PL208659B1 - Element zmienny optycznie oraz jego zastosowanie - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest element zmienny optycznie oraz jego zastosowania.

Elementy zmienne optycznie wykorzystuje się często do tego, by utrudnić, a jeśli to możliwe, uniemożliwić kopiowanie i niewłaściwe użytkowanie dokumentów lub produktów. Zatem elementy zmienne optycznie znajdują często zastosowanie do zabezpieczania banknotów, kart kredytowych, kart płatniczych i temu podobnych.

Aby utrudnić kopiowanie zmiennych optycznie elementów, znane jest rozwiązanie, polegające na zaopatrywaniu zmiennego optycznie elementu w tworzący cienką błonę ciąg warstw, który wytwarza w drodze interferencji przesunięcia barw, zależne od kąta obserwacji.

W WO 01/03945 A1 opisany jest zabezpieczony produkt, zawierają cy przezroczyste podł o ż e, na którego jedną stronę naniesiona jest cienka błona, która zależnie od zmiany kąta obserwacji wytwarza dostrzegalne przesunięcie barw. Cienka błona składa się z warstwy absorpcyjnej, nałożonej na przezroczyste podłoże, oraz warstwy dielektrycznej, nałożonej na warstwę absorpcyjną. Warstwa absorpcyjna zawiera materiał, stanowiący jeden z wymienionych poniżej materiałów lub ich kombinację: chrom, nikiel, pallad, tytan, kobalt, żelazo, wolfram, molibden, tlenek żelaza lub węgiel. Warstwa dielektryczna składa się z jednego z poniższych materiałów lub ich kombinacji: krzem, tlenek glinu, fluorek magnezu, fluorek glinu, fluorek baru, fluorek wapnia lub fluorek litu.

Celem osiągnięcia jeszcze większej skuteczności przed kopiowaniem na stronie przezroczystego podłoża, przeciwnej względem tworzącego cienką błonę ciągu warstw, wytłoczony jest wzór dyfrakcyjny. Ten wzór dyfrakcyjny działa jak siatka dyfrakcyjna, w związku z czym za pomocą tego dwuwymiarowego wzoru można przykładowo stworzyć dla obserwatora iluzję trójwymiarowego obrazu.

Ponadto zaproponowano, aby wzór dyfrakcyjny był wytłaczany na tej stronie przezroczystego podłoża, na której nakładana są także warstwy cienkiej błony.

Obie te postaci wykonania zmiennego optycznie elementu sprawiają, że w każdym miejscu zmiennego optycznie elementu efekty optyczne, wytwarzane przez warstwy cienkiej błony, oraz efekty optyczne, wytwarzane przez wzór dyfrakcyjny, nakładają się na siebie, tworząc w ten sposób efekt optyczny, który jest trudny do naśladowania i kopiowania.

Wynalazek oparty jest na zmiennym optycznie elemencie, opisanym w WO 02/00445 A1.

Element zmienny optycznie składa się tutaj z kilku warstw, umieszczonych w sposób ciągły jedna na drugiej. Element zmienny optycznie ma po pierwsze cienką błonę, która wytwarza opisany powyżej, optyczny efekt zmiany barw, zależnej od kąta obserwacji. Ponadto zmienny optycznie element ma warstwę replikową, w której wytłoczona jest struktura reliefowa. Ta struktura reliefowa wytwarza kolejny efekt optyczny, mianowicie opisany powyżej efekt dyfrakcyjny, za pomocą którego można przedstawiać hologramy i temu podobne. Od strony technologicznej nakłada się przy tym najpierw warstwy cienkiej błony na warstwę replikową, a następnie wytłacza się warstwę reliefową.

Alternatywnie do powyższego w WO 02/00445 A1 przedstawiono rozwiązanie, w którym rozdzielono efekt optyczny, wytwarzany przez strukturę cienkiej błony, i efekt optyczny uzyskany w wyniku obecności struktury reliefowej. W tym celu zaproponowano dwa sposoby postępowania.

Po pierwsze zaproponowano, aby pomiędzy strukturą reliefową, która za pomocą ugięcia wytwarza obraz holograficzny, i cienką błoną, która wytwarza efekt przesunięcia barw, umieścić warstwę nieprzezroczystą. Za pomocą tej warstwy nieprzezroczystej oddziela się warstwę reliefową od struktury cienkiej błony. Druga możliwość polega na tym, by umieścić dwie lub więcej warstw w zasadzie przezroczystego materiału pomiędzy strukturą reliefową, wytwarzającą obraz holograficzny w drodze ugięcia, i warstwami cienkiej błony. Warstwy te mogą zawierać jedną lub więcej warstw o wysokim współczynniku załamania i warstwę klejącą. Za pomocą tych warstw zwiększa się odbicie, a co za tym idzie, natężenie światła w obszarze struktury reliefowej, wytwarzającej obraz holograficzny.

Taki zmienny element optyczny można przy tym wykonać w sposób następujący: najpierw wytłacza się wzór w folii holograficznej. Folię tę pokrywa się następnie lokalnie warstwą metaliczną, po czym naparowuje się kolejno warstwy cienkiej błony. Jako ostatnią nakłada się na całą powierzchnię warstwę metaliczną.

Kolejna możliwość polega na pokryciu prefabrykowanego ciągu warstw cienkiej błony przetłaczalnym lakierem i wytłoczeniu w tym lakierze struktury reliefowej. Ponadto zaproponowano sklejanie takich prefabrykowanych warstw cienkiej błony z prefabrykowanymi mikrostrukturami.

W WO 02/00445 A1 opisane jest zatem zastosowanie albo elementów zabezpieczają cych, w których efekt optyczny, wytworzony przez struktury dyfrakcyjne, i efekt optyczny, wytworzony przez

PL 208 659 B1 struktury cienkiej błony, są sprzężone ze sobą, albo elementów zabezpieczających, w których efekt optyczny, wytworzony przez struktury dyfrakcyjne, i efekt optyczny, wytworzony przez struktury cienkiej błony, są oddzielone od siebie.

Celem wynalazku jest utrudnienie naśladownictwa i kopiowania zmiennych optycznie elementów, a co za tym idzie, poprawa skuteczności zabezpieczenia zaopatrzonych w nie produktów przed fałszerstwem.

