Многослойный документ на бумажной или полимерной основе и способ определения его подлинности

Многослойный документ на бумажной или полимерной основе и способ определения его подлинности

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к области изготовления многослойных материалов, обладающих оптико-переменными свойствами, и, в частности, может быть использовано для определения подлинности изделий, для защиты которых используют такие материалы.

Одними из наиболее эффективных способов контроля подлинности ценных документов являются способы, в которых используются визуальные эффекты, связанные с изменением имиджа документа. К таким визуальным эффектам относятся, например, эффект движения, эффект изменения цвета, эффект объема и другие. Преимуществами данного подхода являются простота определения подлинности, высокая производительность контроля и высокий достигаемый уровень защищенности.

К таким визуальным эффектам могут относиться, в частности, эффекты движения графического объекта, эффект изменения формы и размеров данного объекта, эффект изменения его цвета или эффект объема (стереоскопия).

В силу указанных преимуществ визуальные защитные признаки находят широкое применение в области защиты от подделок, и постоянной задачей производителей банкнот и защищенной полиграфической продукции является поиск новых эффективных и трудновоспроизводимых защитных признаков, обладающих ярко выраженными визуальными эффектами.

Заявленное техническое решение касается изготовления защищенных документов с оптико-переменными свойствами, учитывающее возможности зрения человека наблюдать при определенных условиях стереоскопическое изображение предметов.

Предлагаемое техническое решение основано на использовании для создания стереоизображений печатных изображений, выполненных полиграфическим способом поляризационными красками, неотличимых визуально, но отличающихся степенью блеска при наблюдении ценного документа через поляризационные очки или через светофильтры с разной круговой поляризацией для правого и левого глаза.

Визуальный эффект заключается в том, что при наблюдении ценного документа невооруженным глазом наблюдается только два подобных неотличимых друг от друга изображения, а при наблюдении ценного документа через поляризационные очки или через разные светофильтры для правого и левого глаза, каждый из которых имеет разное направления вращения круговой поляризации, формируется стереоскопическое изображение графического элемента, причем кажущаяся плоскость расположения данного графического элемента не совпадает с плоскостью ценного документа.

Данное решение позволяет получить визуальный эффект объема, или разноудаленности различных графических элементов изображения относительно друг друга и/или плоскости ценного документа, и основано на особенности стереоскопического зрения человека, которое позволяет наблюдать стереоскопическое (или пространственное) изображение предметов.

Под стереоскопическим зрением обычно понимается пространственное (объемное) зрение, обусловливающее возникновение трехмерного зрительного образа наблюдаемого объекта за счет параллаксирования, оглядывания объекта с разных сторон в предметном пространстве. При бинокулярном наблюдении в предметном пространстве какой-либо точки А (фиг.1) ее изображения в правом и левом глазу (соответственно А_П и А_Л) попадают на центр, ямки сетчатки, а визирные оси глаз при этом образуют угловой параллакс. Все точки предметного пространства (В, С и т.д.), видимые с таким же угловым параллаксом, лежат на окружности, проходящей через фиксируемую точку А и узловые точки глаз О_П и О_Л, и называются гороптером. Изображения точек предмета, лежащих на гороптере, рисуются на так называемых корреспондирующих точках сетчаток, которые соответственно в правом и левом глазу находятся на одинаковых расстояниях от центральных ямок.

Идентичные изображения, получаемые на корреспондирующих точках, всегда сливаются в единый образ. Изображения точек, расположенных ближе или дальше гороптера, получаются на несоответственных точках сетчаток глаз, что является сигналом мозгу для ощущения разноудаленности этих точек предмета от глаз. В естественных условиях при переводе взгляда на разноудаленные предметы гороптер непрерывно перестраивается. Несовпадение (диспарантность) изображений разноудаленных точек предмета на сетчатках глаз тем больше, чем больше разность угловых параллаксов фиксируемой точки А и одновременно наблюдаемых точек В′, С′ и т.д.

