Захисний елемент з ахроматичними ознаками

Реферат: Винахід належить до ахроматичного захисного елемента для цінних паперів, таких як банкноти, картки, ідентифікаційні документи та ін., що містить шар термопластичного полімеру або полімеру, який твердіє під впливом випромінювання, згідно з винаходом, в шарі витиснені дифузно-відбивальні мікроструктури, розмір яких складає приблизно 1-100 μм, до способу виготовлення таких захисних елементів, до цінних паперів, що містять вказані захисні елементи, та до валютної системи, що містить вказані захисні елементи. UA 111069 C2 (12) UA 111069 C2 UA 111069 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід відноситься до захисного елементу для цінних паперів, карток, банкнот та інших, з ахроматичною захисною ознакою першого рівня, яку важко підробити. Голографічні захисні смуги або нитки є широко відомими захисними ознаками першого рівня для банкнот та цінних паперів та надають додатковий захист другого та третього рівня шляхом впровадження елементів, які можуть бути зчитані комп'ютером та/або експертамикриміналістами. Більшість даних ознак містять дифракційні елементи у формі рельєфу поверхні, структурні елементи яких мають розміри у діапазоні від 10 до 1000 нм, тобто які знаходяться в діапазоні довжини хвиль видимого світла. Оптичний ефект, який бачить спостерігач, являє собою райдужну зміну кольору, коли захисний елемент нахиляють або скручують. Також можуть бути створені кінематичні ефекти або ефекти зміни двох станів. Нещодавно ці дифракційні ознаки поєднали з не дифракційними або ахроматичними ознаками, які зображують модуляцію відбивальної здатності та/або інтенсивності відбитого світла, не розділяючи його на спектральні компоненти. Особливі типи цих ознак можуть імітувати тривимірний вигляд. Розміри ознак подібних ахроматичних мікроструктур або значно менші за довжину хвилі видимого світла ( 1,5 µм) за неї. Мікроструктура може складатися з навмисно створених нерівних, рівних або випадкових структур поверхонь. В WO 2008/104277 A описано сітчасте зображення, що містить два або більше сітчастих полів, які відповідно містять сітчасту схему, яка має множину штрихових ліній сітки. Щонайменше одне з сітчастих полів є ахроматичним сітчастим полем, зовнішній вигляд якого залежить від кута огляду. Сітчасті поля виконані з окремих зон, розташованих всередині одна одної. Їхня довжина щонайменше в одному напрямку є меншою за межу роздільної здатності неозброєного ока. В DE 10 2007 020 026 A описано папір, захищений від підробки, що містить щонайменше одне вікно, закрите шаром, що має прозору або напівпрозору ознаку, з зонами візерунка, які мають форму символів, схем або кодів. Зони візерунка містять ахроматичні мікроструктури з характеристиками пропускання та відбивання, що залежать від кута, які надають різний зовнішній вигляд при розгляданні з протилежних сторін шару, що містить ознаку. В WO 2007/131375 A описано елемент, що має оптично ефективні мікроструктури рельєфу поверхні, та спосіб їх виготовлення. Мікроструктура рельєфу поверхні має модуляцію поверхні верхніх областей та нижніх областей. В першому поперечному напрямку площі поверхні існує в середньому щонайменше один перехід від верхньої до нижньої області або навпаки через кожні 20 µм. В другому поперечному напрямку маски, яке перпендикулярне першому напрямку, існує в середньому щонайменше один перехід від верхньої до нижньої зони або навпаки через кожні 200 µм. В мікроструктурі (i) в першому напрямку поперечне розташування переходів є не періодичним, та (ii) верхні області лежать по суті в одному верхньому горизонтальному рельєфі та нижні області лежать по суті в одному нижньому горизонтальному рельєфі. Завдяки ефектам розсіювання, мікроструктури рельєфів поверхонь підходять для показу зображень з позитивнонегативною зміною зображення, яке переважно мають виразний та насичений колір, але у той же час не мають райдужного забарвлення. В WO 2007/027122 описано захисну етикетку, що містить носій, задня поверхня якого оснащена клейовим шаром для нанесення захисної етикетки на захищений виріб. Лицева поверхня оснащена видимим графічним зображенням, виконаним на ній. Крім того, лицева поверхня оснащена профілем у формі множини канавок, що перетинають лінії сітчастої структури основного зображення таким чином, що утворюється неоднорідна перехресна система, де зазначена перехресна система утворює додаткове приховане зображення, що відтворюється на фоні основного зображення при зміні вхідного кута або коли приховане зображення розглядають під визначеним кутом нахилу. Рельєф сітки та/або структура основного зображення мають геометричні викривлення, величина яких відповідає величинам градаційної шкали додаткового зображення, та глибину канавки обирають таким чином, щоб ураховувати порушення цілісності носія через спробу механічного несанкціонованого відділення захисної етикетки, приєднаної до поверхні захищеного виробу. В EP 0 330 738 A описано документ, який оснащений макроскопічною структурою, витиснутою в підкладці. Структура оснащена оптично активним покриттям та захищена під захисним покриттям. Структура складається з декількох частин поверхні, які обмежені мікроскопічною