożem 3 za pomocą warstwy kleju 7. Podłoże 3, najczęściej w postaci dokumentu, banknotu, karty bankowej, dowodu osobistego lub innego ważnego względnie cennego przedmiotu, zaopatruje się w element zabezpieczający 2, aby uwierzytelnić oryginalność przedmiotu.

Co najmniej warstwa wierzchnia 4 i warstwa odwzorowująca 5 są przezroczyste dla widzialnego światła 11, padającego na element zabezpieczający 2. Na powierzchni granicznej 8 padające światło 11 ulega odbiciu i zadanemu ugięciu przez czynną optycznie strukturę 9. Jako czynna optycznie struktura 9 służą siatki dyfrakcyjne, rozpraszające światło struktury reliefowe lub płaskie powierzchnie lustrzane. W niektórych przykładach wykonania elementu zabezpieczającego 2 przezroczyste miejsca 10 są wpuszczone w powierzchnię graniczną 8, w której odbijająca powłoka metalowa jest przerwana, aby leżące pod elementem zabezpieczającym 2, znajdujące się na podłożu 3 informacje były widoczne przez element zabezpieczający 2. Oczywiście w tych przykładach wykonania także warstwa ochronna 6 i warstwa kleju 7 są przezroczyste. W przypadku szczególnie cienkich kompozytów warstwowych 1 zamiast warstwy ochronnej 6 nałożona jest tylko warstwa kleju 7, zwłaszcza kleju termoaktywnego, który swoją przyczepność osiąga dopiero w temperaturze około 100°C. We wspomnianym na wstępie US 4,856,857 ukazane są różne postaci wykonania kompozytu warstwowego 1, a także podane są materiały do jego wykonania.

Na fig. 2 ukazany jest fragment podłoża 3, leżący w płaszczyźnie wyznaczonej przez współrzędne prostokątne x, y. Wycięty z laminatu z tworzywa sztucznego i naklejony na podłoże 3 element zabezpieczający 2 ma widoczny przez warstwę wierzchnią 4 i warstwę odwzorowującą 5 (fig. 1) wzór powierzchniowy 12. Wzór powierzchniowy 12 jest złożony mozaikowo z elementów powierzchniowych 13, 14, 15. Elementy powierzchniowe 13, 14, 15 są pokryte czynnymi optycznie strukturami 9 i odbijają na

PL 202 809 B1 powierzchni granicznej 8 (fig. 1) pomiędzy warstwą odwzorowującą 5 i warstwą ochronną 6 światło 11, padające na warstwy 4, 5 (fig. 1). Odwzorowane w innych elementach powierzchniowych 13, czynne optycznie struktury 9 stanowią siatki dyfrakcyjne, rozpraszające światło struktury reliefowe i/lub płaskie powierzchnie lustrzane, które tworzą zmienny optycznie wzór powierzchniowy 12, opisany przykładowo w EP 0 105 099 A1. W jednym z przykładów wykonania zmiennego optycznie wzoru powierzchniowego 12 co najmniej jedno przezroczyste miejsce 10 (fig. 1) graniczy z co najmniej jednym z elementów powierzchniowych 13, 14, 15.

Co najmniej dwa elementy powierzchniowe 14, 15 tworzą poddającą się kontroli cechę, za pomocą której można odróżnić kopię elementu zabezpieczającego 2 od oryginału elementu zabezpieczającego 2. Każdy z obu elementów powierzchniowych 14, 15 zawiera uginającą widzialne padające światło 11 strukturę 9 o optycznie czynnej wysokości h profilu (fig. 1), której funkcja reliefowa jest uzyskana w wyniku nałożenia struktury siatkowej G(x,y) o niskiej częstości ze strukturą reliefową R(x,y) o wysokiej częstości. Struktura siatkowa G(x,y) o niskiej częstości ma znany profil, na przykład sinusoidalny, prostokątny, symetryczny względnie asymetryczny profil w kształcie zębów piły. Struktura reliefowa R(x,y) o wysokiej częstości ma częstość przestrzenną fR równą co najmniej 2500 linii na milimetr. Struktura siatkowa G(x,y) o niskiej częstości ma z drugiej strony niską częstość przestrzenną fG, wynoszącą na przykład mniej niż 1000 linii na milimetr. Należy przy tym pamiętać, że przestrzenna częstość fR reliefu musi być co najmniej dziesięciokrotnie większa niż przestrzenna częstość fG siatki, aby uniknąć niepożądanych efektów modulacyjnych. Korzystnie przestrzenna częstość fG siatki ma wartość pomiędzy 100 i 500 linii na milimetr.

