Ценный документ, содержащий многослойную полимерную структуру, и способ персонализации ценного документа

Изобретение относится к области защищенной полиграфии, а точнее к изготовлению и персонализации пластиковых документов. Предложен ценный документ, содержащий многослойную полимерную структуру, в которой один или несколько слоев обладают оптически переменным эффектом и содержат защитные признаки. По крайней мере, один из слоев, являющийся регистрирующим, выполнен из полимерного композиционного материала с температурой перехода в вязкотекучее состояние от 20 до 100°C и обладающего реактивностью к воздействию температуры и оптическим, радиационным, электронно-ионным излучениям, приводящим к необратимой полимеризации, причем указанный слой содержит наполнитель в виде магнитных частиц, которые образуют персонализационные изображения, различимые в проходящем или отраженном свете. Способ персонализации ценного документа включает формирование персонализационного изображения путем воздействия на регистрирующий слой внешнего магнитного поля и излучений. Технический результат - эффект изменения персонального признака хорошо различим невооруженным глазом по характерным особенностям изображений. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к области защищенной полиграфии, а точнее к изготовлению и персонализации пластиковых документов, таких как паспорт, водительские права, удостоверение личности.

В настоящее время известно несколько способов персонализации документов. До недавнего времени широко использовался способ введения, вклеивания фотографий и идентификационных данных, отпечатанных на бумаге или полимерных носителях, между пластиковыми слоями, формирующими карточку или страницу документа (RU 42474 U1, 10.12.2004). Такой способ персонализации является трудоемким и практически не поддается автоматизации. Кроме того, пластиковые документы такого типа легко подделываются и видоизменяются путем расслаивания уже готовых документов и введения в них новых персональных данных.

Более современной является технология печати персональных данных, включая портрет, специальными полимерными красками на внутренних полимерных слоях документов в процессе их изготовления (RU 2474498 C2, 10.02.2013). Такая технология требует наличия дорогостоящего оборудования и специальных комплектующих.

Недостатком указанных выше технологий является необходимость персонализации удостоверяющих документов при их изготовлении. Персонализация готовых бланков документов по таким технологиям не предусматривается или затруднительна, и зачастую, как в первом случае, не обеспечивает необходимый уровень защиты вводимой информации в удостоверяющие документы.

Более распространенной в настоящее время является технология введения персональных и идентификационных данных методами лазерного гравирования (RU 99108732, 27.02.2001). В этом случае запись изображений и текста производится лазерным лучом на прозрачном светочувствительном полимерном слое, введенном в пластиковый документ, например на пленке карбонизированного поликарбоната. Такая технология очень широко распространена и может осуществляться с помощью недорогого оборудования и доступных комплектующих. Однако это обуславливает также относительно легкую подделку и имитацию документов.

Известны защитные признаки в виде многослойных структур, содержащих слои со специфическими физическими и химическими свойствами, например люминесцентными, магнитными, электромагнитными, термохромными и другими (RU 2377134 C2, 27.12.2009). Формирование цветных изображений проводят, в частности, методами лазерной гравировки в сочетании со специальными защитными эффектами, регистрируемыми аппаратными средствами. Такие технологии осуществляются с помощью недорогого оборудования и доступных комплектующих. Однако это обуславливает также относительно легкую подделку и имитацию документов. Кроме того, для идентификации подлинности необходимо использовать специальное дорогостоящее оборудование.

Задача, решаемая изобретением, - создание технологии персонализации ценного документа, при которой эффект изменения персонального признака хорошо различим невооруженным глазом по характерным особенностям изображений, формируемых путем воздействия на ценный документ внешними излучениями.

Это достигается тем, что ценный документ, содержащий многослойную полимерную структуру, в которой один или несколько слоев обладают оптически переменным эффектом и содержат защитные признаки, согласно изобретению, по крайней мере, один из слоев, являющийся регистрирующим, выполнен из полимерного композиционного материала с температурой перехода в вязкотекучее состояние от 20 до 100°C и обладающего реактивностью к воздействию температуры и оптическим, радиационным, электронно-ионным излучениям, приводящим к необратимой полимеризации, причем указанный слой содержит наполнитель в виде магнитных частиц, которые образуют персонализационные изображения, различимые в проходящем или отраженном свете.