рельєфною структурою та відрізняються одна від одної при візуальному спостереженні в результаті ефектів оптичної дифракції. Розмір декількох частин поверхні складає менше 0,3 мм та вони можуть бути розташовані окремо або в ряд в структурі, при чому відстані між частинами поверхні складає менше 0,3 мм. У документі зображено схему, що складається з сітки точок та ліній, видимих неозброєним оком. Спостерігач, який роздивляється 1 UA 111069 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 документ через збільшувальне скло, побачить, як точки та лінії розпадаються на значки, цифри та інші графічні ознаки. В DE 10 2006 03900 A описано спосіб виготовлення документів або етикеток, що мають захисні ознаки. Спосіб включає виготовлення одношарової або багатошарової сировини шляхом обробки відповідним лазером. Параметри лазера динамічно змінюють протягом виготовлення. Гравірування іншої глибини або з іншою глибиною виконують шляхом зміни параметрів лазеру протягом виготовлення документу або етикеток та глибину рельєфу співвідносять в якості захисної характеристики з нанесенням маркування за допомогою етикетки. В WO 2004/077468 A розкрито елемент безпеки, що містить сітчасту структуру. Структура складається з щонайменше першої частини, що має постійну величину сітки, яка менше за довжину хвилі, під якою дана частина є видимою, та яка втілена у формі рельєфної структури, при чому висота її рельєфу обмежена таким чином, що сітчасте зображення нульового порядку можна побачити у визначеному спектральному діапазоні. Розмір вказаної частини менше, ніж 0,5 мм щонайменше в одному напрямку. В WO 2005/071444 A описано сітчасте зображення, що складається з одного або кількох сітчастих полів, які відповідно містять сітчасту схему, яка впливає на електромагнітне випромінення та яка складається з множини штрихових ліній сітки. Штрихові лінії сітки відрізняються наступними параметрами: орієнтацією, кривизною, відстанню та профілем. Сітчасте поле вказаного сітчастого зображення, яке можна роздивитись окремо неозброєним оком, містить сітчасту схему, яка впливає на електромагнітне випромінення та яка оснащена штриховими лініями сітки, для яких щонайменше один з параметрів (орієнтація, кривизна, відстань та профіль) може змінюватись протягом поверхні сітчастого поля. В WO 2006/133863 A розкрито захищений документ з прозорим захисним елементом, що має структурний шар, розташований у вікні або у прозорій секції захищеного документу. Перша секція структурного шару містить асиметричну дифракційну рельєфну структуру та перша секція має оптичний ефект, що непередбачено відрізняється, коли захищений документ розглядають спереду та ззаду. В WO 01/70516 описано висікальний штамп для монет та медалей, що містить загартовану поверхню, в якій утворено візерунок, при чому даний візерунок утворено виключно з більшменш компактної послідовності відбитків. Кожен відбиток має по суті однаковий діаметр, який складає від 0,1 до 0,3 µм, та кожний відбиток має по суті однакову глибину. Описаний спосіб виробництва штампу для монет та медалей починається з загартованої металевої поверхні та виготовлення у вказаній поверхні щонайменше частини візерунка шляхом створення відбитків за допомогою лазерної технології. В WO 03/022597 розкрито цінний об'єкт, виготовлений з листоподібного шматка металевого матеріалу. Листоподібний шматок оснащений зображенням, яке було нанесено на нього за допомогою штампу, щонайменше з однієї сторони. Інформацію на штамп можна нанести за допомогою лазерної технології шляхом формування в ньому заглибин. Зображення утворюють за допомогою послідовності підвищень, які містять по суті однаковий діаметр та висоту. В WO 2005/077674 описано монету або жетон, що мають рельєф, який складається з ребер та зображення. Рельєфна структура, яка по суті складається з трикутних ребер, містить частину вказаного зображення з однієї сторони ребра та послідовність вказаних сторін послідовності вказаних ребер утворює вказане зображення. Частини зображення формують шляхом утворення областей з відбивальними характеристиками з однієї сторони ребер, які відрізняються від інших областей вказаної сторони. Області з різними характеристиками відбивання містять підвищену поверхню, яка проходить по суті паралельно решті поверхні вказаної сторони. В WO 2009/126030 описано ознаку встановлення автентичності та спосіб виготовлення ознаки встановлення автентичності. Заготівку поміщають між двома половинами штампу, що мають взаємодоповнюючу рельєфну структуру. Рельєфну структуру стискають на вказаній заготівці без додавання матеріалу. Заготівка містить матеріал, що має відбивальну поверхню. Рельєфна структура містить жолобки та гребні відповідно. На штампування впливають таким чином, що кожний з вказаних гребенів або жолобків оснащений підвищеннями та заглибинами в площині вказаних гребенів та жолобків, при чому вказані підвищення та заглиблення утворюють зображення шляхом відбивання. Ціль винаходу полягає в наданні ахроматичного тисненого захисного елементу для цінних паперів, таких як банкноти та інші, який легко виявити, але важко підробити та який не містить дифракційних елементів. 