Sama struktura reliefowa R(x,y) jest strukturą dyfrakcyjną, która z uwagi na wysoką częstość przestrzenną fR ugina padające światło tylko w rzędzie zerowym i której kształt profilu jest w zasadzie nieistotny. Ugięte światło jest odbijane pod tym samym kątem, jaki padające światło 11 tworzy z normalną do powierzchni elementu zabezpieczającego 2, to znaczy taka siatka dyfrakcyjna zachowuje się jak lustro, z tą różnicą, że zależnie od czynnej optycznie wysokości h_R profilu brakuje określonych barw w spektrum światła ugiętego. Z uwagi na wysoką przestrzenną częstość fR reliefu efektywności ugięcia ETE, ETM struktury reliefowej R(x,y) dla światła spolaryzowanego prostopadle (TE) i równolegle (TM) są z reguły różne. Podczas gdy światło spolaryzowane prostopadle TE o wysokiej efektywności ugięcia ETE jest odbijane na strukturze reliefowej R(x,y) praktycznie niezależnie od czynnej optycznie wysokości hR profilu, efektywność ETM dla światła spolaryzowanego równolegle (TM) obniża się szybko wraz ze wzrostem wysokości hR profilu do pierwszego minimum, gdzie w związku z tym działanie polaryzacyjne struktury reliefowej R(x,y) na padające światło 11 jest najsilniejsze. Jeżeli kierunek niespolaryzowanego padającego światła 11, normalna do powierzchni i wektor opisujący strukturę reliefową R(x,y) leżą w jednej płaszczyźnie ugięcia, wówczas wektor pola elektrycznego światła spolaryzowanego równolegle jest równoległy do tej płaszczyzny ugięcia. Światło spolaryzowane równolegle jest w związku z tym absorbowane przez strukturę reliefową R(x,y). Wektor pola elektrycznego światła spolaryzowanego prostopadle drga natomiast prostopadle do płaszczyzny ugięcia i równolegle do bruzd reliefu struktury reliefowej R(x,y). Światło spolaryzowane prostopadle jest odbijane przez strukturę reliefową R(x,y). Jeżeli struktura reliefowa R(x,y) jest obrócona w swej płaszczyźnie o 90°, przy czym bruzdy reliefu struktury reliefowej R(x,y) są równoległe do płaszczyzny ugięcia, wówczas światło spolaryzowane prostopadle ulega absorpcji, zaś światło spolaryzowane równolegle ulega odbiciu. Światło ugięte przez strukturę reliefową R(x,y) w rzędzie zerowym jest zatem spolaryzowane liniowo, to znaczy struktura reliefowa R(x,y) działa jako polaryzator na niespolaryzowane padające światło 11 względnie jako analizator na spolaryzowane padające światło 11.

Czynną optycznie wysokość h_R profilu struktury reliefowej R(x,y) należy dobrać z obszaru o wysokiej zdolności polaryzacji. Dlatego też czynna optycznie reliefowa wysokość h_R profilu ma wartość z przedziału od 150 do 220 nm; korzystnie dobiera się ją jednak z węższego przedziału od 170 do 200 nm.

Czynna optycznie wysokość h_G profilu struktury siatkowej G(x,y) powinna być większa niż czynna optycznie wysokość h_R profilu struktury reliefowej R(x,y). Czynna optycznie wysokość h_G profilu struktury siatkowej G(x,y) ma korzystnie wartość z przedziału od 250 do 500 nm, przy czym korzystnie wartość ta odpowiada połowie długości Ο fali padającego światła 11. Należy pamiętać, że długość Ο fali w warstwie odwzorowującej 5 jest zmniejszona o współczynnik n, przy czym n stanowi współczynnik załamania dla materiału warstwy odwzorowującej 5. Współczynnik załamania n ma przykładowo wartość n = 1,55. Z tej samej przyczyny odwzorowane w warstwie odwzorowującej 5, geometryczne wysokości profilu są o współczynnik n mniejsze niż podane wyżej, czynne optycznie wysokości h_G, h_R

PL 202 809 B1 profilu. Sama struktura siatkowa G(x,y) o niskiej częstości ugina padające światło 11 co najmniej w zależności od przestrzennej częstości fG siatki w kilku rzędach ugięcia.

