Скачать PDF файл.

Формула / Реферат

1. Обратимый пьезохромный защитный элемент для защиты от подделок ценных документов, отличающийся тем, что представляет собой пленку или слой покрытия, выполненные из эластичного полимера и содержащие совокупность оптически контрастных частиц пигмента, причем по меньшей мере часть частиц пигмента выбрана из группы, состоящей из игольчатых частиц и пластинчатых или хлопьевидных частиц, и ориентирована в положение, которое значительно отличается от расположения плоскости пленки или слоя покрытия.

2. Защитный элемент по п.1, отличающийся тем, что по меньшей мере часть частиц пигмента выбрана из группы, состоящей из частиц тонкопленочного интерферирующего пигмента.

3. Защитный элемент по п.1 или 2, отличающийся тем, что по меньшей мере часть частиц пигмента выбрана из группы частиц с переменными оптическими свойствами.

4. Защитный элемент по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что по меньшей мере часть частиц пигмента имеет слоистую структуру, содержащую отражатель Фабри-Перо/диэлектрик/поглотитель света.

5. Защитный элемент по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что по меньшей мере часть частиц пигмента является хлопьями с диаметром в диапазоне от 10 до 50 мкм.

6. Защитный элемент по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что по меньшей мере часть частиц пигмента выбрана из группы магнитных или намагничиваемых частиц пигмента.

7. Защитный элемент по любому из пп.1-6, отличающийся тем, что частицы пигмента содержатся в пленке или слое покрытия в концентрации, лежащей в диапазоне от 5 до 25 мас.%, предпочтительно от 10 до 15 мас.%.

8. Защитный элемент по п.7, отличающийся тем, что по меньшей мере часть частиц пигмента ориентирована почти вертикально относительно плоскости пленки или покрытия, так что продольная ось иглы игольчатых частиц образует угол в пределах 30° с нормалью к указанной плоскости, а ось хлопьевидных частиц составляет соответственно угол в пределах 30° с указанной плоскостью.

9. Защитный элемент по любому из пп.1-8, отличающийся тем, что эластичный полимер выбран из группы высокоэластичных полимеров, состоящей из натуральных каучуков, синтетических каучуков, включая стирол-бутадиеновые сополимеры, акрилатные латексные системы, полихлоропрены (неопрен), нитриловые каучуки, бутиловые каучуки, полисульфидные каучуки, цис-1,4-полиизопрены, этилен-пропиленовые терполимеры (ЭПДМ-каучуки), силиконовые каучуки, полиуретановые каучуки и пористые силиконы.

10. Защитный элемент по любому из пп.1-8, отличающийся тем, что эластичный полимер выбран из группы, состоящей из УФ-отверждаемых полимеров и полимеров, отверждаемых электронным лучом.

11. Защитный элемент по любому из пп.1-8, отличающийся тем, что эластичный полимер является двухкомпонентным силиконовым эластомером или однокомпонентным силиконовым диэлектрическим гелем.

12. Защитный элемент по любому из пп.1-11, отличающийся тем, что пленка эластичного полимера, содержащая частицы пигмента, покрыта, по меньшей мере частично, прозрачной защитной пленкой.

13. Защитный элемент по любому из пп.1-11, отличающийся тем, что пленка эластичного полимера, содержащая частицы пигмента, заключена между двумя, по меньшей мере частично, прозрачными защитными пленками.

14. Композиция покрытия для изготовления обратимого пьезохромного защитного элемента по любому из пп.1-13, которая содержит совокупность оптически контрастных частиц пигмента, по меньшей мере часть которых выбрана из игольчатых частиц и пластинчатых или хлопьевидных частиц, в жидком или пастообразном полимеризуемом мономерном или олигомерном предшественнике, способном к отверждению до эластичного полимера.

15. Композиция покрытия по п.14, отличающаяся тем, что по меньшей мере часть частиц пигмента выбрана из группы, состоящей из частиц тонкопленочного интерферирующего пигмента.

16. Композиция покрытия по п.14 или 15, отличающаяся тем, что по меньшей мере часть частиц пигмента выбрана из группы частиц с переменными оптическими свойствами.

17. Композиция покрытия по любому из пп.14-16, отличающаяся тем, что по меньшей мере часть частиц пигмента имеет слоистую структуру, содержащую отражатель Фабри-Перо/диэлектрик/поглотитель света.

18. Композиция покрытия по любому из пп.14-17, отличающаяся тем, что по меньшей мере часть частиц пигмента является хлопьями с диаметром в диапазоне от 10 до 50 мкм.

19. Композиция покрытия по любому из пп.14-18, отличающаяся тем, что по меньшей мере часть частиц пигмента выбрана из группы, состоящей из магнитных или намагничиваемых частиц пигмента.