2 UA 111069 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Додаткова ціль винаходу полягає в наданні способу для виготовлення подібних захисних елементів. Додаткова ціль полягає в наданні валютної системи, що містить монети та банкноти, в яких структури на захисному елементі банкноти схожі на структури монет. Згідно одному аспекту винаходу наданий ахроматичний захисний елемент для цінних паперів, таких як банкноти, картки, ідентифікаційні документи та інші, що містять шар термопластичного полімеру або полімеру, який твердіє під впливом випромінювання, при чому вказаний захисний елемент відрізняється тим, що в шарі витиснені дифузно-відбивальні мікроструктури, розмір яких складає приблизно 1 - 100 µм. Згідно іншого аспекту винаходу наданий спосіб виготовлення захисних елементів згідно винаходу, який містить щонайменше наступні етапи: - надання підкладки носія - покриття вказаної підкладки-носія шаром термопластичного полімеру або полімеру, який твердіє під впливом УФ випромінювання - створення шляхом рельєфного тиснення у вказаному покритті дифузно-відбивальних мікроструктур, розмір яких складає приблизно 1 - 100 µм. Винахідницький ахроматичний захисний елемент заснований на структурах, які також використовують для виготовлення штампів для карбування монет. Мікроструктури створюють шляхом лазерного гравіювання кліше та мають розміри, тобто поперечні виміри та глибину гравіювання, які складають приблизно 1 - 100 µм, що набагато більше довжини хвилі видимого світла в не дифракційному режимі. Кліше зазвичай надають у вигляді металевої або полімерної пластини з дзеркально відбивальною поверхнею, яка таким чином має низьку шорсткість поверхні. Матеріалами, які можуть бути використані для виготовлення кліше, є, наприклад, нікель, сталь, латунь або полімери, такі як PMMA, PC, PS або інші. Якщо лазер достатньої потужності ударяє о поверхню кліше, електромагнітне випромінювання взаємодіє з матеріалом кліше та призводить до видалення або зміни частини кліше в місті удару променя термальним шляхом (випаровування/розплавлення) або не термальним шляхом (абляція). Через видалення матеріалу з поверхні або через місцеву модифікацію поверхні, характеристики відбивання змінюються в місці удару лазера та демонструють дифузійно-відбивальну матову обробку поверхні. Переважно, модифікацію поверхні виконують не термічним шляхом, за допомогою абляції. Поперечні та вертикальні розміри мікроструктур в остаточному підсумку визначені розміром плями, типом та потужністю лазера, що застосовують. Хоча глибина гравіювання монет може досягати кількох сотень µм, тиснена захисна плівка зазвичай має загальну товщину менше 40 µм, включаючи плівку-носій та всі функціональні шари. Вертикальні розміри (перпендикулярні поверхні плівки) структур кліше з лазерним гравіюванням таким чином обмежені товщиною тисненого шару та зазвичай складають менше 10 µм, переважно менше 5 µм та переважніше менше 2 µм. Поперечна роздільна здатність структур з лазерним гравіюванням зазвичай складає менше 100 µм, переважно менше 50 µм. Матовий зовнішній вигляд модифікованих областей поверхні може бути наслідком мікроскопічної шорсткості, яка з'являється в основі шару кожної окремої вигравіюваної точки або лінії через абляцію або розплавлення матеріалу в даному місці. Однак саме лише існування заглибленої точки або лінії на пласкій поверхні також створює ефекти дифузійного відбиття по краях крапки або лінії. На практиці спостерігач буде бачити поєднання обох ефектів. Структури можна комбінувати для утворення пікселізованих фотореалістичних растрових зображень, які утворюють зображення з напівтонів або зображення, подібні газетним, з графічного розміщення дзеркально та дифузійно-відбивальних пікселів (точок) однорідного або перемінного розмірів. Ці зображення зазвичай відрізняються доволі двовимірним зовнішнім виглядом. В залежності від фонового освітлення та кута огляду оптичний вигляд може являти собою або яскраві вигравіювані області на темному дзеркальному фоні, або матові вигравіювані області на яскравому дзеркальному фоні. Зазвичай обидва ефекти можна побачити при нахиленні захисного елементу. В іншому варіанті втілення структури можуть бути схожими на витиснення, які зазвичай присутні на монетах, які пропонують велику глибину та яскравість яких змінюється або інвертується при нахиленні або скручуванні. Вигравіювані структури також можуть бути створені таким чином, щоб вони були схожі на звичайні вигравіювані структури на пластинах для глибокого друку, які використовуються практично на всіх відомих банкнотах, які знаходяться в обігу. Додатково, вигравіювані структури створити можуть бути створені таким чином, щоб вони були схожі на водяні знаки на папері 3 UA 111069 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 банкноти. Таким чином, звичайний користувач може співвіднести тиснену захисну ознаку на нитці або смузі з друкованою захисною ознакою або водяним знаком на банкноті. Перевага для кінцевого користувача полягає в тому, що всі три ключові компоненти для виготовлення банкноти (захисна ознака, папір, друк) містять однакове зображення з подібним зовнішнім виглядом та таким чином допомагають ефективному встановленню справжності банкноти. Підходящі способи створення