Na fig. 3 ukazany jest fragment kompozytu warstwowego 1 w pierwszym elemencie powierzchniowym 14 (fig. 2) z warstwą odwzorowującą 5 i warstwą ochronną 6. Powierzchnia graniczna 8 jest utworzona przez strukturę dyfrakcyjną B(x,y). Struktura dyfrakcyjna B(x,y) stanowi funkcję współrzędnych prostokątnych x i y, które wyznaczają powierzchnię fragmentu kompozytu warstwowego 1. Przedstawiona na fig. 3 struktura dyfrakcyjna B(x) jest rezultatem addytywnego nałożenia sinusoidalnej struktury siatkowej G(x) i sinusoidalnej struktury reliefowej R(x), zatem B(x) = G(x) + R(x). Wektor struktury siatkowej G(x) i wektor 17 struktury reliefowej R(x) są w zasadzie równoległe do siebie. Ta równoległość wektora 16 siatki i wektora 17 reliefu jest cechą struktury dyfrakcyjnej B(x) w pierwszym elemencie powierzchniowym 14 (fig. 2).

Na fig. 4 ukazany jest fragment kompozytu warstwowego 1 w drugim elemencie powierzchniowym 15 (fig. 2) z powierzchnią graniczną 8 pomiędzy warstwą odwzorowującą 5 i warstwą ochronną 6. Wektor 16 siatki i wektor 17 reliefu są w płaszczyźnie współrzędnych x i y ustawione wzajemnie prostopadle. Przykładowo sinusoidalna struktura siatkowa G(x) stanowi jedynie funkcję współrzędnej x, natomiast sinusoidalna struktura reliefowa R(y) jest zależna tylko od współrzędnej y. Addytywne nakładanie struktury siatkowej G(x) i struktury reliefowej R(y) daje w rezultacie zależną od obu współrzędnych strukturę dyfrakcyjną B(x,y), przy czym B(x,y) = G(x) + R(y). Z czysto ilustracyjnych względów na fig. 4 powierzchnia graniczna 8 z leżącymi jedna za drugą dolinami struktury reliefowej R(y) jest zaznaczona siatkami punktowymi o różnej gęstości punktów. Cechę struktury dyfrakcyjnej B(x,y) w drugim elemencie powierzchniowym 15 stanowi kąt prosty pomiędzy wektorem 16 siatki i wektorem reliefu.

Na fig. 5 ukazany jest wzór powierzchniowy 12, który składa się jedynie z pierwszego i drugiego elementu powierzchniowego 14, 15. Ogólnie rzecz biorąc, struktura dyfrakcyjna B(x,y) zależy od odniesionej do wektora 16 siatki współrzędnej kątowej T wektora 17 reliefu, czyli B(x,y,T). W pierwszym elemencie powierzchniowym 14 współrzędna kątowa leży w przedziale T = 0 do 30°, natomiast w drugim elemencie powierzchniowym 15 współrzędna kątowa T ma wartość z przedziału około 60 do 90°. Opisana poniżej zdolność polaryzacji jest najsilniejsza wówczas, gdy współrzędna kątowa T ma dokładnie wartość 0 względnie 90°. Aby uwzględnić ten stan rzeczy, wektor 16 siatki i wektor 17 reliefu w pierwszym elemencie powierzchniowym 14 są w zasadzie równoległe, to znaczy wartość współrzędnej kątowej T wynosi od około 30 do korzystnie 0°. Stosowana współrzędna kątowa T w drugim elemencie powierzchniowym 15 jest w zasadzie kątem prostym, to znaczy ma wartość od około 60 do korzystnie 90°.

Wzory powierzchniowe 12 ze strukturami dyfrakcyjnymi B(x,y,T) mają tę zaletę, że struktur dyfrakcyjnych B(x,y,T) na oryginalnym elemencie zabezpieczającym 2 (fig. 1) nie można skopiować przy użyciu środków holograficznych. Kopia holograficzna zawiera mianowicie struktury, które uginają padające światło 11 w taki sam sposób, jak struktury siatkowe G(x,y) o niskiej częstości, jednak na uginane światło nie działają tutaj polaryzująco struktury reliefowe R(x,y) o wysokiej częstości. Dlatego też sprawdzenie zdolności polaryzacyjnej pozwala na odróżnienie kopii od oryginału.