Element zmienny optycznie w postaci wielowarstwowego elementu foliowego, zwłaszcza zmienny optycznie element zabezpieczający do zabezpieczania banknotów, kart kredytowych i temu podobnych, przy czym wielowarstwowy element foliowy ma cienką powłokę o strukturze warstw interferencyjnych do wytwarzania zależnego od kąta obserwacji przesunięcia barw za pomocą interferencji i/lub warstwę odbijającą metalicznie, według wynalazku charakteryzuje się tym, że ma przezroczyste okienko, zaś cienka powłoka i/lub warstwa odbijająca metalicznie ma postać elementu częściowego, mianowicie częściowego elementu cienkopowłokowego względnie częściowej warstwy odbijającej, przy czym jeden lub więcej częściowych elementów otacza obszar powierzchni przezroczystego okienka, ponadto ma warstwę replikową, która rozciąga się na obszarze powierzchni przezroczystego okienka oraz na obszarze powierzchni częściowego elementu cienkopowłokowego i/lub częściowej warstwy odbijającej, zaś przezroczyste okienko jest zaopatrzone w strukturę dyfrakcyjną.

Korzystnie element zmienny optycznie ma strukturę dyfrakcyjną, która rozciąga się zarówno na obszarze powierzchni przezroczystego okienka, jak też na obszarze powierzchni częściowego elementu cienkopowłokowego i/lub częściowej warstwy odbijającej.

Korzystnie występuje różnica poziomów pomiędzy przezroczystym okienkiem i częściową warstwą odbijającą i/lub częściowym elementem cienkopowłokowym.

Korzystnie przezroczyste okienko zawiera częściowy element przezroczysty.

Korzystnie częściowy element przezroczysty ma barwioną warstwę prześwitującą i/lub ma własności rozpraszające.

Korzystnie częściowy element przezroczysty ma warstwę absorpcyjną, natomiast nie ma warstwy dystansowej, albo ma warstwę dystansową, natomiast nie ma warstwy absorpcyjnej.

Korzystnie częściowy element cienkopowłokowy ma warstwę absorpcyjną i warstwę dystansową i/lub ma kilka warstw o różnym współczynniku załamania i/lub ma warstwę prześwitującą i/lub ma warstwę odbijającą, zwłaszcza warstwę metaliczną.

Korzystnie częściowy element cienkopowłokowy ma częściową warstwę odbijającą, zwłaszcza warstwę metaliczną, która jedynie częściowo pokrywa obszar powierzchni częściowego elementu cienkopowłokowego, i/lub ma warstwę lakieru ochronnego, która rozciąga się na obszarze powierzchni przezroczystego okienka oraz na obszarze powierzchni częściowego elementu cienkopowłokowego i/lub częściowej warstwy odbijającej.

Korzystnie element zmienny optycznie ma warstwę klejącą, która rozciąga się na obszarze powierzchni przezroczystego okienka oraz na obszarze powierzchni częściowego elementu cienkopowłokowego i/lub częściowej warstwy odbijającej.

Element zmienny optycznie według wynalazku stosuje się w produkcie zabezpieczonym.

Element zmienny optycznie według wynalazku stosuje się również w folii, zwłaszcza folii do tłoczenia lub folii do laminowania.

Wynalazek sprawił, że zmienny optycznie element według wynalazku jest znacznie trudniejszy do skopiowania niż zmienne optycznie elementy, znane ze stanu techniki. Zwiększa to znacznie skuteczność zabezpieczenia przed fałszerstwem produktów, zaopatrzonych w ukształtowany według wynalazku, optycznie zmienny element. W szczególności lepsze zabezpieczenie przed fałszerstwem osiąga się w przypadku zbudowanych warstwowo, płaskich elementów.

Tak na przykład opisany w WO 02/00445 A1, zmienny optycznie element - co przedstawiono w WO 02/00445 A1 jako moż liwość wytwarzania - moż na imitować w ten sposób, ż e prefabrykowaną folię cienkopowłokową obrabia się przy użyciu stempla do tłoczenia, za pomocą którego w folii wytłacza się strukturę dyfrakcyjną. W zmiennym optycznie elemencie według wynalazku nie jest to już możliwe. Częściowe nakładanie częściowego okienka, otoczonego częściową warstwą odbijającą i/lub częściowym elementem cienkopowłokowym, wymaga znacznych nakładów technologicznych. Wytworzony w ten sposób, częściowy element cienkopowłokowy stanowi w porównaniu do prefabrykowanej folii cienkopowłokowej element zindywidualizowany, w związku z czym zmienny optycznie element nie może być kopiowany na podstawie prefabrykowanego ciągu warstw cienkiej powłoki.

PL 208 659 B1

Inne zalety w odniesieniu do dotychczasowych pojedynczych obrazów lub leżących jeden na drugim, płaskich elementów polegają na lepszej integracji optycznej z całym, podlegającym ochronie elementem, możliwości celowego uwidocznienia wzorów, napisów i kodów umieszczonych pod zmiennym optycznie elementem i stworzeniu w ten sposób dodatkowej cechy zabezpieczającej, celowym rozmieszczeniu geometrycznym okienek funkcyjnych (możliwość odczytu maszynowego, dane osobiste i inne) oraz lepiej dostosowanym wyborze własności fizyczno-chemicznych poszczególnych elementów częściowych (korozja, przyczepność międzywarstwowa i inne).

Korzystne jest, jeżeli zmienny optycznie element ma jedną lub więcej następnych warstw, które rozciągają się na obszarze powierzchni przezroczystego okienka oraz na obszarze powierzchni częściowego elementu cienkopowłokowego i/lub częściowej warstwy odbijającej. Zmienny optycznie element zawiera zatem korzystne warstwę replikową, warstwę lakieru ochronnego i/lub warstwę klejącą, która rozciąga się na obszarze powierzchni przezroczystego okienka oraz na obszarze powierzchni częściowego elementu cienkopowłokowego i/lub częściowej warstwy odbijającej. Warstwy te mogą również pokrywać całą powierzchnię.