кліше описані, наприклад, в WO 01/70516, WO 03/022597, WO 2005/077674, WO 2009/126030 які були процитовані вище, зміст яких включено в дану заявку за допомогою посилань. Кліше потім використовують для створення інструменту витиснення (тонкої прокладки) для відтворення вищезгаданих мікроструктур в покритті з термопластичного полімеру або полімеру, який твердіє під впливом випромінювання на плівці-носії. Виготовлення тонкої прокладки зазвичай включає декілька етапів гальванопластики та покрокової рекомбінації та в результаті надає циліндричний інструмент витиснення для використання в процесах з рулонною подачею матеріалу. Однак також можливо вигравіювати вищезгадані структури безпосередньо в циліндричному інструменті, використовуючи відповідне обладнання для лазерної обробки з достатньою потужністю для обробки циліндричної поверхні таким же чином, як було описано вище відносно кліше. Інші типи інструментів витиснення, які використовуються в альтернативних виробничих маршрутах для створення ознак, такі як пласкі друкарські форми для тиснення (для листової обробки) або сегментовані циліндри для тиснення, можуть бути виготовлені аналогічним шляхом. Полімерний шар для тиснення може бути присутнім на підкладці-носії. Підходящі підкладки-носії є, наприклад, плівками-носіями, переважно еластичними полімерними плівками, які складаються з PI, PP, MOPP, PE, PPS, PEEK, PEK, PEI, PSU, PAEK, LCP, PEN, PBT, PET, PA, PC, COC, POM, ABS, PVC, PTFE, ETFE (етилентетрафторетилену), PFA (тетрафторетилен-перфторопропілвінілефір-фторосополімеру), MFA (тетрафторометилен-перфторопропілвінілефір-фторсополімеру), PTFE (політетра-фтороетилену), PVF (полівінілфториду), PVDF (полівінілденфториду) та EFEP (етилен-тетрафторетиленгексафторопропілен-фтортерполімеру). Ці плівки-носії зазвичай мають товщину 5 - 700 µм, переважно 5 - 200 µм, переважніше 5 50 µм. Крім того, металеві плівки, такі як AI-, Cu-, Sn-, Ni-, Fe- або сталеві, що мають товщину 5 200 µм, переважно 10 - 80 µм, переважніше 20 - 50 µм, є підходящими підкладками-носіями. Додатково, паперові підкладки, такі як папір, що містить або не містить целюлозу, термочутливий папір або ламінати, наприклад, з полімерними плівками, є підходящими 2 2 підкладками-носіями. Ці підкладки можуть мати вагу 20 - 500 г/м , переважно 40 - 200 г/м . Потім на підкладку-носій наносять лак для тиснення, який є термопластичним або таким, що твердіє під впливом випромінювання, переважно під впливом УФ випромінювання. Лак для тиснення, що твердіє під впливом випромінювання, може, наприклад, містить лакову систему, що твердіє під впливом випромінювання, яка має в основі поліефірну, епоксидну або поліуретанову систему, яка містить один або більше різних поширених фотоініціаторів. Ці фотоініціатори можуть ініціювати отвердіння лакової системи для тиснення в різних мірах на різних довжинах хвиль. Наприклад, перший фотоініціатор може бути активований випромінюванням з довжиною хвилі від 200 до 400 нм, у той час, як другий фотоініціатор може бути активований випромінюванням з довжиною хвилі від 370 до 600 нм. Переважно, існує достатня відстань між двома активуючими довжинами хвиль, так що збудження другого фотоініціатора не є надто сильним, у той час як перший фотоініціатор активується. Діапазон, в якому активується другий фотоініціатор, повинен знаходитись в діапазоні довжини хвилі передачі застосованої підкладки-носія, якщо затвердіння виконують через підкладку-носій. Для головного етапу затвердіння може бути використаний випромінювання пучка електронів. У цьому випадку не використовують фотоініціатор, а процес утворення поперечних зв'язків в лаку для тиснення ініціюють пучком електронів. Додатково лакування на водній основі може бути використано як лак для тиснення, що твердіє під впливом випромінювання. Переважними є лакові системи на поліефірній основі. Товщина лаку для тиснення зазвичай становить 5 - 50 µм, переважно 2 - 10 µм, переважніше 2 - 5 µм. Виливання структури поверхні виконують, наприклад, при підвищеній температурі шляхом 4 UA 111069 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 вдавлення інструменту витиснення в лак для тиснення, що твердіє під впливом випромінювання, який є попередньо затверділим до гелевого стану за допомогою активації першого фотоініціатора. Якщо використовують водорозчинний лак для тиснення, що твердіє під впливом випромінювання, може бути необхідно ввести етап висушування перед витисненням, наприклад, ІЧ випромінювачами або висушування тепловою конвекцією, для видалення води з плівки лаку для тиснення. Підкладку-носій приводять в контакт з інструментом витиснення, який переважно встановлений на затискному циліндрі с регульованою температурою. Витиснення структури поверхні переважно виконують, лише коли покрита підкладка-носій знаходиться в контакті з інструментом для витиснення. Точне регулювання параметрів процесу, таких як тиск та зокрема температура, є необхідним для того, щоб запобігти надто швидкій або надто повільній зміні характеристик лаку для тиснення. Одночасно з проведенням витиснення проходить остаточне затвердіння лаку для тиснення та подальше повне затвердіння. Додатково лак для тиснення може містити