W pierwszym i drugim elemencie powierzchniowym 14, 15 struktury siatkowe G(x,y) mają jednakowe parametry. Obie struktury reliefowe R(x,y) różnią się jedynie azymutalnym ustawieniem swego wektora 17. Obie struktury dyfrakcyjne B(x,y,T=0°) i B(x,y,T = 90°) uginają padające światło 11 (fig. 1) i rozszczepiają barwnie ugięte światło na kilka rzędów ugięcia. Działanie nałożonych na struktury siatkowe G(x,y) struktur reliefowych R(x,y) manifestuje się w odpowiadającej zdolności polaryzacyjnej struktur reliefowych R(x,y), liniowej polaryzacji ugiętego światła. Aby dla obserwatora pierwszy i drugi element powierzchniowy 14, 15 były widoczne równocześnie, wektor 16 siatki w pierwszym elemencie powierzchniowym 14 i wektor 16 siatki w drugim elemencie powierzchniowym 15 muszą być w zasadzie równoległe. Jeżeli światło 11, padające na wzór powierzchniowy 12, nie jest spolaryzowane liniowo, jak ma to miejsce w przypadku typowego oświetlenia względnie światła dziennego, wówczas oba elementy powierzchniowe 14 i 15 mają dla obserwatora z obu stron wspólnego obrzeża 18 jednakową jasność i barwę, to znaczy kontrast pomiędzy obydwoma elementami powierzchniowymi 14, 15 jest na tyle mały, że wspólne obrzeże 18 nie jest widoczne.

Na fig. 6 ukazane jest urządzenie oświetleniowe do kontroli elementu zabezpieczającego 2. Płaszczyzna ugięcia stanowi na fig. 6 płaszczyznę rysunku i zawiera normalną do powierzchni elementu zabezpieczającego 2 i współrzędnej x. Źródło 19 światła do wytwarzania praktycznie światła białego rzuca przez filtr polaryzacyjny 20 zogniskowane, spolaryzowane liniowo światło 21 równolegle

PL 202 809 B1 do płaszczyzny ugięcia na wzór powierzchniowy 12 (fig. 5) elementu zabezpieczającego 2. Część spolaryzowanego światła 21 zostaje odchylona jako światło odbite i/lub ugięte w zerowym rzędzie w kierunku odbicia 22, wyznaczonym przez prawo odbicia. Następna część ulega ugięciu w dodatnich rzędach 23 i ujemnych rzędach 24. Ponieważ struktury dyfrakcyjne B(x,y,T=0°) i B(x,y,T=90°) wykazują różne parametry polaryzacyjne, oba elementy powierzchniowe 14, 15 są rozróżnialne w spolaryzowanym liniowo świetle 21.

Na fig. 7 wzór powierzchniowy 12 jest oświetlony światłem spolaryzowanym prostopadle 21 (fig. 6). W pierwszym elemencie powierzchniowym 14 spolaryzowane prostopadle światło 21 ulega odbiciu, ponieważ wektor 16 siatki (fig. 3) i wektor 17 reliefu (fig. 3) są w zasadzie równoległe do współrzędnej x. W drugim elemencie powierzchniowym 15 spolaryzowane prostopadle światło 21 zostaje natomiast zaabsorbowane, ponieważ wektor 16 siatki jest równoległy do współrzędnej x, zaś wektor 17 reliefu (fig. 5) tworzy z wektorem 16 siatki w zasadzie kąt prosty. Drugi element powierzchniowy 15 odcina się zatem wyraźnie w postaci ciemnej powierzchni od jasnego pierwszego elementu powierzchniowego 14.

Na fig. 8 ten sam wzór powierzchniowy 12 jest oświetlony światłem 21 spolaryzowanym równolegle (fig. 6), które w pierwszym elemencie powierzchniowym 14 zostaje zaabsorbowane, zaś w drugim elemencie powierzchniowym 15 ulega odbiciu. Drugi element powierzchniowy 15 odróżnia się zatem wyraźnie od ciemnej powierzchni pierwszego elementu powierzchniowego 14.

Korzystnie oba elementy powierzchniowe 14, 15 graniczą ze sobą, aby kontrast był jak najwyraźniej widoczny.