Skuteczność zabezpieczenia przed fałszowaniem można zwiększyć tak, że w obszarze powierzchni przezroczystego okienka umieszczona jest struktura dyfrakcyjna, zwłaszcza do wytwarzania efektów ugięcia. Za pomocą takiej struktury dyfrakcyjnej można przykładowo wytwarzać hologramy. Struktura dyfrakcyjna może zajmować obszar całej powierzchni przezroczystego okienka. Naśladownictwo tej cechy zabezpieczającej zostaje jednak utrudnione, jeżeli struktura dyfrakcyjna zajmuje tylko część powierzchni przezroczystego okienka, a zatem stanowi w odniesieniu do przezroczystego okienka częściowy element dyfrakcyjny. Takie częściowe nakładanie sprawia, że błędy dopasowania, które mogą występować w pewnych okolicznościach w obszarze granicznym pomiędzy przezroczystym okienkiem i otaczającymi elementami częściowymi, stają się łatwiej widoczne dla obserwatora.

Naśladownictwo zmiennego optycznie elementu ulega dalszemu znacznemu utrudnieniu, jeżeli element zmienny optycznie ma strukturę dyfrakcyjną, która rozciąga się zarówno na obszarze powierzchni przezroczystego okienka, jak też na obszarze powierzchni częściowego elementu cienkopowłokowego i/lub częściowej warstwy odbijającej. Struktura dyfrakcyjna rozciąga się tym samym na linii granicznej pomiędzy przezroczystym okienkiem i otaczającym go, jednym lub więcej częściowymi elementami. Jeżeli przy próbie naśladowania spróbuje się przetłoczyć stemplem strukturę dyfrakcyjną, rozciągającą się na tej linii granicznej, wówczas z uwagi na zróżnicowaną budowę warstwową różnych elementów częściowych (przezroczyste okienko, częściowa warstwa odbijająca, częściowy element cienkopowłokowy). W ten sposób widoczna staje się co najmniej ta linia graniczna w obrębie hologramu przedstawianego przez strukturę dyfrakcyjną, przykładowo w wyniku błędu powstałego w hologramie. Taka próba naśladownictwa jest zatem łatwa do stwierdzenia dla obserwatora i może być zidentyfikowana jako fałszerstwo.

Efekt ten można wzmocnić, jeżeli pomiędzy przezroczystym okienkiem i częściową warstwą odbijającą i/lub częściowym elementem cienkopowłokowym występują różnice poziomów, czyli w tych obszarach powierzchni zmienny optycznie element ma zróżnicowaną całkowitą grubość warstw. Także dobór materiałów w tych obszarach (na przykład o różnej twardości) i kompozycji warstw pozwala na wzmocnienie tego efektu.

Jeżeli przezroczyste okienko zawiera częściowy element przezroczysty o szczególnych własnościach ontycznych, wówczas różne częściowe elementy (częściowy element przezroczysty, częściowy element cienkopowłokowy, częściowa warstwa odbijająca) następują kolejno po sobie. Utrudnia to, jak już wspomniano, kopiowanie zmiennego optycznie elementu w porównaniu do znanych zmiennych optycznie elementów zabezpieczających o budowie warstwowej. Częściowy element przezroczysty może zawierać dodatkową cechę zabezpieczającą w postaci barwionej warstwy prześwitującej lub mieć własności rozpraszania światła.

Możliwość związana z technologicznymi zaletami wytwarzania częściowego elementu przezroczystego, polega na tym, że w obszarze powierzchni częściowego elementu przezroczystego, czyli w przezroczystym okienku, nał o ż ona jest warstwa absorpcyjna, natomiast nie ma warstwy dystansowej. Korzyści te osiąga się również wówczas, gdy w obszarze powierzchni częściowego elementu przezroczystego znajduje się warstwa dystansowa, natomiast nie ma warstwy absorpcyjnej.

Korzystnie częściowy element cienkopowłokowy składa się z warstwy absorpcyjnej i warstwy dystansowej. Ponadto możliwe jest rozwiązanie, w którym częściowy element cienkopowłokowy składa się z większej liczby warstw, mających naprzemiennie różne współczynniki załamania.

PL 208 659 B1

Skuteczność zabezpieczenia przed fałszowaniem można dodatkowo zwiększyć, jeżeli częściowy element cienkopowłokowy ma warstwę odbijającą, korzystnie warstwę metaliczną. Częściowy element cienkopowłokowy staje się wówczas lepiej rozpoznawalny.

Alternatywnie istnieje także możliwość zaopatrzenia częściowego elementu cienkopowłokowego w warstwę prześwitującą. W tym przypadku szczególnie korzystne jest zabarwienie tej warstwy prześwitującej i stworzenie w ten sposób dodatkowej cechy zabezpieczającej.

Imitowanie zmiennego optycznie elementu można jeszcze bardziej utrudnić, jeżeli częściowy element cienkopowłokowy jest zaopatrzony w częściową warstwę odbijającą, zwłaszcza warstwę metaliczną, która jedynie częściowo pokrywa obszar powierzchni częściowego elementu cienkopowłokowego. Poza związanym z tym zwiększeniem skuteczności zabezpieczenia przed fałszowaniem można w ten sposób uzyskać również interesujące efekty dekoracyjne. Zwiększa się tym samym bogactwo form, jakie można nadać zmiennemu optycznie elementowi.

Korzyści te można osiągnąć również tak, że częściowy element cienkopowłokowy jest zaopatrzony w częściową strukturę dyfrakcyjną, która jedynie częściowo pokrywa obszar powierzchni częściowego elementu cienkopowłokowego.

Oba te środki, mianowicie częściowa warstwa odbijająca i częściowa struktura dyfrakcyjna, można także realizować równolegle.

Możliwe jest także stosowanie dowolnych wzajemnych kombinacji poszczególnych elementów ukształtowania zmiennego optycznie elementu, mianowicie „częściowego elementu przezroczystego z częściową warstwą odbijającą”, „częściowego elementu przezroczystego z częściową strukturą dyfrakcyjną” i „częściowego elementu przezroczystego z częściowym elementem cienkopowłokowym”. Zmienny optycznie element według wynalazku może zatem charakteryzować się dużą liczbą kombinacji skutecznych cech zabezpieczających oraz dużą liczbą cech ukształtowania, poprawiających jego wygląd zewnętrzny.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia zmienny optycznie element w przekroju, fig. 2a - pierwszy przykład wykonania zmiennego optycznie elementu, fig. 2b - drugi przykład wykonania zmiennego optycznie elementu, fig. 2c - trzeci przykład wykonania zmiennego optycznie elementu, fig. 3 - następny przykład wykonania zmiennego optycznie elementu, w przekroju, fig. 4 - kolejny przykład wykonania zmiennego optycznie elementu, w przekroju, fig. 5a - nast ę pny przykł ad wykonania zmiennego optycznie elementu, w przekroju, fig. 5b - następny przykład wykonania zmiennego optycznie elementu, w przekroju, fig. 6 - następny przykład wykonania zmiennego optycznie elementu, w przekroju, oraz fig. 7 - następny przykład wykonania zmiennego optycznie elementu, w przekroju.