термопластичний лак. Термопластичний лак може мати в основі MMA або етилцелюлозу або циклоолефіновий полімер, який може містити модифікатори, які впливають на термопластичні або стабілізуючі характеристики. В залежності від основних полімерних добавок, що впливають на температуру склування, може бути модифікований діапазон температур, при яких лак знаходиться в термопластичному стані, або характеристики затвердіння. Лак, що має в основі MMA, переважно містить нітроцелюлозу в якості добавки для підвищення температури склування. Лак, що має в основі циклоолефінові полімери, переважно містить поліетиленовий віск. Лак, що має в основі етилцелюлозу, переважно містить зшивачі полімерів, які наявні в продажу. Концентрація основного полімеру в лаку залежить від типу основного полімеру, бажаних характеристик та модифікатору (модифікаторів) та зазвичай становить від 4 до 50 % за вагою. Лак є висушеним, але все ще знаходиться в термопластичному стані коли в ньому витискають дифузійно-відбивальні мікроструктури шляхом звичайного процесу гарячого тиснення, переважно при регульованій (підвищеній) температурі та/або тиску. Після тиснення можна провести затвердіння шару лаку за допомогою випромінювання або підвищення температури, або шляхом закріплення за допомогою шару зшивача. Тиснене полімерне покриття зазвичай прозоре, але може бути пофарбованим розчинними або пігментованими барвниками для модифікації оптичного зовнішнього вигляду захисного елементу. Товщина тисненого полімерного покриття зазвичай менше 10 µм, переважно менше 5 μm. Тиснене полімерне покриття потім металізують для покращення відбивальної здатності рельєфу поверхні та для максимізації контрасту між дзеркальними та дифузійно-відбивальними частинами рельєфу поверхні. Металізований шар може бути нанесений за допомогою відомих процесів фізичного та хімічного осадження з парової фази, переважно в процесі вакуумного нанесення покриття на стрічку з рулонноюподачею матеріалу з використанням теплового випаровування, випаровування пучком електронів або напилювання. Використання типографської фарби, що містить металеві пластинчаті пігменти, також може утворювати подібний оптичний вигляд, як і при використанні шарів, нанесених вакуумним покриттям. Металеві шари переважно формують з Al, Sn, Cu, Zn, Pt, Au, Ag, Cr, Ti, Mo, Fe, Pt, Pd або сплавів, таких як Cu-AI, Cu-Sn, Cu-Zn, залізних сплавів, сталі, нержавіючої сталі або інших. Металевий шар(и) може бути нанесений на всю поверхню захисного елементу або нанесений лише на обрані частини захисного елементу. Подібні часткові металізовані шари утворюють або шляхом осадження металу та подальшого травлення або за допомогою процесу деметалізації, як описано, наприклад, в WO-A 99/13195. Ці часткові металеві шари можуть бути створені у формі растрової або лінійної сітки, де растрові точки можуть бути непрозорими або напівпрозорими. Переважно, сітка являє собою зображення, яке складається з напівтонів. Частковий металевий шар може бути нанесений суміщеним з витисненням для того, щоб комбінувати захисну ознаку, видиму в відбитому світлі (витиснення + метал) та ознаку, видиму в прохідному світлі (частковий металевий шар) в одному місці на захисному елементі. Оптичний вигляд захисного елементу дуже схожий на вигляд яскраво відполірованої металевої монети. Завдяки відповідному вибору металевого покриття можна надати 5 UA 111069 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 зовнішнього вигляду, подібного до матеріалу, що використовується при карбуванні (срібло, мідь, латунь, нікель та ін.), за допомогою використання такого ж сплаву або сплаву з подібними оптичними характеристиками. В додатковому варіанті втілення металеве покриття можна замінити пофарбованим покриттям з металевої сполуки, яке надає відбиттю яскравих кольорів, відтінок яких можна змінювати у широкому діапазоні. Пофарбований металевий шар може складатися з шару металевої сполуки, який має визначену товщину та визначені оптичні характеристики (спектральне поглинання, коефіцієнт заломлення, прозорість) та щонайменше з одного щонайменше частково відбивального шару. Металеві сполуки містять прозорі або напівпрозорі матеріали, що мають визначені або вибіркові характеристики поглинання та переважно мають коефіцієнт заломлення >1,6. Переважно використовують оксиди, сульфіди або фториди металів або напівпровідників. Прикладами підходящих металевих сполук є оксиди Ti, Zn, Cu, Zr, Al, Cr, Mg, Hf, Si, Y або Ta, складні оксиди, такі як оксид індію та олова (ITO), оксид сурми та олова (ATO), оксид фтору та олова (FTO), хромат цинку або ZnS, BaF2, MgF2, CaF2. Щонайменше частково відбивальний шар складається з металевого шару, створеного з Al, Sn, Cu, Zn, Pt, Au, Ag, Cr, Ti, Mo, Fe, Pt, Pd або сплавів, таких як Cu-AI, Cu-Sn, Cu-Zn, залізні сплави, сталь, нержавіюча сталь або інших. Шари переважно наносять за допомогою загальновідомих процесів фізичного та хімічного осадження з парової фази. Коли пофарбований металевий шар роздивляються зі сторони шару металевої сполуки, світло спершу проходить крізь шар металевої сполуки, потім відбивається щонайменше частково відбивальним шаром та потім знов проходить крізь шар металевої сполуки. Зовнішній