P r z y k ł a d 1:

Struktura siatkowa G(x) = 0,5 ξ, hG ξ sin(x) jest funkcją sinusoidalną o okresie 5000 nm i czynnej optycznie wysokości profilu hG = 450 nm. Struktura reliefowa R(x) = 0,5 ξ, hR ξ, sin(x) ma również postać funkcji sinusoidalnej o okresie 333 nm i czynnej optycznie wysokości profilu hR = 185 nm. Dla spolaryzowanego równolegle światła 21 efektywność struktury dyfrakcyjnej B(x) = G(x) + R(x) we wszystkich rzędach ugięcia 23, 24 (fig. 6) jest bardzo mała, natomiast dla spolaryzowanego prostopadle światła 21 struktura dyfrakcyjna B(x) ma efektywność w trzecim rzędzie ugięcia ponad 10%, zaś w innych rzędach więcej niż 5%.

P r z y k ł a d 2:

Struktura dyfrakcyjna B(x) na fig. 9 stanowi iloczynowe nakładanie się B(x) = G(x) ξ {R(x) + C}. Struktura siatkowa G(x) jest funkcją prostokątną o wartościach funkcji [0, hG], okresie 4000 nm i czynnej optycznie wysokości profilu hG = 320 nm. Struktura reliefowa R(x) = 0,5 ξ, hR ξ, sin(x) jest funkcją sinusoidalną o okresie 250 nm i czynnej optycznie wysokości profilu hR = 200 nm. C oznacza stałą, przy czym C = h_G - h_R. Wektor 16 siatki i wektor 17 reliefu są równoległe do osi współrzędnych x. Powierzchnia graniczna 8 pomiędzy warstwami 5, 6 jest modulowana na wypukłych powierzchniach struktury prostokątnej ze strukturą reliefową R(x), natomiast powierzchnia graniczna 8 na dnie bruzd struktury prostokątnej jest gładka. Dla światła 21 spolaryzowanego równolegle (fig. 6) efektywność struktury dyfrakcyjnej B(x) poza rzędem zerowym w kierunku 22 we wszystkich rzędach ugięcia 23, 24 (fig. 6) jest bardzo mała, natomiast dla światła 21 spolaryzowanego prostopadle struktura dyfrakcyjna B(x) ma wysoką efektywność jedynie w rzędzie +1 i -1.

Na fig. 2 iloczynowe nakładanie prostokątnej struktury siatkowej G(x) i struktury reliefowej R(y) powoduje powstanie odwzorowanej w powierzchni granicznej 8 struktury dyfrakcyjnej B(x,y). Struktura siatkowa G(x) i struktura reliefowa R(y) mają takie same parametry, jak w opisanej powyżej strukturze dyfrakcyjnej B(x) z wyjątkiem wektora 17 reliefu, ustawionego w kierunku współrzędnej y zamiast x. Poza zerowym rzędem ugięcia w kierunku 22 (fig. 6) struktura dyfrakcyjna B(x,y) = G(x)C{R(x) + C} ma dla światła 21 spolaryzowanego prostopadle małe efektywności we wszystkich rzędach ugięcia 23, 24 (fig. 6), natomiast dla światła 21 spolaryzowanego równolegle (fig. 6) struktura B(x) ma wysoką efektywność jedynie w +1 i -1 rzędzie ugięcia.

Jeżeli, jak opisano powyżej (fig. 5), struktura B(x) jest umieszczona w pierwszym elemencie powierzchniowym 14, zaś struktura dyfrakcyjna B(x,y) w drugim elemencie powierzchniowym 15, wówczas wzór powierzchniowy 12 zachowuje się tak, jak opisano w odniesieniu do fig. 5, 7 i 8.

Po obrocie wzoru powierzchniowego 12 (fig. 5) w jego płaszczyźnie przy zachowaniu kierunku oświetlenia i kierunku obserwacji światło ugięte w rzędach 23, 24 nie przedostaje się do oka obserwatora, dopóki wektor 16 siatki wychodzi z płaszczyzny ugięcia. Jeżeli element zabezpieczający 2 (fig. 6) zostanie tak przechylony, że obserwator będzie odbierać światło z kierunku odbicia 22, wówczas będzie on widział ugięte w zerowym rzędzie, barwne światło, a także stwierdzi, że jasność powierzchni

PL 202 809 B1 obu elementów powierzchniowych 14, 15 (fig. 5) jest niezależna od kąta obrotu, przy założeniu, że wzór powierzchniowy 12 jest oświetlany światłem niespolaryzowanym. Jeżeli do oświetlania użyje się światła 21 spolaryzowanego liniowo (fig. 6), wówczas jasności powierzchni obu elementów powierzchniowych będą się zamieniać po każdym obrocie o 90°.