Na fig. 1 ukazana jest zasadnicza budowa zmiennego optycznie elementu 0. Zmienny optycznie element 0 jest przeznaczony do umieszczania na zabezpieczanym produkcie, na przykład na banknocie, karcie kredytowej, karcie płatniczej lub dokumencie. Ponadto istnieje możliwość dostosowania zmiennego optycznie elementu do nakładania go na przedmioty, na przykład CD, lub na opakowania, jako oznakowania zabezpieczającego lub potwierdzającego oryginalność.

Zmienny optycznie element 0 może przyjmować wiele postaci. Zmienny optycznie element 0 może przykładowo mieć postać nici zabezpieczającej, przeznaczonej do umieszczania na jednym z wymienionych powyżej przedmiotów.

Na fig. 1 ukazany jest nośnik 1 i pięć warstw 2 do 6. Zmienny optycznie element 0 jest utworzony z warstw 2 do 6. Warstwę 2 stanowi warstwa lakieru ochronnego i/lub warstwa odrywalna, warstwę 3 warstwa absorpcyjna, zaś warstwę 4 warstwa dystansowa. Warstwa 5 jest warstwą metaliczną lub warstwą typu HRI (HRI = High Refraction Index). Warstwa 6 jest warstwą klejącą.

Nośnik 1 jest przykładowo wykonany z PET. Nośnik służy ze względów technologicznych do wykonania zmiennego optycznie elementu. Przy nakładaniu lub po nałożeniu zmiennego optycznie elementu na zabezpieczany obiekt następuje usunięcie nośnika 1. Na fig. 1 zmienny optycznie element jest zatem ukazany w stadium, w którym stanowi on część folii, na przykład folii do tłoczenia lub folii do laminowania.

W przypadku, gdy zmienny optycznie element 0 stanowi część folii do laminowania, warstwa 2 zawiera warstwę nadającą przyczepność.

Cienka błona charakteryzuje się w zasadzie interferencyjnym układem warstw, który wytwarza przesunięcia barw, zależne od kąta obserwacji. Może on mieć postać elementu refleksyjnego, zaopatrzonego przykładowo w warstwy metaliczne o wysokim współczynniku odbicia, lub elementu prześwitującego z przezroczystą optyczną warstwą rozdzielczą (wyższy współczynnik załamania (HRI) lub

PL 208 659 B1 niższy współczynnik załamania (LRI)) względem graniczących z nim warstw. Zasadnicza budowa cienkiej błony obejmuje warstwę absorpcyjną (korzystnie od 30 do 65% transmisji), przezroczystą warstwę dystansową jako warstwę powodującą zmianę barwy (na przykład warstwę o grubości jednej czwartej lub połowy długości fali) i warstwę metaliczną jako warstwę odbijającą lub optyczną warstwę rozdzielczą jako warstwę prześwitującą.

Warstwy 3, 4 i 5, czyli warstwa absorpcyjna, warstwa dystansowa i warstwa metaliczna lub warstwa HRI tworzą cienką błonę, która w drodze interferencji wytwarza przesunięcia barw, zależne od kąta obserwacji. Wytwarzane przez cienką błonę przesunięcia barw leżą przy tym korzystnie w zakresie światła widzialnego dla ludzi. Ponadto cienka błona ma postać częściowego elementu cienkopowłokowego, który pokrywa powierzchnię zmiennego optycznie elementu 0 tylko lokalnie i na kształt wzoru.

Jeżeli warstwę 5 stanowi warstwa odbijająca, na przykład z aluminium, wówczas grubość warstwy dystansowej 4 należy dobrać tak, aby był spełniony warunek λ/4. Jeżeli warstwę 5 stanowi warstwa prześwitujące, wówczas warstwa dystansowa 4 musi spełniać warunek λ/2.

Częściowy element cienkopowłokowy może składać się z ciągu warstw o wysokim i niskim współczynniku załamania. Przykładowo częściowy element cienkopowłokowy może być zbudowany z 3 do 9 takich warstw (nieparzysta liczba warstw cienkiej błony) lub z 2 do 10 takich warstw (parzysta liczba warstw cienkiej błony). Im większa jest liczba warstw, tym ostrzej można ustawić długość fali dla uzyskania efektu zmiany barw.

Przykłady typowych grubości poszczególnych warstw częściowego elementu cienkopowłokowego i przykłady materiałów, nadających się w zasadzie do zastosowania na warstwy częściowego elementu cienkopowłokowego, są ujawnione w WO 01/03945, strona 5/wiersz 30 do strony 8/wiersz 5.

Warstwa 5 ma postać częściowej warstwy metalicznej lub warstwy HRI. Jako materiały na warstwę 5 w grę wchodzą przykładowo Al, Ag, Cu, Au lub kombinacja tych materiałów.

Ponadto warstwa 5 może mieć strukturyzowaną powierzchnię. Może ona zatem zawierać strukturę dyfrakcyjną, strukturę refrakcyjną (soczewki) lub struktury makroskopowe. Ponadto może ona mieć niestrukturyzowaną powierzchnię lustrzaną lub rozpraszającą.

Zmienny optycznie element 0 zawiera zatem częściowy element cienkopowłokowy, utworzony z istniejących jedynie częściowo warstw 3, 4 i 5 i/lub częściowej warstwy odbijającej 5. Te elementy częściowe otaczają obszar powierzchni uformowanego w zmiennym optycznie elemencie 0, przezroczystego okienka, w którym brakuje warstw 3, 4 i 5.