вигляд обумовлений визначеним спектральним поглинанням та інтерференцією в шарі металевої сполуки в поєднанні з характеристиками спектрального відбивання щонайменше частково відбивального шару. Таким чином, зовнішній вигляд обумовлений наступними характеристиками: - оптичні характеристики шару металевої сполуки - товщина шару металевої сполуки - характеристики спектрального відбивання щонайменше частково відбивального шару Оптичні характеристики шару металевої сполуки залежать від матеріалу, який визначає коефіцієнт заломлення та характеристики поглинання шару. Наприклад, шар TiOx має коефіцієнт заломлення, що дорівнює приблизно 2,2, шар CuO x має коефіцієнт заломлення 2,0 та MgF2 має коефіцієнт заломлення 1,38. Поглинання є внутрішньою характеристикою матеріалу та зазвичай його характерною рисою, тобто поглинання у визначеному діапазоні довжини хвилі вище, ніж в інших діапазонах довжини хвилі, наприклад, якщо межа поглинання знаходиться в діапазоні видимого світла або якщо коефіцієнт поглинання збільшується разом зі збільшенням довжини хвилі. На коефіцієнт поглинання можна впливати за допомогою стехіометрії, наприклад, в разі використання оксидів, шляхом регулювання парціального тиску кисню протягом процесу осадження. Якщо Ti осаджують у вакуумі без кисню, утворюється непрозорий шар товщиною приблизно 30 -50 нм, якщо протягом процесу осадження додають кисень, шар стає більш прозорим, доки не буде утворено стехіометричне оксидна сполука (ΤΊΟ2), яке демонструє незначне поглинання при такій же товщині шару. Напівпрозорий шар металевої сполуки, оптична товщина (добуток коефіцієнту заломлення та геометричної товщини n•d) якого знаходиться в діапазоні довжини хвилі падаючого світла (50 - 2000 нм), утворює ефекти інтерференції, викликані частковим відбиттям на його верхній та нижній межі з сусідніми шарами, що мають інші коефіцієнти заломлення. Це призводить до вибіркового підсилення довжини хвилі або послаблення падаючого світла, яке проявляється як кольоровий ефект, що змінюється відповідно до товщини шару. Таким чином, визначений матеріал, такий як TiOx або CuOx з постійною стехіометрією буде демонструвати різні кольори залежно лише від геометричної товщини шару. Наприклад, шар CuOx товщиною 80 нм послаблює зелений та синій спектральні компоненти та посилює жовтий компонент падаючого білого світла, у той час як шар CuO x товщиною 160 нм з такою ж стехіометрією послаблює червоний та синій компонент та посилює зелений компонент падаючого білого світла. Додатково на колір пофарбованого металевого шару може впливати щонайменше частково відбивальний шар. Наприклад, шар алюмінію демонструє безперервне відбиття протягом всього діапазону видимого спектра, у той час як мідь має рудуватий відтінок, тобто червоний компонент світла відбивається сильніше за синій компонент. Спеціаліст в даній галузі легко 6 UA 111069 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 з'ясує, як інші металеві шари впливають на зовнішній вигляд відповідного пофарбованого металевого шару. Згідно ще одного варіанта втілення винахідницька захисна ознака може містити два або більше металевих шарів, які щонайменше частково перекривають один одного або розташовані на відстані один від одного для того, щоб утворювати відбивальні шари з двох або більше металів. Переважно, різні метали мають різний зовнішній вигляд або колір та поєднання металів, металевих сплавів, металевої сполуки та пофарбованих металевих шарів можуть надавати візуально привабливі оптичні ефекти. Подібні біметалеві ефекти добре відомі за монетами, які мають сріблястий вигляд на зовнішньому кільці монети та вигляд, подібний до латуні в центральній частині монети. Товщина металевого шару(ів) зазвичай знаходиться в діапазоні 1 - 100 нм, переважно в діапазоні 10 - 50 нм. Вибір товщини залежить від матеріалу та бажаних оптичних характеристик. Згідно ще одному варіанту втілення винаходу винахідницьку ознаку можна поєднати з додатковими захисними елементами, такими як захисні друкування, що мають флуоресцентні, фосфоресцентні, термохромні, оптично змінні, магнітні або електропровідні характеристики. Оптичні характеристики подібного шару визначаються пігментами, наприклад, люмінесцентними пігментами, які флуоресціюють або фософресціюють у видимому, УФ або ІЧ спектральному діапазоні, пігменти з особливими ефектами, такі як рідкокристалічні, райдужні, латунні та/або багатошарові кольорозмінні пігменти, а також термохромні пігменти. Ці пігменти можуть бути використані поодинці або в різних поєднаннях. Магнітні характеристики шару надані парамагнітними, діамагнітними або феромагнітними пігментами. Переважно магнітні лакування або лаки, що містять оксиди заліза, Fe, Ni, Co та їхні сплави, ферити барію або кобальту, магнітно-тверді або м'які Fe- або сталеві сполуки використовують в дисперсіях на основі води або розчинників. Електропровідні характеристики подібного шару надані лаками або лакуваннями, що містять електропровідні пігменти, такі як графіт, технічна сажа або електропровідні органічні або неорганічні полімери, металеві пігменти (Cu, Al, Ag, Au, Fe, Cr, та інші), металеві сплави, такі як Cu/Zn, Cu/Al або подібні, або аморфні або кристалічні керамічні