Teraz następuje ponowne odniesienie do fig. 2: we wzorze powierzchniowym 12 następuje korzystnie cykliczna zamiana pierwszego elementu powierzchniowego 14 ze strukturą dyfrakcyjną B(x,y,T=0°) i drugiego elementu powierzchniowego 15 ze strukturą dyfrakcyjną B(x,y,T=90°) poprzecznie do ich wzdłużnego wymiaru. W spolaryzowanym liniowo świetle 21 (fig. 6) daje to w rezultacie wyraźny, potwierdzający oryginalność wzór wewnątrz wzoru powierzchniowego 12. Na fig. 2 odpowiada przykładowo w pierwszym elemencie powierzchniowym 14 struktura dyfrakcyjna B(x,y,T=0°), w drugim elemencie powierzchniowym 15 struktura dyfrakcyjna B(x,y,T=90°), w strefie 25 struktura dyfrakcyjna B(x,y,T=0°), w strefie zewnętrznej 26 struktura dyfrakcyjna B(x,y,T=90°) i tak dalej.

Aby powierzchnie elementów powierzchniowych 14, 15 i stref 25, 26 były dobrze widoczne nieuzbrojonym okiem, podłużne elementy powierzchniowe 13, 14, 15 względnie strefy 25, 26 mają wymiary poprzeczne, wynoszące co najmniej 0,5 milimetra.

Dla uproszczenia omawiano dotychczas wzory powierzchniowe 12 z co najmniej jedną parą powierzchni [14, 15], złożoną z pierwszego i drugiego elementu powierzchniowego 14, 15, przy czym wektory 16 (fig. 3) struktur siatkowych G(x,y) w obu elementach powierzchniowych 14, 15 są ustawione w jednym kierunku, na przykład współrzędnej x. W innym przykładzie wykonania elementu zabezpieczającego 2 we wzorze powierzchniowym 12 może być rozmieszczona duża liczba par powierzchni [14, 15] tak, że wektory 16 siatek jednej pary powierzchni różnią się od wektorów 16 siatek innej pary powierzchni [14, 15] współrzędną kątową.

Przykładowo w kołowym pierścieniowym wycinku 27 wzoru powierzchniowego 12 umieszczona jest para powierzchni [14, 15], których oba wektory 16 siatek są skierowane promieniowo, to znaczy lekko rozbieżnie. Bez znaczącego pogorszenia obserwowanego efektu i widoczności struktur dyfrakcyjnych B(x,y,T) oba wektory 16 siatek tej samej pary powierzchni [14, 15] mogą wykazywać względem siebie współrzędną kątową w przedziale od 0 do 10°. Aby osiągnąć opisany powyżej, widoczny efekt, wystarcza, jeżeli oba wektory 16 siatek pary powierzchni [14, 15] są jedynie w zasadzie równoległe, to znaczy kąt pomiędzy nimi wynosi od 0 do 10°. W korzystnym przykładzie wykonania oba wektory 16 siatek pary powierzchni [14, 15] są równoległe. Przykładowo w innym przykładzie wykonania na kołowym pierścieniu 28 umieszczone są obok siebie jednakowe wycinki pierścieniowe 27, przy czym za pierwszym elementem powierzchniowym 14 znajduje się drugi element powierzchniowy 15, za którym z kolei usytuowany jest pierwszy element powierzchniowy 14 i tak dalej, przy czym wektory 16 siatek są skierowane promieniowo. Ten cykliczny układ jest o tyle korzystny, że bez względu na położenie, które element zabezpieczający 2 zajmuje przy obrocie w swej płaszczyźnie, zawsze co najmniej jeden pierwszy element powierzchniowy 14 i jeden drugi element powierzchniowy 15 są tak ustawione, że są widoczne dla obserwatora i przy oświetleniu spolaryzowanym światłem 21 wykazują opisany powyżej efekt. Pierwszy element powierzchniowy 14 i drugi element powierzchniowy 15 należą albo do jednej pary powierzchni [14, 15], albo do dwóch par powierzchni [14, 15], sąsiadujących ze sobą na kołowym pierścieniu 28.