Стереоскопическое изображение возникает в сознании человека в результате слияния в единый зрительный образ двух плоских изображений стереопары, рассматриваемых раздельно каждым глазом. Каждое из двух изображений стереопары представляет собой центральную проекцию объекта (полученную, например, фотографированием) с правой и левой точек зрения, разнесенных по горизонтали на некоторое расстояние, называемое стереобазисом. Изображение объекта, полученное с правой точки, должно рассматриваться правым глазом, а изображение, полученное с левой точки, - левым глазом. Простейшим прибором для такого рассматривания является стереоскоп. Так как правое и левое изображения стереопары представляют собой разные ракурсы объекта, то при оптическом наложении друг на друга они совмещаются не полностью, изображения разноудаленных точек объекта оказываются смещенными вправо или влево относительно друг друга, образуя горизонтальный линейный параллакс. Величина параллакса зависит от удаленности наблюдаемой точки изображения. Если точка правого изображения в плоскости совмещения оказывается правее левого изображения этой точки, то параллакс считается положительным и пространственное положение слитного образа этой точки в стереоскопическом изображении будет представляться расположенным за плоскостью совмещения; если точка правого изображения расположена левее точки левого изображения, то параллакс считается отрицательным и слитное изображение точки оказывается перед плоскостью совмещения; при параллаксе, равном нулю, слитный образ формируется в плоскости совмещения.

Оптическое наложение правого и левого изображений стереопары друг на друга осуществляется селективной проекцией или печатью этих изображений, позволяющими в то же время посредством специальных фильтров выделять каждое изображение из их «смеси» для предъявления его предназначенному глазу. В зависимости от способов фильтрации изображений различают следующие способы воссоздания стереоскопического изображения: очковые - анаглифический, поляризационный, эклипсный; безочковые (растровые) - одностереопарные и многоракурсные.

В поляризационном методе воспроизведения стереоскопических изображений (фиг.2) используется сепарация изображений стереопары за счет использования при наблюдении изображения поляризационных светофильтров с разным направлением круговой поляризации (в случае использования разнонаправленной круговой поляризации). В этом случае одно из изображений стереопары, например правое, печатается на экране Е краской, обладающей правовращающей круговой поляризацией, а левое изображение, налагаясь на первое, печатается краской, обладающей левовращающей круговой поляризацией. Тогда, рассматривая изображения через поляризационные очки, левым глазом L через поляризационный светофильтр с левой поляризацией F₁ увидим темный силуэт второго изображения, а правым глазом R через светофильтр с правой поляризацией видим темный силуэт только первого изображения. Слитный образ точек и соответственно фиксируемых правым R и левым L глазом будет виден на пересечении линий их визирования в точке А перед экраном Е. Аналогично визуальное слияние точек и видимых правым и левым глазом создает образ точки В, лежащей за экраном Е. Таким образом, точки А и В окажутся пространственно разнесены. Этот метод легко реализуется и широко используется для получения стереоскопических изображений в кино.

В контексте данного технического решения следует рассматривать и более общие подходы по созданию защищенного стереоскопического изображения, которые основаны на свойствах человеческого зрения, изложенных выше.

Например, для создания стереоскопического изображения возможно использовать не только абсолютно одинаковые фигуры, разнесенные на некоторое расстояние в одной плоскости, но и специально сформированные изображения, некоторые части которых искажены по законам перспективы для получения объемных стереоскопических изображений.

Данный подход позволяет создавать защитные элементы, которые не только имеют кажущееся несовпадение с плоскостью ценного документа, но и сами по себе являются объемными, содержат выступающие части, выпуклости и вогнутости.

Известны технические решения, касающиеся использования стереографических изображений для защиты полиграфической продукции от подделки.

Например, известно использование стереоскопических изображений, наблюдаемых невооруженным глазом, которое получается при помощи паттернов раздельных изображений, образующих стереоскопический эффект при наложении призматического растра, а также использование стереоскопического изображения, получаемого анаглифическим методом, причем часть изображения напечатана цветной краской, а часть изображения сформирована водяным знаком, и наблюдение производится в анаглифические очки (GB 1286309, 23.08.1972.

Однако такие решения устарели и в настоящее время не представляют трудностей для подделки. Кроме того, эти методы не допускают использования скрытых изображений.