В частных случаях магнитные частицы имеют форму пластинок - чешуек, иголок, или близкую к шарообразной форму. Магнитные частицы могут быть выполнены из прозрачных или полупрозрачных материалов, а также могут иметь цветное или интерференционное покрытие.

Задача решается также тем, что предложен способ персонализации ценного документа, описанного выше. Способ включает формирование персонализационного изображения путем воздействия на регистрирующий слой внешнего магнитного поля и излучений, согласно изобретению запись персонализационного изображения проводят при воздействии на регистрирующий слой магнитного поля определенного направления и величины и излучения, приводящего к уменьшению вязкости и/или необратимой полимеризации материала регистрирующего слоя в облученных областях.

В частном случае после записи персонализационного изображения возможна дополнительная операция полимеризация полимера.

В частности, запись персонализационного изображения проводят с помощью внешних лазерных излучений. Запись персонализационных изображений возможна с помощью широких пучков излучения и управляемых и/или неуправляемых транспарантов.

Формирование персонализационного изображения согласно предлагаемому изобретению происходит при комплексном воздействии на участки регистрирующего слоя магнитным полем и внешними излучениями (облучением ИК, световыми, УФ, рентгеновскими, радиационными, электронными или ионными пучками), приводящими к полимеризационной сшивке материала полимерно-олигомерно-мономерной основы регистрирующего слоя.

Для этого проводят поточечную или аналоговую (непрерывную) запись персонализационных изображений сфокусированными или расфокусированными излучениями через пропускающие управляемые или неуправляемые транспаранты в регистрирующем полимерном композиционном слое, содержащем наполнитель в виде магнитных частиц. При этом в областях, подвергнутых облучению, происходит переориентация и перераспределение магнитных частиц и последующее их фиксирование за счет одновременной и/или последующей сшивки полимерно-олигомерного-мономерного основы регистрирующего слоя в местах, подвергнутых облучению. В частных случаях после записи персонализационного изображения дополнительно проводят полимеризацию регистрирующего слоя внешним излучением.

Распределение и ориентация магнитных частиц определяются вязкостью материала слоя, способом его нанесения, магнитными характеристиками и формой магнитных частиц и величиной и направлением воздействующих магнитных полей. При воздействии на области регистрирующего слоя тепловыми, ИК или УФ излучениями происходит фиксация положения магнитных частиц, в частности возможно формирование изображений с помощью излучения лазерных и светодиодных излучателей или ламп широкого спектрального диапазона от 200 нм до 10000 нм. Изменяя в процессе записи действующее на регистрирующий слой магнитное поле, при облучении различных его областей в них формируются различные необратимые пространственные распределения магнитных частиц. В частном случае возможна запись изображений с помощью управляемых или неуправляемых пространственных и пространственно-временных модуляторов широкими импульсными пучками излучения достаточно высокой мощности.

Изображения могут быть черно-белыми, полутоновыми и цветными. В последнем случае используют смесь магнитных частиц, окрашенных в различные цвета, например красный, зеленый и синий цвета, при этом запись проводят последовательно на соответствующих длинах волн.

При использовании субмикронных и наноразмерных магнитных частиц возможна не только поточечная пиксельная запись изображений и текста, но также дифракционная и голографическая запись.

Возможна запись изображений на тонких (10-20 мкм) прозрачных полимерных пленках из полиэтилентерефталата (ПЭТ), поликарбоната (ПК) или полипропилена (1111), покрытых тонкими (5-50 мкм) прозрачными слоями из полимерных композиционных материалов, например полиэтилена или полиоксиэтилена, с низкой температурой плавления (70 -150°C) с введенными в них и/или на их поверхности магнитными частицами с плотностью покрытия поверхности, близкой к 100%. В качестве магнитных частиц могут использоваться, например, частицы порошкообразных магнитных пигментов, выпускаемых фирмами «Guangzhou Sheenbow Pigment Technology Co.Ltd» (Китай), «SICPA» (Швейцария) или «ITW MAGNAFLUX» (CIIIA).