Claims (10)

1. Element zabezpieczający z laminatu z tworzyw sztucznych, ze złożonym mozaikowo z elementów powierzchniowych wzorem powierzchniowym, przy czym laminat z tworzyw sztucznych zawiera umieszczoną pomiędzy warstwą wierzchnią i warstwą ochronną warstwę odwzorowującą i odbijającą padające przez warstwę wierzchnią i warstwę odwzorowującą światło powierzchnię graniczną pomiędzy warstwą odwzorowującą i warstwą ochronną, zaś na powierzchni granicznej w warstwie odwzorowującej odwzorowane są czynnie optycznie struktury elementów powierzchniowych, znamienny tym, że we wzorze powierzchniowym (12) umieszczona jest co najmniej jedna para powierzchni (14, 15), utworzona z pierwszego elementu powierzchniowego (14) i drugiego elementu powierzchniowego (15), że każdy z obu elementów powierzchniowych (14; 15) ma strukturę dyfrakcyjną {B(x,y,T)}, wytworzoną z nałożenia struktury siatkowej {G(x,y)} ze strukturą reliefową {R(x,y)}, że w pierwszym elemencie powierzchniowym (14) wektor struktury siatkowej {G(x,y)} i wektor (17) struktury reliefowej {R(x,y)} są w zasadzie równoległe, zaś w drugim elemencie powierzchniowym (15)

PL 202 809 B1 wektor (16) tej samej struktury siatkowej {G(x,y)} i wektor (17) tej samej struktury reliefowej {R(x,y)} tworzą w zasadzie kąt prosty, że wektory (16) struktur siatkowych {G(x,y)} w obu elementach powierzchniowych (14; 15) są w zasadzie równoległe, że częstości przestrzenne (f_R) obu struktur reliefowych {R(x,y)} są większe niż 2500 linii/milimetr, oraz że częstość przestrzenna (f_R) struktury reliefowej {R(x,y)} jest co najmniej dziesięciokrotnie wyższa niż częstość przestrzenna (f_G) obu struktur siatkowych {G(x,y)}.

2. Element zabezpieczający według zastrz. 1, znamienny tym, że częstość przestrzenna (f_G) struktury siatkowej {G(x,y)} ma wartość z przedziału od 100 do 500 linii/milimetr.

3. Element zabezpieczający według zastrz. 1, znamienny tym, że odbijająca powierzchnia graniczna (8) ma postać warstwy metalicznej o wysokiej przewodności elektrycznej.

4. Element zabezpieczający według zastrz. 1, znamienny tym, że struktura reliefowa {R(x,y)} jest funkcją sinusoidalną.

5. Element zabezpieczający według zastrz. 1 albo 2, albo 3, albo 4, znamienny tym, że struktura siatkowa {G(x,y)} jest funkcją sinusoidalną.

6. Element zabezpieczający według zastrz. 5, znamienny tym, że optyczna wysokość (h_G) profilu struktury siatkowej {(G(x,y)} ma wartość z przedziału od 350 do 550 nm, oraz że optyczna wysokość (h_G) profilu struktury siatkowej {G(x,y)} jest co najmniej dwukrotnie wyższa niż optyczna wysokość (h_R) profilu struktury reliefowej {R(x,y)}.

7. Element zabezpieczający według zastrz. 1 albo 2, albo 3, albo 4, znamienny tym, że struktura siatkowa {G(x,y)} jest funkcją prostokątną.

8. Element zabezpieczający według zastrz. 7, znamienny tym, że optyczna wysokość (h_G) profilu struktury siatkowej {G(x,y)} ma wartość z przedziału od 250 do 400 nm, oraz że optyczna wysokość (h_G) profilu struktury siatkowej {G(x,y)} jest co najmniej o 100 nm wyższa niż optyczna wysokość (h_R) profilu struktury reliefowej {R(x,y)}.

9. Element zabezpieczający według zastrz. 1 albo 2, albo 3, albo 4, znamienny tym, że struktura siatkowa {G(x,y)} jest symetryczną lub asymetryczną funkcją piłokształtną.

10. Element zabezpieczający według zastrz. 1 albo 2, albo 3, albo 4, znamienny tym, że do łączenia z podłożem (3) na warstwę ochronną (6) nałożona jest warstwa kleju (7).