W zasadzie można zrezygnować z jednej lub kilku warstw ukazanych na fig. 1. Ponadto zmienny optycznie element 0 może zawierać dodatkowo jedną lub więcej następnych warstw.

Na fig. 2a do 2c ukazane są trzy zmienne optycznie elementy 10, 20 względnie 30. Zmienny optycznie element 10 ma trzy obszary 11 do 13 powierzchni, zmienny optycznie element 20 ma trzy obszary 21 do 23 powierzchni, zaś zmienny optycznie element 30 na trzy obszary 31 do 33 powierzchni.

Obszary 12, 23 i 31 zmiennych optycznie elementów 10, 20 względnie 30 są pokryte częściowym elementem cienkopowłokowym. Jak widać na fig. 2a do 2c, każdy z częściowych elementów cienkopowłokowych ma postać lokalnie uformowanego wzoru.

Każdy z częściowych elementów cienkopowłokowych może być przy tym prześwitujący lub odbijający. Częściowe ukształtowanie elementu w postaci wzoru, zarówno prześwitującego jak też odbijającego, w obrębie danego obszaru powierzchni pozwala osiągnąć inne interesujące efekty. Ponadto obszary 12, 23 i 31 powierzchni mogą być także zaopatrzone w strukturę dyfrakcyjną.

Obszary 11, 22 i 33 powierzchni zmiennych optycznie elementów 10, 20 względnie 30 są pokryte częściową metalizacją. Również te obszary powierzchni mogą być zaopatrzone w strukturę dyfrakcyjną.

W każdym z obszarów 13, 21 i 32 powierzchni zmiennych optycznie elementów 10, 20 względnie 30 widoczne jest przezroczyste okienko. Przezroczyste okienka zawierają po jednym częściowym przezroczystym elemencie. Element ten jest przezroczysty lub prześwitujący (kompozycje prześwitujących lakierów, kompozycje tlenkowe, częściowo metalizowane, rozpraszające, prześwitujące, organiczne i nieorganiczne). Także te obszary powierzchni mogą być zaopatrzone w strukturę dyfrakcyjną. Przezroczysty element może zawierać struktury dyfrakcyjne, struktury refrakcyjne (na przykład mikrosoczewki), struktury makroskopowe (większe niż 5 ..m) lub mieć rozpraszającą powierzchnię. Szczególnie korzystne jest przy tym, jeżeli ta struktura dyfrakcyjna, jak wspomniano wyżej, rozciąga się

PL 208 659 B1 w sąsiednich obszarach 12, 22 względnie 31 i 33 powierzchni. Ponadto przezroczysty element może być zabarwiony.

Możliwe jest rozwiązanie, w którym przezroczyste okienko nie jest otoczone pojedynczym elementem częściowym, jak przedstawiono na fig. 2a do 2b. Również dwa lub więcej elementów częściowych (częściowa warstwa odbijająca, częściowy element cienkopowłokowy) może wspólnie otaczać przezroczyste okienko. Tak na przykład na fig. 2c dolną połowę powierzchni 31 może stanowić częściowy element cienkopowłokowy, zaś górną połowę powierzchni 31 może stanowić częściowa warstwa odbijająca.

Należy podkreślić, że wszystkie przedstawione schematycznie układy elementów z fig. 2a do 2c mogą być wykonane we wzajemnej zgodności i bez ograniczania ich ogólnej postaci mogą zawierać zarówno graficzne elementy obrazowe, znaki alfanumeryczne i geometryczne, kody paskowe i przypadkowe wzory oraz ich kombinacje.

Na fig. 3 uwidoczniona jest możliwa budowa zmiennego optycznie elementu, zaopatrzonego w przezroczyste okienko.

Na fig. 3 ukazany jest nośnik 1, pięć warstw 32 do 37 i dwa obszary 39a i 39b powierzchni.

Warstwę 32 stanowi warstwa lakieru ochronnego i/lub warstwa odrywalna, warstwę 33 warstwa replikowa, wykonana z lakieru replikacyjnego. Warstwę 35 stanowi warstwa metaliczna lub warstwa HRI (HRI = High Refraction Index). Warstwę 36 tworzy materiał odporny na trawienie. Warstwa 37 jest warstwą klejącą.

Celem wykonania takiej struktury warstwowej na całą powierzchnię nośnika 31 nakłada się warstwę lakieru ochronnego/warstwę odrywalną 32, warstwę replikową 33 i warstwę metaliczną 35. Następnie przy użyciu narzędzia do tłoczenia zaopatruje się częściowo warstwę 35 w struktury dyfrakcyjne. W następnym etapie warstwę metaliczną 35 zadrukowuje się materiałem odpornym na trawienie, formując w ten sposób jedynie częściową warstwę 36.

Następnie powierzchnię niepokrytą materiałem odpornym na trawienie usuwa się w drodze trawienia.

Alternatywnie można również usunąć warstwę metaliczną 35 przy użyciu techniki zmywania, na przykład zmywania laserowego, erozji iskrowej, obróbki plazmowej lub jonowej względnie w drodze demetalizacji. Takie techniki zmywania pozwalają na przenoszenie obrazów, tekstów i kodów, zapamiętanych w postaci cyfrowej.

Powstałe w ten sposób pomiędzy częściowymi warstwami 35 i 36 przestrzenie tworzą przezroczyste okienko. Ponadto w powstałych w ten sposób pomiędzy częściowymi warstwami 35 i 36 przestrzeniach można umieścić częściowy element cienkopowłokowy, który pokrywa jedynie częściowe obszary wspomnianych przestrzeni. Warstwy częściowego elementu cienko-powłokowego mogą być przy tym nakładane w drodze naparowywania przy użyciu odpowiednio ukształtowanych masek lub w drodze drukowania warstw w obszarze przestrzeni.

Na fig. 4 ukazany jest zmienny optycznie element, w którym obszar powierzchni przezroczystego okienka zawiera warstwę dystansową, natomiast nie zawiera warstwy absorpcyjnej.

Na fig. 4 ukazany jest nośnik 41, pięć warstw 42 do 47 i kilka obszarów powierzchniowych 49a do 49d.

Warstwę 42 stanowi warstwa lakieru ochronnego i/lub warstwa odrywalna, warstwę 43 warstwa absorpcyjna. Warstwę 44 stanowi warstwa dystansowa. Warstwę 46 stanowi warstwa metaliczna lub warstwa HRI (HRI = High Refraction Index). Warstwa jest warstwą klejącą.