Например, при воздействии на полимерные пленки с такими магнитными покрытиями сфокусированным импульсным лазерным излучением, например, в ИК диапазоне на длине волны 1.06-1.3 мкм с помощью установок лазерного гравирования и одновременном воздействии на пленку постоянным или импульсным магнитным полем определенного направления и величины в процессе лазерного импульса, например, полем, перпендикулярным плоскости пленки и величиной порядка 10²-10⁵ А/м, проводят поточечную запись с размером точки, равным диаметру сфокусированного лазерного пучка. Запись осуществляется за счет нагрева магнитных частиц лазерным излучением, при этом частицы нагревают вокруг себя термопластичный полимерный материал. Магнитные частицы поворачиваются в нагретом вязкотекучем полимере в направлении приложенного магнитного поля и/или выстраиваются в тонкие нитеподобные образования вдоль линий магнитного поля. После действия лазерного импульса термопластичный полимер остывает и фиксирует положение повернутых и выстроенных магнитных частиц.

Для иллюстрации заявляемого изобретения на фиг. 1 приведена схема записи персонализационного изображения сфокусированным лазерным лучом. На фиг. 2 показана схема записи персонализационного изображения несфокусированным излучением с использованием транспаранта.

Пример 1. Рассмотрим запись персонализационного изображения сфокусированным лазерным лучом (фиг. 1). В многослойном пластиковом документе 1 под прозрачным покровным слоем 2 размещен регистрирующий слой 3 с достаточно низкой (20°C-100°C) температурой размягчения - перехода в вязкотекучее состояние. Он может находиться и в жидком вязкотекучем состоянии до проведения процедур записи изображений. В данном случае использовали слой прозрачного сэвилена, допированного активаторами, позволяющими фиксировать температуру его перехода в вязкотекучее состояние в диапазоне (20°C-100°C). Указанный слой расположен на полимерной подложке 4 и содержит порошкообразный наполнитель в виде магнитных частиц, равномерно распределенных по объему регистрирующего слоя.

Запись идентификационной информации осуществляли следующим образом. Идентификационный документ помещали в магнитное поле 5 от источника однородного магнитного поля 6 и проводили стандартную процедуру лазерного гравирования со стороны прозрачного покровного слоя 2 аналогично тому, как это делается при записи идентификационной информации на бланках пластиковых документов со светочувствительными (лазероактивными) поликарбонатными пленками.

Сфокусированным лазерным лучом 7, обычно с длиной волны излучения в ИК диапазоне (λ=1.06 мкм или λ=1.3 мкм) и с диаметром луча 20 мкм-100 мкм, импульсно, поточечно засвечивают области 8 регистрирующего слоя с магнитными частицами 9. В облученных участках за счет нагрева вязкость регистрирующего слоя понижается, и магнитные частицы под действием приложенного внешнего магнитного поля 5 ориентируются и пространственно перераспределяются. Так формируют персонализационные изображения. В местах воздействия лазерным лучом изменяются параметры отражения и пропускания света. Фиксация полученных пространственных распределений магнитных частиц, а следовательно, и сформированных изображений, осуществляется в процессе остывания нагретых областей и происходящей при этом необратимой полимеризационной сшивке полимерного материала регистрирующего слоя.

В частном случае более жесткая фиксация изображений может осуществляться путем облучения их в процессе записи или после ее осуществления излучениями, приводящими к сшивке полимерного материала регистрирующего слоя. В данном примере слой на основе сэвилена подвергали радиационному облучению на установке электронного облучения Л-210 электронными пучками мощностью 2-10 МЭВ. Из-за полимеризации материала регистрирующего слоя, контактирующего с магнитными частицами, повторную запись в местах с уже проведенной записью осуществить невозможно. Последнее обстоятельство является важным для предотвращения возможности несанкционированной перезаписи персонализационной и идентификационной информации. Полученные с помощью переориентированных магнитных частиц персонализационные изображения легко различаются в проходящем или отраженном свете при визуальном наблюдении документа.