Известно применение в качестве защитного элемента муаровой увеличительной структуры. Эти решения основаны на получении стереоскопических или объемных изображений с использованием линзовых растров (RU 2466030, 10.11.2012)

В WO 2009047579, 16.04.2009, а также в WO 2008128714, 30.10.2008 описаны материалы, содержащие поляризационные метки. Однако в известных решениях не использованы изображения разнонаправленной круговой поляризации, которые изначально, при наблюдении невооруженным глазом, являются неразличимыми, и становятся видны раздельно только при последовательном наблюдении через светофильтры с различной круговой поляризацией. Кроме того, не предусмотрена возможность проведения идентификации ценных документов по наличию стереоскопических изображений, кажущаяся плоскость которых не совпадает с плоскостью ценного документа.

Известно использование контурного изображения на материале для образования стереоскопического эффекта (WO 2006066732, 29.06.2006). Данное техническое решение подразумевает использование для контроля подлинности защищенного документа использование специального изображения, обладающего свойством объемности и/или изменения наблюдаемого ракурса. Однако в настоящее время технология получения голограмм различных видов широко доступны, т.е. известное решение не обладает необходимой защитной функцией.

Известен ценный документ с защитой от подделки, содержащий материал в виде изначально скрытых оптико-переменных слоев, обладающих разной поляризацией, и предназначенный для контроля подлинности с использованием поляризационного светофильтра (RU 2241603, 10.12.2004).

Однако в данном решении не предусмотрена возможность определения подлинности документа с использованием визуального эффекта, построенного на особенностях стереоскопического зрения и заключающегося в кажущейся разноудаленности изображения защитной маркировки и плоскости поверхности ценного документа.

Известен элемент защиты, который содержит два светополяризующих слоя с круговой поляризацией и полупрозрачный фильтрующий слой, на котором друг над другом размещены упомянутые светополяризующие слои. Светополяризующие слои содержат холестерические жидкокристаллические материалы (RU 2364517, 20.08.2009).

Известное решение не предусматривает возможности визуального определения подлинности защищаемого продукта.

Известен документ с индикаторным устройством. Индикаторное устройство содержит гибкий индикаторный слой для воспроизведения, по меньшей мере, одного первого и/или одного второго изображения, оптический слой, который размещен на индикаторном слое. Причем оптический слой формирует автостереоскопическое трехмерное изображение, которое состоит из первого и второго изображений. При этом индикаторный слой выполнен на светоизлучающих диодах (RU 2431877, 2010.2011).

Известное индикаторное устройство является достаточно сложным.

Известна система защиты для документа из ряда однотипных защищенных документов, которая содержит аутентификационную метку и элемент проверки подлинности. Аутентификационная метка является характерной для данного защищенного документа, а элемент проверки подлинности предназначен для проверки подлинности аутентификационных меток других документов из ряда однотипных защищенных документов. Неразрушающая проверка аутентификационной метки системы защиты выполнима исключительно посредством предварительно заданного эффекта от комбинирования с элементом проверки подлинности системы защиты, находящейся на другом однотипном защищенном документе. В данной системе защиты предусмотрено, что два элемента проверки подлинности могут быть размещены на расстоянии, соответствующем расстоянию между зрачками, образуя подобие поляризационных стереоскопических очков, если они выполнены из двух поляризующих пленок, ориентированных перпендикулярно друг другу на участке окна защищаемого объекта. В этом случае аутентификационная метка, размещенная между двумя элементами проверки подлинности, содержит согласованные с углом поляризации пленок поляризующие фрагменты изображений, которые могут быть нанесены посредством печати, например, с использованием чернил, содержащих жидкокристаллические пигменты (RU 2401209, 10.10.2010).

Однако данное техническое решение применяется для защиты для документа из ряда однотипных защищенных документов.

Задачей предложенной группы изобретений является разработка материала с повышенным уровнем защищенности ценного документа от подделки при использовании стереоскопического эффекта.

Поставленная задача решается описываемым многослойным документом, содержащим бумажную или полимерную подложку с нанесенными поверх подложки двумя оптико-переменными слоями, каждый из которых содержит одинаковое изображение одного и того же элемента, изображения смещены друг относительно друга в одной плоскости и неотличимы друг от друга при наблюдении невооруженным глазом, при этом оптико-переменные слои обладают свойством круговой поляризации падающего и/или отраженного излучения, упомянутые слои имеют взаимно противоположное направление круговой поляризации, а изображения в оптико-переменных слоях смещены друг относительно друга на расстояние, обеспечивающее появление стереоскопического изображения элемента при наблюдении через очки с поляризационными светофильтрами, обладающими взаимно противоположным направлением круговой поляризации.