Celem wykonania takiej struktury warstwowej na całą powierzchnię nośnika 41 nakłada się warstwę lakieru ochronnego/warstwę odrywalna 42 i warstwę absorpcyjną 43. Warstwa absorpcyjna może być przy tym nakładana poprzez naparowywanie lub metodą drukarską.

Następnie usuwa się częściowo warstwę absorpcyjną w obszarach 49b powierzchni.

To częściowe usunięcie warstwy absorpcyjnej odbywa się poprzez trawienie pozytywne lub negatywne. W przypadku trawienia bezpośredniego środek trawiący można nanosić w postaci wzoru metodą drukarską, na przykład za pomocą wałka lub przy zastosowaniu sitodruku. Ponadto można nałożyć maskę do trawienia, którą po trawieniu usuwa się poprzez zmywanie.

Ponadto warstwę absorpcyjną można również usunąć przy użyciu techniki zmywania, na przykład zmywania laserowego, erozji iskrowej, obróbki plazmowej lub jonowej względnie w drodze demetalizacji. Takie techniki zmywania pozwalają na przenoszenie obrazów, tekstów i kodów, zapamiętanych w postaci cyfrowej.

PL 208 659 B1

Zamiast nakładania warstwy absorpcyjnej na całą powierzchnię można również nakładać ją na warstwę 42 jedynie częściowo. Może się to odbywać poprzez naparowywanie przy użyciu ukształtowanych w postaci wzoru masek do naparowywania lub w drodze odpowiedniego drukowania warstwy absorpcyjnej 43 w postaci wzoru na warstwie 42.

Na całą powierzchnię częściowo uformowanej warstwy absorpcyjnej 43 nakłada się teraz warstwę dystansową 44. Nakładanie warstwy absorpcyjnej może odbywać się w drodze naparowywania lub poprzez nadrukowanie warstwy absorpcyjnej na całej powierzchni.

Obszary 49a powierzchni są po tej operacji pokrywane cienką błoną, składającą się z warstwy absorpcyjnej 43 i warstwy dystansowej 44. Ta cienka błona wytwarza (po nałożeniu następnych warstw, które działają jak optyczne warstwy rozdzielcze) przy odpowiednim padaniu światła zależne od kąta obserwacji przesunięcia barw w drodze interferencji. W obszarach 49b powierzchni brakuje warstwy absorpcyjnej 43, w związku z czym nie mogą tam zachodzić takie przesunięcia barw.

Ponadto możliwe jest rozwiązanie, w którym nie tylko warstwę absorpcyjną 43, lecz także warstwę dystansową 44 nakłada się jedynie częściowo na warstwę absorpcyjną 43 lub częściowo się ją usuwa.

Istnieje po pierwsze możliwość, aby na częściowo uformowaną warstwę absorpcyjną 43 nałożyć na całą powierzchnię warstwę dystansową 44, a następnie przy użyciu jednej - wymienionych metod (trawienie pozytywne, trawienie negatywne, zmywanie) usunąć warstwę dystansową w zgodności z częściowo uformowaną warstwą absorpcyjną.

Ponadto istnieje możliwość nałożenia warstwy absorpcyjnej 43 i warstwy dystansowej 44 na całą powierzchnię, po czym usunięcia obu warstw wspólnie przy użyciu jednej z wymienionych wyżej technik (trawienie pozytywne, trawienie negatywne, zmywanie).

Poza tym istnieje możliwość nadrukowania warstwy dystansowej w zgodności z częściowo uformowaną warstwą absorpcyjną przy użyciu techniki drukarskiej.

Alternatywnie obszar powierzchni przezroczystego okienka może zawierać warstwę absorpcyjną, natomiast nie zawierać warstwy dystansowej.

Można to osiągnąć w ten sposób, że warstwę absorpcyjną nakłada się na całą powierzchnię, na przykład poprzez naparowywanie lub nadrukowywanie. Następnie nakłada się warstwę dystansową jedynie częściowo przy użyciu techniki drukarskiej. Również tutaj istnieje możliwość nałożenia warstwy dystansowej na całą powierzchnię i następnego jej usunięcia przy użyciu jednego z wymienionych wyż ej sposobów (trawienie pozytywne, trawienie negatywne, zmywanie).

Ponadto istnieje możliwość dokonania takiej zmiany grubości warstwy dystansowej lub warstwy absorpcyjnej poprzez dodatkowe naparowanie lub dodatkowy nadruk, aby nie mogła ona już pełnić swojej funkcji i tym samym została „wygaszona”.

Na tak nałożone i uformowane warstwy 43 i 44 nakłada się teraz warstwę 46.

Jeżeli warstwa 46 jest warstwą odbijającą, wówczas jest ona korzystnie z metalu. Metal ten może być również barwiony. Jako materiały w grę wchodzi w zasadzie chrom, aluminium, miedź, żelazo, nikiel lub stop tych materiałów.

Ponadto w tym przypadku można nanosić pigmenty metaliczne o wysokim połysku lub pigmenty odbijające, które tworzą następnie warstwę odbijającą.

Warstwę odbijającą 46 nakłada się przy tym jedynie częściowo, w związku z czym obszar powierzchni przezroczystego okienka nie jest pokryty warstwą odbijającą 46. Również tutaj istnieje możliwość początkowego nałożenia warstwy 46 na całą powierzchnię, na przykład poprzez naparowanie, a następnie usunięcie jej przy użyciu jednej z opisanych powyżej technik (trawienie pozytywne, trawienie negatywne, zmywanie). Ponadto możliwe jest także częściowe naparowanie przy użyciu maski do naparowywania. Jeżeli jako warstwę odbijającą zastosuje się pigmenty metaliczne, wówczas warstwę tę można częściowo nadrukować, tworząc częściową warstwę odbijającą.

Jeżeli warstwa 46 jest warstwą prześwitującą, wówczas w grę wchodzą zwłaszcza takie materiały, jak tlenki, siarczki lub związki tlenowców niewykazujących własności metalicznych. Decydujące dla doboru materiału jest to, aby w porównaniu do materiałów zastosowanych w warstwie dystansowej 44 istniała różnica we współczynniku załamania. Różnica ta powinna być nie mniejsza niż 0,2 do 0,5. Zależnie od materiału użytego na warstwę dystansową 44, na warstwę 46 stosuje się zatem materiał HRI lub LRI. Warstwę prześwitującą może również stanowić warstwa klejąca, która spełnia powyższy warunek w odniesieniu do współczynnika załamania.