пігменти, такі як ITO та ін. Крім того, електропровідний шар може містити леговані або нелеговані напівпровідники, такі як Si, Ge або іонні провідники, такі як аморфні або кристалічні оксиди металів або сульфіди металів. Додатково захисний елемент може містити дифракційні елементи, такі як голограми, дифракційні сітки, рельєфи поверхонь та інші, які можуть бути виготовлені згідно з EP 1 310 381 . Захисний елемент додатково може бути покритий з однієї або з обох сторін захисним лаком, який може бути пігментованим або непігментованим. Подібні покриття широко відомі в даній галузі техніки та служать для покращення фізичної або хімічної стійкості захисного елементу. Додатково захисний елемент може мати з однієї або з обох сторін клейкий шар, наприклад, шар для холодного або гарячого склеювання або самоклейкий шар, який може бути пігментованим або непігментованим. Захисний елемент, як описано вище, може бути ламінований на додаткову підкладку-носій, яка може містити додаткові захисні елементи. Захисний елемент може бути виготовлений у формі стрічок, ниток або накладок та бути нанесеним на або щонайменше частково вбудованим в натуральний або синтетичній папір для виготовлення підкладки для цінних паперів. Крім того, також можливо застосовувати його в пластикових картках (кредитних картках, картках посвідчень, ... ) або проїзних документах (паспортах, візах, ...). В додатковому варіанті втілення захисний елемент може бути видимим в заглибленні або отворі в підкладці з однієї або з обох сторін. Захисний елемент може бути частково вбудованим в або нанесеним на підкладку за допомогою клейкого шару, при чому підкладка-носій захисного елементу може залишатися на захисному елементі або її можуть відокремити під час перенесення функціональних шарів на папір. Оскільки ідентичні структури можуть бути використані в процесах карбування та виготовлення банкнот, можна створити оптичний вигляд монет та банкнота, що співпадає, для того, щоб надати публіці ідентичну ознаку першого рівня, таким чином створюючи нову валютну систему. На фіг. 1 - 5, наведених нижче, номери позицій позначають: 1 Цінний папір згідно винаходу 2 Захисний елемент, нанесений на поверхню цінного паперу 3 Глибокий друк на цінному папері 7 UA 111069 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 4 Захисна ознака з ахроматичними структурами 5 Частковий металевий шар 6 Прозорий лак для тиснення 7 Ахроматична структура рельєфу поверхні 8 Частковий металевий шар, нанесений на поверхню структури рельєфу 9 Клейкий шар 10 Підкладка-носій 11 Дзеркально відбивальні поверхні 12 Дифузійно-відбивальна частина поверхні 13 Дзеркальне відбиття 14 Дифузійне відбиття на поверхні, модифікованої лазером 15 Дифузійне відбиття на межі переходу На фіг. 1 зображено цінний папір 1 з захисним елементом 2 згідно винаходу, який нанесений на поверхню цінного паперу. Цінний папер містить ще одну захисну ознаку у формі глибокого друку 3, яка нагадує захисну ознаку 4 захисного елементу. Захисний елемент 2 додатково має частковий металевий шар 5 без тиснення. На фіг. 2 зображено вигляд у поперечному перерізі захищеного паперу за фіг. 1. Захисний елемент 2 наносять на поверхню цінного паперу 1 та фіксують клейким шаром 9. Клейкий шар зазвичай є клеєм для теплового склеювання, який активують підвищеною температурою. Захисний елемент складається по суті з трьох шарів: лак 6 для тиснення з ахроматичною структурою рельєфу поверхні, частковий металевий шар 8, нанесений щонайменше в областях структури рельєфу поверхні, та клейкий шар 9. Спостерігач бачить захисний елемент крізь прозорий лак 6 для тиснення та бачить відбите світло від металевого шару 8. Конструкція плівки, зображена на фіг. 2 добре підходить для застосування у надміцних цінних паперах, оскільки металевий шар 8 захищений між лаком 6 для тиснення та клейким шаром 9. На фіг. 3 зображено захисний елемент 2 перед його перенесенням на поверхню банкноти. Шари захисного елементу 2 створюють на підкладці-носії 10 за допомогою послідовних етапів. Протягом процесу перенесення сторону захисного елементу, вкриту клеєм, приводять в контакт з підкладкою цінного документу. Завдяки дії тиску та/або підвищеної температури активують клейкий матеріал 9 та прикріплюють захисний елемент 2 до поверхні підкладки. Потім підкладку-носій 10 можна видалити. Зазвичай, товщина захисного елементу 2 набагато менша за товщину плівки-носія. Видалення захисної плівки 2 з підкладки таким чином неможливе без її руйнування. На фіг. 4 зображено схематичний збільшений вигляд мікроструктурованої поверхні лаку 6 для тиснення після нанесення металевого шару 8. Поверхню можна поділити на дзеркально відбивальні області 11 з низькою шорсткістю поверхні та дифузійно-відбивальні області 12 з довільною шорсткістю поверхні. На подібній поверхні можна ідентифікувати три різних типи відбиття світла: - Область 13, де падаюче світло відбивається дзеркально, тобто кути падіння та відбиття є ідентичними. Ця область демонструє оптичний вигляд, подібний до дзеркала. - Область 14, де падаюче світло відбивається дифузійно або розсіяно на довільних нерівностях поверхні. Через нерівномірну топографію поверхні не можна побачити жодних дифракційних ефектів. Оптичний вигляд даної області являє собою матову обробку. - Область 15, де падаюче світло розсіяно по краях рельєфу поверхні. Частина падаючого світла відбивається від поверхні, у той час як інші частини відбиваються в протилежному від спостерігача напрямку. В залежності від кута огляду, відбиття від бокових стінок витиснення можна побачити під кутами нахилу. Це може привести до ситуації, де відбивальна здатність інвертується при нахиленні. 