Предпочтительно изображения в двух оптико-переменных слоях смещены друг относительно друга в одной плоскости на расстояние 0,1- 10 мм.

Изобретение предусматривает, что оптико-переменные слои могут обладать цветопеременными свойствами, проявляющимися при наблюдении под разными углами.

Оптико-переменные слои предпочтительно содержат частицы с оптико-переменными свойствами, имеющими размер, предпочтительно, от 1 мкм до 400 мкм и прозрачное связующее, и нанесены на подложку полиграфическим способом, предпочтительно, способом трафаретной печати.

Используемая подложка может быть снабжена цветоконтрастным покрытием, нанесенным полиграфическим способом.

Изобретение предусматривает, что изображения в оптико-переменных слоях могут быть выполнены в виде геометрических или иных фигур, гильоширных элементов, графических и цифробуквенных символов или их совокупности.

Поставленная задача решается также применением материала, охарактеризованного выше, для изготовления защитного элемента в изделиях, выбранных из ряда: банкнот, ценных бумаг, платежных или удостоверяющих личность документов, акцизных или почтовых марок, пластиковых карт.

Кроме того, задача решается предлагаемым способом определения подлинности изделия, изготовленного с применением охарактеризованного выше материала. Способ заключается в том, что вначале производят наблюдение невооруженным глазом изделия, содержащего на своей поверхности защитный элемент на основе предложенного многослойного материала, устанавливают для невооруженного глаза неразличимость друг от друга изображений, выполненных в каждом из оптико-переменных слоев, после чего производят наблюдение того же изделия через очки с поляризационными светофильтрами, которые имеют взаимно противоположное направление круговой поляризации, и при обнаружении стереоскопического изображения защитного элемента делают вывод о его подлинности.

Заявленная группа изобретений в отличие от известных технических решений предусматривает использование оптико-переменных слоев с взаимно противоположной по направлению круговой поляризацией света, что обеспечивает возможность визуального наблюдения стереоскопического изображения через поляризационные светофильтры с различной круговой поляризацией неразличимых скрытых изображений, а также возможность наблюдение в очки со светофильтрами с левой и правой круговой поляризацией стереоскопических изображений, лежащих в плоскости, не совпадающей с плоскостью ценного документа.

Подделка предложенного нами многослойного материала является проблематичной, поскольку она представляет следующие трудности:

1. Необходимость подбора материалов с заданными визуальными оптико-переменными свойствами. Такие материалы не являются общедоступными.

2. Кроме того, необходим подбор материалов с одинаковыми визуальными (неотличимыми друг от друга) оптико-переменными свойствами, но обладающих взаимно противоположной круговой поляризацией света.

3. Необходимость разработки способа нанесения оптико-переменных слоев на изделие, например ценный документ. Наиболее распространенные доступные технологии, которыми является струйная печать и радужная голограмма, в данном случае непригодны.

4. Необходимость подделки (воспроизведения) дизайна скрытых элементов для достижения стереоскопического визуального эффекта.

Наличие таких препятствий позволяет сделать вывод о достаточной степени защищенности от подделки изделий, которые изготовлены при использовании маркировки из предложенного материала. Кроме того, способ определения подлинности изделий является достаточно простым и характеризуется использованием простых средств, а именно очков с поляризационными светофильтрами, обладающими взаимно противоположным направлением круговой поляризации.

Осуществление изобретения поясняется изображениями, представленными в примерах 1 и 2.

Ниже приведены примеры, иллюстрирующие возможность изготовление и использование материала в объеме заявленной совокупности признаков, но не ограничивающие ее объем.

Пример 1

Ценный документ, представляющий собой банкноту, содержащий подложку в форме квадрата коричневого цвета, выполненную офсетным способом печати (поз.4, фиг.3), и нанесенную поверх нее защитную маркировку, состоящую из двух, неотличимых для невооруженного глаза слоев, как показано на фиг.3:

1. Слой, выполненный цветопеременной трафаретной краской, обладающий левовращающейся круговой поляризацией (поз.1, фиг.3).