W wyniku częściowego nakładania warstwy prześwitującej można osiągnąć opisany powyżej „efekt wygaszenia”. Jeżeli z warstwą dystansową styka się warstwa (na przykład warstwa klejąca),

PL 208 659 B1 która nie spełnia opisanego wyżej warunku odnośnie do współczynnika załamania, wówczas ma miejsce zwiększenie optycznej grubości warstwy dystansowej i nie występuje już efekt interferencji.

Jak przedstawiono na fig. 4, w rezultacie takiego postępowania w obszarach 49a do 49d powierzchni występują zróżnicowane elementy częściowe.

Obszar 49a powierzchni ma prześwitujący częściowy element cienkopowłokowy. Obszar 49b powierzchni ma element odbijający. Obszary 49c powierzchni mają odbijający częściowy element cienkopowłokowy. Obszar 49d powierzchni ma częściowy element przezroczysty, który tworzy przezroczyste okienko.

Na podstawie fig. 5a i 5b objaśnione są poniżej różne możliwości wytwarzania i kształtowania przezroczystego częściowego elementu w elemencie zmiennym optycznie.

Na fig. 5a ukazany jest nośnik 81, siedem warstw 82 do 89 i kilka obszarów 89a i 89b powierzchni. Warstwę 82 stanowi warstwa lakieru ochronnego i/lub warstwa odrywalna. Warstwę 83 stanowi warstwa replikowa. Z tej warstwy można by również zrezygnować. Warstwę 84 stanowi warstwa absorpcyjna. Warstwę 86 tworzy element przezroczysty. Warstwa 88 jest warstwą metaliczną. Warstwa 89 jest warstwą klejącą.

Warstwy 82, 83, 84, 85, 88 i 89 są ukształtowane analogicznie, jak to opisano w przykładach wykonania dotyczących fig. 3 i 4, są nakładane na nośnik 81 w sposób również tam opisany.

Warstwę 86 tworzy prześwitujący lub przezroczysty materiał. Jako materiał na warstwę 86 można zastosować przykładowo kompozycje prześwitujących lakierów, ale również kompozycje tlenkowe, częściowo metalizowane, rozpraszające, prześwitujące, organiczne lub nieorganiczne. Warstwę 86 nakłada się na warstwę 83 na przykład techniką drukowania. Do nakładania częściowej warstwy 86 można ponadto wykorzystać metody opisane w przykładach wykonania dotyczących fig. 3 i 4.

W przypadku materiału użytego na warstwę 86 może chodzić o ten sam materiał, jaki zastosowano na warstwę dystansową 85.

Na fig. 5b ukazany jest nośnik 91, siedem warstw 92, 93, 94, 95, 96, 98 i 99, struktury dyfrakcyjne 97 i kilka obszarów 99a do 99d powierzchni. Warstwę 92 stanowi warstwa lakieru ochronnego i/lub warstwa odrywalna. Warstwę 93 stanowi warstwa replikowa. Warstwę 94 stanowi warstwa absorpcyjna. Warstwę 96 tworzy częściowy element przezroczysty. Warstwa 98 jest warstwą metaliczną. Warstwa 99 jest warstwą klejącą.

Warstwy 92, 93, 94, 95, 98 i 99 są ukształtowane analogicznie, jak to opisano w przykładach wykonania dotyczących fig. 3 i 4, i są nakładane na nośnik 91 w sposób również tam opisany. Warstwa 96 jest ukształtowana analogicznie do fig. 5a.

Przed nałożeniem warstwy 94 i/lub warstwy 96 na powierzchnię warstwy 93 nakłada się za pomocą stempla do tłoczenia lub innej z opisanych metod struktury dyfrakcyjne 97. Jak wynika z fig. 5b, struktury dyfrakcyjne 97 można przy tym umieszczać zarówno w obszarach powierzchni, które są pokryte częściowym elementem przezroczystym, jak też na takich obszarach powierzchni, które nie są pokryte częściowym elementem przezroczystym.

Na fig. 6 i 7 ukazane są niektóre możliwości łączenia częściowego przezroczystego elementu z częściowymi strukturami dyfrakcyjnymi, częściowymi elementami cienkopowłokowymi i częściowymi warstwami odbijającymi.

Na fig. 6 ukazany jest nośnik 101, dziewięć warstw 102 do 109 i kilka obszarów 109a do 109d powierzchni. Warstwę 102 stanowi warstwa lakieru ochronnego i/lub warstwa odrywalna. Warstwę 103 stanowi warstwa replikowa. Warstwę 104 stanowi warstwa absorpcyjna. Warstwy 106 i 107a tworzą częściowy element przezroczysty, zaś warstwy 106 i 107 tworzą częściowy element odbijający. Warstwa 108 jest warstwą metaliczną. Warstwa 109 jest warstwą klejącą.

Warstwy 102, 103, 104, 105, 108 i 109 są ukształtowane analogicznie, jak to opisano w przykładach wykonania dotyczących fig. 3 i 4, i są nakładane na nośnik 101 w sposób również tam opisany.

Warstwę 107 stanowi warstwa metaliczna, której budowa może odpowiadać opisanej w odniesieniu do przykładów wykonania z fig. 3. Warstwy 106 i 107a są utworzone z materiału prześwitującego. Są one zbudowane analogicznie do przykładów wykonania z fig. 5a i 5b.

Jak widać na fig. 6, w obszarach 109b, 109d i 109e na warstwę 103 nałożona jest ponadto struktura dyfrakcyjna.

W związku z tym przedstawiony na fig. 6, zmienny optycznie element ma w obszarze 109d powierzchni i w pewnych okolicznościach w obszarach 109a powierzchni (zależnie od grubości warstwy 108) częściowy element przezroczysty. W obszarze 109c powierzchni zmienny optycznie element

PL 208 659 B1 ma częściowy element cienkopowłokowy. W obszarze 109b i 109e powierzchni zmienny optycznie element ma częściowy element odbijający.