Пример 2. Рассмотрим запись персонализационного изображения (фиг. 2) излучением ИК или УФ спектра несфокусированным, широким, пространственно однородным пучком излучения 7 через ячейки управляемого или неуправляемого транспаранта 11. В качестве излучателей 10 используют промышленно выпускаемые ИК или УФ лампы - прожекторы. Излучение, проходящее через открытые ячейки транспаранта 12 и прозрачный защитный слой 2, попадает на области 13 регистрирующего слоя 3 с магнитными частицами 9, предварительно ориентированными параллельно плоскости регистрирующего слоя.

Регистрирующий слой расположен на основе 4, которая может быть прозрачной, полупрозрачной и непрозрачной. В процессе записи на регистрирующий слой воздействуют магнитным полем 5, создаваемым источником 6. Под действием магнитного поля и облучения через открытые ячейки транспаранта магнитные частички пигмента разворачиваются в направлении поля и фиксируются в этом положении за счет необратимой полимеризации полимерно-олигомерно-мономерной основы регистрирующего слоя. В данном случае магнитное поле перпендикулярно плоскости регистрирующего слоя. Частицы были предварительно ориентированы параллельно плоскости регистрирующего слоя. После записи магнитные частицы в облученных областях 8 будут зафиксированы в направлении поля при записи. В необлученных областях положение частиц остается незафиксированным и при воздействии внешних полей может изменяться. Конфигурация расположения открытых ячеек транспаранта определяет конфигурацию формируемых изображений. Длительность записи одного изображения в зависимости от состава основы регистрирующего слоя составляла несколько секунд. Так как магнитные частицы фиксируются только в облученных областях, то при открывании новых ячеек транспаранта и изменении направления магнитного поля 5 при последующих циклах записи в регистрирующем слое могут формироваться другие изображения. Контраст наблюдаемых изображений в отраженном или проходящем свете определяется расположением магнитных частиц в облученных локальных областях.

Запись изображений может осуществляться и через неуправляемые транспаранты. В этом случае транспаранты выполняются в виде прозрачных пластин с покрытиями, непрозрачными для излучений, используемых при записи. Изображения в транспарантах сформируются путем локального удаления непрозрачных покрытий. Запись различных изображений в одном регистрирующем слое при этом осуществляется путем размещения регистрирующего слоя под пластинами с различными изображениями и изменением направления магнитных полей при записи каждого изображения.

1. Ценный документ, содержащий многослойную полимерную структуру, в которой один или несколько слоев обладают оптически переменным эффектом и содержат защитные признаки, отличающийся тем, что, по крайней мере, один из слоев, являющийся регистрирующим, выполнен из полимерного композиционного материала с температурой перехода в вязкотекучее состояние от 20 до 100°С и обладающего реактивностью к воздействию температуры и оптическим, радиационным, электронно-ионным излучениям, приводящим к необратимой полимеризации, причем указанный слой содержит наполнитель в виде магнитных частиц, которые образуют персонализационные изображения, различимые в проходящем или отраженном свете.

2. Ценный документ по п. 1, отличающийся тем, что магнитные частицы имеют форму пластинок, или чешуек, или иголок, или близкую к шарообразной форму.

3. Ценный документ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что магнитные частицы выполнены из прозрачных или полупрозрачных материалов.

4. Ценный документ по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что магнитные частицы имеют цветное или интерференционное покрытие.

5. Способ персонализации ценного документа, охарактеризованного в любом из пп. 1-4, включающий формирование персонализационного изображения путем воздействия на регистрирующий слой внешнего магнитного поля и излучений, отличающийся тем, что запись персонализационного изображения проводят при воздействии на регистрирующий слой магнитного поля определенного направления и величины и излучения, приводящего к уменьшению вязкости и/или необратимой полимеризации материала регистрирующего слоя в облученных областях.

6. Способ по п. 5, отличающийся тем, что после записи персонализационного изображения дополнительно проводят полимеризацию полимера.

7. Способ по п. 5, отличающийся тем, что запись персонализационного изображения проводят с помощью внешних излучений от лазерных источников.

8. Способ по п. 5, отличающийся тем, что запись персонализационного изображений проводят с помощью широких пучков излучения и управляемых и/или неуправляемых транспарантов.