2. Слой, выполненный цветопеременной трафаретной краской, обладающий правовращающейся круговой поляризацией (поз.2, фиг.3).

Состав трафаретной краски 1:

Связующее УФ отверждения 672020 фирмы GSI	80%
Пигмент ЖКП цветопеременный с левой поляризацией	18%
Разбавитель 672002 фирмы GSI	2%
Всего:	100%

Состав трафаретной краски 2:

Связующее УФ отверждения 672020 фирмы GSI	80%
Пигмент ЖКП цветопеременный с правой поляризацией	18%
Разбавитель 672002 фирмы GSI	2%
Всего:	100%

Частицы с оптико-переменными свойствами (ЖКП) характеризуются средним размером 15 мкм, разброс размеров частиц составляет от 5 до 25 мкм.

При наблюдении документа под прямым углом указанные слои кажутся прозрачными (бесцветными), а при наблюдении под острым углом приобретают перламутровую зеленоватую окраску.

Каждый из указанных слоев выполнен в виде одинаковой фигуры, представляющей собой пятиконечную звезду размером 20×20 мм с толщиной линий 150 мкм, причем эти фигуры разнесены в одном направлении, параллельном длинной стороне банкноты, на расстояние 2 мм (фиг.3).

Банкноту наблюдают через очки, снабженные светофильтрами с правой и левой круговой поляризацией, и определяют, что изображения фигуры в виде пятиконечной звезды первого слоя и второго слоя выглядят как одно общее стереоскопическое изображение, при этом кажущаяся плоскость этого изображения (звезды) не совпадает с плоскостью ценного документа примерно на 1 см. В зависимости от ориентации банкноты изображение звезды может казаться лежащим либо за, либо перед плоскостью основы банкноты.

Наличие данной совокупности визуальных эффектов характеризует подлинность ценного документа.

Пример 2

Ценный документ в виде акцизной марки, содержащий контрастную подложку, выполненную офсетным способом печати (поз.3, фиг.4) и нанесенную поверх нее защитную маркировку, состоящую из двух, неотличимых для невооруженного глаза слоев:

1. Слой, выполненный цветопеременной трафаретной краской, обладающий левовращающейся круговой поляризацией (поз.1, фиг.4).

2. Слой, выполненный цветопеременной трафаретной краской, обладающий правовращающейся круговой поляризацией (поз.2, фиг.4).

Состав трафаретной краски 1:

Связующее УФ отверждения 672020 фирмы GSI	85%
Пигмент ЖКП цветопеременный с левой поляризацией	13%
Разбавитель 672002 фирмы GSI	2%
Всего:	100%

Состав трафаретной краски 2:

Связующее УФ отверждения 672020 фирмы GSI	85%
Пигмент ЖКП цветопеременный с правой поляризацией	13%
Разбавитель 672002 фирмы GSI	2%
Всего:	100%

Частицы с оптико-переменными свойствами (ЖКП) характеризуются средним размером 25 мкм, разброс размеров частиц составляет от 5 до 40 мкм.

При наблюдении документа под прямым углом указанные слои кажутся прозрачными (бесцветными), а при наблюдении под острым углом приобретают перламутровую красноватую окраску.

Фигуры слоев имеют рисунок (поз.1 и поз.2, фиг.3), сформированный таким образом, что часть графического элемента каждой фигуры подобна аналогичной части фигуре на другом слое, но при этом они смещены друг относительно друга во взаимно противоположном направлении.

Далее ценный документ наблюдают через очки, снабженные светофильтрами с правой и левой круговой поляризацией и определяют, что два изображения слоя №1 и слоя №2 выглядят как два разных стереоскопических изображения, при этом кажущиеся плоскости этих изображений не совпадает с плоскостью ценного документа. Наличие данного визуального эффекта характеризует подлинность ценного документа.

Пример 3

Ценный документ в виде банкноты, содержащий контрастную подложку, выполненную офсетным способом печати и нанесенную поверх нее защитную маркировку, состоящую из двух, неотличимых для невооруженного глаза слоев:

1. Слой, выполненный цветопеременной трафаретной краской, обладающий левовращающейся круговой поляризацией.

2. Слой, выполненный цветопеременной трафаретной краской, обладающий правовращающейся круговой поляризацией.