Na fig. 7 ukazany jest nośnik 111, osiem warstw 112 do 119 i kilka obszarów 119a i 119b powierzchni. Warstwę 112 stanowi warstwa lakieru ochronnego i/lub warstwa odrywalna. Warstwę 113 stanowi warstwa replikowa. Warstwę 114 stanowi warstwa absorpcyjna. Warstwę 117 stanowi warstwa dystansowa. Warstwa 116 jest z materiału odpornego na trawienie. Warstwy 115 i 118 są warstwami metalicznymi. Warstwa 119 jest warstwą klejącą. Warstwa 117a jest warstwą wypełnieniową, która może być wykonana z tego samego materiału, co warstwa klejąca 119.

Warstwy 112, 113, 114, 115, 116, 117, 118 i 119 są ukształtowane analogicznie, jak to opisano w przykładach wykonania dotyczących fig. 3 i 4, i są nakładane na nośnik 111 w sposób również tam opisany.

Jak widać na fig. 7, w obszarach 119c i 119d powierzchni na warstwie 113 znajduje się ponadto struktura dyfrakcyjna 115a względnie 114a.

Przedstawiony na fig. 7, zmienny optycznie element ma zatem w obszarze 119a powierzchni częściowy element przezroczysty. W obszarze 119d powierzchni zmienny optycznie element ma częściowy element cienkopowłokowy. W obszarach 119b i 119c powierzchni zmienny optycznie element ma częściowy element odbijający.

Opisane powyżej możliwości realizacji sposobu pozwalają na wytwarzanie poszczególnych elementów, wpasowanych w element zmienny optycznie, jak na przykład częściowe przezroczyste okienko, częściowy element cienkopowłokowy, częściowa strukturyzacja (na przykład struktury dyfrakcyjne) i częściowa metalizacja, z dokładnością do +/- 0,2 mm w każdej kombinacji miejsc obsadzenia tych elementów, tworzących związany lub ciągły wzór graficzny.

Claims (17)

1. Element zmienny optycznie w postaci wielowarstwowego elementu foliowego, zwłaszcza zmienny optycznie element zabezpieczający do zabezpieczania banknotów, kart kredytowych i temu podobnych, przy czym wielowarstwowy element foliowy ma cienką powłokę o strukturze warstw interferencyjnych do wytwarzania zależnego od kąta obserwacji przesunięcia barw za pomocą interferencji i/lub warstwę odbijającą metalicznie, znamienny tym, że ma przezroczyste okienko, zaś cienka powłoka i/lub warstwa odbijająca metalicznie ma postać elementu częściowego, mianowicie częściowego elementu cienkopowłokowego względnie częściowej warstwy odbijającej, przy czym jeden lub więcej częściowych elementów otacza obszar powierzchni przezroczystego okienka, ponadto ma warstwę replikową, która rozciąga się na obszarze powierzchni przezroczystego okienka oraz na obszarze powierzchni częściowego elementu cienkopowłokowego i/lub częściowej warstwy odbijającej, zaś przezroczyste okienko jest zaopatrzone w strukturę dyfrakcyjną.

2. Element zmienny optycznie według zastrz. 1, znamienny tym, że ma strukturę dyfrakcyjną, która rozciąga się zarówno na obszarze powierzchni przezroczystego okienka, jak też na obszarze powierzchni częściowego elementu cienkopowłokowego i/lub częściowej warstwy odbijającej.

3. Element zmienny optycznie według zastrz. 1, znamienny tym, że występuje różnica poziomów pomiędzy przezroczystym okienkiem i częściową warstwą odbijającą i/lub częściowym elementem cienkopowłokowym.

4. Element zmienny optycznie według zastrz. 1, znamienny tym, że przezroczyste okienko zawiera częściowy element przezroczysty.

5. Element zmienny optycznie według zastrz. 1, znamienny tym, że częściowy element przezroczysty ma barwioną warstwę prześwitującą.

6. Element zmienny optycznie według zastrz. 1, znamienny tym, że częściowy element przezroczysty ma własności rozpraszające.

7. Element zmienny optycznie według zastrz. 1, znamienny tym, że częściowy element przezroczysty ma warstwę absorpcyjną, natomiast nie ma warstwy dystansowej.

8. Element zmienny optycznie według zastrz. 1, znamienny tym, że częściowy element przezroczysty ma warstwę dystansową, natomiast nie ma warstwy absorpcyjnej.

9. Element zmienny optycznie według zastrz. 1, znamienny tym, że częściowy element cienkopowłokowy ma warstwę absorpcyjną i warstwę dystansową.

PL 208 659 B1

10. Element zmienny optycznie według zastrz. 1, znamienny tym, że częściowy element cienkopowłokowy ma kilka warstw o różnym współczynniku załamania.

11. Element zmienny optycznie według zastrz. 1, znamienny tym, że częściowy element cienkopowłokowy ma warstwę prześwitującą.

12. Element zmienny optycznie według zastrz. 1, znamienny tym, że częściowy element cienkopowłokowy ma warstwę odbijającą, zwłaszcza warstwę metaliczną.

13. Element zmienny optycznie według zastrz. 1, znamienny tym, że częściowy element cienkopowłokowy ma częściową warstwę odbijającą, zwłaszcza warstwę metaliczną, która jedynie częściowo pokrywa obszar powierzchni częściowego elementu cienkopowłokowego.

14. Element zmienny optycznie według zastrz. 1, znamienny tym, że ma warstwę lakieru ochronnego, która rozciąga się na obszarze powierzchni przezroczystego okienka oraz na obszarze powierzchni częściowego elementu cienkopowłokowego i/lub częściowej warstwy odbijającej.

15. Element zmienny optycznie według zastrz. 1, znamienny tym, że ma warstwę klejącą, która rozciąga się na obszarze powierzchni przezroczystego okienka oraz na obszarze powierzchni częściowego elementu cienkopowłokowego i/lub częściowej warstwy odbijającej.

16. Zastosowanie elementu zmiennego optycznie określonego zastrz. 1 do 15 w produkcie zabezpieczonym.

17. Zastosowanie elementu zmiennego optycznie określonego zastrz. 1 do 15 w folii, zwłaszcza folii do tłoczenia lub folii do laminowania.