50 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 55 1. Ахроматичний захисний елемент для цінних паперів, таких як банкноти, картки, ідентифікаційні документи, що містить шар термопластичного полімеру або полімеру, який твердіє під впливом випромінювання, який відрізняється тим, що в шарі витиснені дифузновідбивальні мікроструктури, причому мікроструктури мають поперечні виміри 1-100 μм та вертикальні виміри менше 10 μм. 2. Ахроматичний захисний елемент за п. 1, який відрізняється тим, що на підкладці-носії є шар, який є термопластичним або таким, що твердіє під впливом випромінювання. 8 UA 111069 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 3. Ахроматичний захисний елемент за п. 1 або 2, який відрізняється тим, що дифузійновідбивальні мікроструктури поєднані для утворення фотореалістичних зображень, що складаються з напівтонів. 4. Ахроматичний захисний елемент за п. 1 або 2, який відрізняється тим, що дифузійновідбивальні мікроструктури поєднані для утворення тривимірного зображення. 5. Ахроматичний захисний елемент за одним з пп. 1-2, який відрізняється тим, що дифузійновідбивальні мікроструктури поєднані для утворення тривимірного зображення, яке нагадує глибокий друк банкноти. 6. Ахроматичний захисний елемент за одним з пп. 1-5, який відрізняється тим, що дифузійновідбивальні мікроструктури повністю або частково вкриті шарами, вибраними з групи, яка складається з металевого шару, шару металевого сплаву, шару металевої сполуки, типографських чорнил, що містять металеві пластинчаті пігменти, або шару з високим коефіцієнтом заломлення. 7. Ахроматичний захисний елемент за одним з пп. 1-6, який відрізняється тим, що дифузійновідбивальні мікроструктури повністю або частково вкриті пофарбованим покриттям з металевої сполуки. 8. Ахроматичний захисний елемент за одним з пп. 6-7, який відрізняється тим, що дифузійновідбивальні мікроструктури вкриті щонайменше двома різними шарами, вибраними з групи, яка складається з типографських чорнил, що містять металеві пластинчаті пігменти, сплаву металів, металевої сполуки або шарів з високим коефіцієнтом заломлення. 9. Ахроматичний захисний елемент за одним з пп. 1-8, який відрізняється тим, що частковий металевий шар також нанесено у вигляді зображення, яке складається з напівтонів. 10. Ахроматичний захисний елемент за одним з пп. 1-9, який відрізняється тим, що захисний елемент додатково містить безперервне або часткове покриття, що має флуоресцентні, фосфоресцентні, термохромні, оптично змінні, магнітні та/або електропровідні характеристики. 11. Ахроматичний захисний елемент за одним з пп. 1-10, який відрізняється тим, що додатково містить захисний шар. 12. Ахроматичний захисний елемент за одним з пп. 1-11, який відрізняється тим, що додатково містить клейкий шар, такий як шар для холодного або гарячого склеювання або самоклейкий шар. 13. Цінний папір, що містить захисний елемент за одним з пп. 1-12, який відрізняється тим, що захисний елемент щонайменше частково вбудований в цінний папір. 14. Цінний папір, що містить захисний елемент за одним з пп. 1-12, який відрізняється тим, що захисний елемент нанесений на поверхню цінного паперу з видаленням або без видалення плівки-носія. 15. Спосіб виготовлення захисних елементів, згідно з винаходом, який містить наступні етапи, на яких: надають підкладку-носій, покривають вказану підкладку-носій шаром термопластичного полімеру або полімеру, який твердіє під впливом випромінювання, створюють шляхом рельєфного тиснення у вказаному покритті дифузно-відбивальні мікроструктури, причому мікроструктури мають поперечні виміри 1-100 μм та вертикальні виміри менше 10 μм. 16. Спосіб за п. 15, який відрізняється тим, що додатково містить етап, на якому покривають дифузійно-відбивальні мікроструктури одним або щонайменше двома різними шарами, вибраними з групи, яка складається з типографських чорнил, що містять металеві пластинчаті пігменти, сплаву металів, металевої сполуки або шарів з високим коефіцієнтом заломлення. 17. Спосіб за одним з пп. 15 або 16, який відрізняється тим, що додатково містить етап, на якому наносять безперервне або часткове покриття, що має флуоресцентні, фосфоресцентні, термохромні, оптично змінні, магнітні та/або електропровідні характеристики. 18. Спосіб за одним з пп. 15-17, який відрізняється тим, що додатково містить етапи, на яких наносять захисний та/або клейкий шар. 19. Валютна система, що містить банкноти та монети, яка відрізняється тим, що банкноти та монети містять дифузійно-відбивальні мікроструктури, причому мікроструктури мають поперечні виміри 1-100 μм та вертикальні виміри менше 10 μм, які нагадують одна одну. 9 UA 111069 C2 10 UA 111069 C2 Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 11