Состав трафаретной краски 1:

Связующее УФ отверждения 672020 фирмы GSI	83%
Пигмент ЖКП цветопеременный с левой поляризацией	15%
Разбавитель 672002 фирмы GSI	2%
Всего:	100%

Состав трафаретной краски 2:

Связующее УФ отверждения 672020 фирмы GSI	83%
Пигмент ЖКП цветопеременный с правой поляризацией	15%
Разбавитель 672002 фирмы GSI	2%
Всего:	100%

Частицы с оптико-переменными свойствами (ЖКП) характеризуются средним размером 25 мкм, разброс размеров частиц составляет от 5 до 40 мкм.

При наблюдении документа под прямым углом указанные слои кажутся прозрачными (бесцветными), а при наблюдении под острым углом приобретают золотистую окраску.

Каждый из указанных слоев выполнен в виде внешне подобных фигур, представляющих собой решетчатое изображение размером 20×20 мм с толщиной линий 150 мкм, причем составляющие эти фигуры линии разнесены в одном направлении, параллельном длинной стороне банкноты, на разные расстояния, колеблющиеся в пределах от 0,5 до 2 мм таким образом, что образуют объемное стереоскопическое изображение с учетом перспективы со стороны наблюдателя, который наблюдает банкноту через очки, снабженные светофильтрами с правой и левой круговой поляризацией.

При этом два изображения слоя №1 и слоя №2 выглядят как одно объемное стереоскопическое изображение, кажущаяся плоскость которого не совпадает с плоскостью ценного документа, и отдельные части этого изображения кажутся разноудаленными относительно наблюдателя, выпуклыми или вогнутыми.

Наличие данного визуального эффекта характеризует подлинность ценного документа.

1. Многослойный документ, содержащий бумажную или полимерную подложку с нанесенными поверх подложки двумя оптико-переменными слоями, каждый их которых содержит одинаковое изображение одного и того же элемента, изображения смещены друг относительно друга в одной плоскости и неотличимы друг от друга при наблюдении невооруженным глазом, при этом оптико-переменные слои обладают свойством круговой поляризации падающего и/или отраженного и/или проходящего излучения, упомянутые слои имеют взаимно противоположное направление круговой поляризации, а изображения в оптико-переменных слоях смещены друг относительно друга на расстояние, обеспечивающее появление стереоскопического изображения элемента при наблюдении через очки с поляризационными светофильтрами, обладающими взаимно противоположным направлением круговой поляризации.

2. Документ по п.1, отличающийся тем, что изображения в двух оптико-переменных слоях смещены друг относительно друга в одной плоскости на расстояние 0,1-10 мм.

3. Документ по п.1, отличающийся тем, что оптико-переменные слои обладают цветопеременными свойствами, проявляющимися при наблюдении под разными углами.

4. Документ по п.1,отличающийся тем, что оптико-переменные слои содержат частицы с оптико-переменными свойствами, имеющими размер 1- 400 мкм и прозрачное связующее, и нанесены на подложку полиграфическим способом, предпочтительно способом трафаретной печати.

5. Документ по п.1, отличающийся тем, подложка содержит цветоконтрастное покрытие, нанесенное полиграфическим способом.

6. Документ по п.1, отличающийся тем, что изображения в оптико-переменных слоях выполнены в виде геометрических или иных фигур, гильоширных элементов, графических и цифробуквенных символах или их совокупности.

7. Документ, охарактеризованный в любом из пп. 1-6, представляющий собой изделие, выбранное из ряда: банкнота, ценная бумага, платежный или удостоверяющий личность документ, акцизная или почтовая марка, пластиковая карта.

8. Способ определения подлинности документа, охарактеризованного в пп.1-7, заключающийся в том, что вначале производят наблюдение изделия невооруженным глазом, устанавливают для невооруженного глаза неразличимость друг от друга изображений, выполненных в каждом из оптико-переменных слоев, затем производят наблюдение того же изделия через очки с поляризационными светофильтрами, которые имеют взаимно противоположное направление круговой поляризации, и при обнаружении стереоскопического изображения элемента делают вывод о подлинности документа.9 Способ по п.8, отличающийся тем, что кажущаяся плоскость стереоскопического изображения не совпадает с плоскостью подложки многослойного документа.