20. Композиция покрытия по любому из пп.14-19, отличающаяся тем, что частицы пигмента содержатся в ней в концентрации, лежащей в диапазоне от 5 до 20 мас.%, предпочтительно от 10 до 15 мас. %.

21. Способ получения обратимого пьезохромного защитного элемента по любому из пп.1-13, при котором:

а) получают основу;

б) наносят композицию покрытия, содержащую совокупность частиц оптически контрастного пигмента, по меньшей мере часть которых выбрана из игольчатых частиц и пластинчатых или хлопьевидных частиц, в жидком или пастообразном полимеризуемом мономерном или олигомерном предшественнике по меньшей мере на часть основы;

в) ориентируют частицы пигмента в положение, которое значительно отличается от расположения плоскости пленки или слоя покрытия;

г) отверждают композицию покрытия до эластичного полимера.

22. Способ по п.21, отличающийся тем, что наносят композицию покрытия, в которой хлопьевидные частицы обладают переменными оптическими свойствами и представляют собой магнитный или намагничиваемый пигмент, и ориентируют хлопьевидный пигмент в нанесенном покрытии с помощью внешнего магнитного поля.

23. Способ по п.22, отличающийся тем, что осуществляют магнитное ориентирование предпочтительно с использованием гравированной пластины из намагниченного постоянно магнитного материала.

24. Способ по любому из пп.21-23, отличающийся тем, что композицию покрытия покрывают, по меньшей мере частично, прозрачной полимерной пленкой.

25. Способ по любому из пп.21-23, отличающийся тем, что основой является, по меньшей мере частично, прозрачная полимерная пленка.

26. Способ защиты от подделок документа или предмета, требующего защиты, заключающийся в том, что документ или предмет, требующий защиты, выполняют с защитным элементом по любому из пп.1-13.

27. Способ по п.26, отличающийся тем, что документ или предмет, требующий защиты, выбран из группы, состоящей из ценных бумаг, банкнот, документов, удостоверяющих личность, карт доступа, банковских карт и этикеток, служащих для целей сбора налогов.

28. Защищенный документ, содержащий защитный элемент по любому из пп.1-13.

Текст

Смотреть все

Настоящее изобретение относится к обратимому пьезохромному защитному элементу для защиты ценных документов от подделки; защитный элемент отличается тем, что он представляет собой пленку или слой покрытия из эластичного полимера, содержащий совокупность оптически контрастных частиц пигмента, причем по меньшей мере часть частиц пигмента выбрана из группы,состоящей из игольчатых частиц и пластинчатых или хлопьевидных частиц, и ориентирована в положение, которое значительно отличается от расположения плоскости пленки или слоя покрытия.(71)(73) Заявитель и патентовладелец: СИКПА ХОЛДИНГ СА (CH); БАНК ОФ КАНАДА (CA) Область техники Настоящее изобретение относится к области защиты документов. Более конкретно, оно относится к обратимому чувствительному к давлению устройству, которое можно включить в документ, требующий защиты, прикрепить к документу, требующему защиты, или напечатать на документе, требующем защиты, и которое проявляет видимое изменение цвета при приложении умеренного давления, например давления, которое может быть создано пальцем человека. Предшествующий уровень техники Пьезохромные устройства, которые обратимо меняют цвет при приложении давления, известны на предшествующем уровне техники. В публикации ЕР-А 0530369 (Myashita) описаны производные индолинспиробензотиофурана, которые получают в виде мелкодисперсных оранжево-красных кристаллов. После приложения умеренного давления - воздействия трением на поверхность покрытия, содержащего такие кристаллы - кристаллы приобретают яркий темно-синий цвет и сохраняют его до тех пор, пока на них не подействует видимый свет, после чего снова приобретают свой первоначальный оранжевый цвет. В публикации WO-A 03/089227 (Lutz) описано применение пьезохромных материалов в качестве индикаторов давления в покрытиях валиков, используемых в бумагоделательных машинах. В публикации WO-A 2005/092995 (Leroux) описана обратимая пьезохромная система, которую можно наносить в форме печатной краски, например - для защиты банкнот от подделок. Система содержит комбинацию электронодонорного соединения и электроноакцепторного соединения. Электронодонорным соединением является ионохромное вещество, в данном случае - рН-чувствительная краска. Электроноакцепторное соединение может обладать кислотностью, достаточно высокой для того, чтобы вызывать окрашивание ионохромного соединения при контакте с последним, но достаточно низкой для того, чтобы обеспечивать обратимость изменения цвета. Оба типа соединений объединяют в композиции покрытия и наносят на субстрат. После воздействия давления или трения появляется интенсивная окраска, которая исчезает через одну-две минуты. Принципиальным недостатком системы, описанной в WO-A 2005/092995, при применении ее для защитной печати является значительное время, которое требуется для того, чтобы система вернулась к исходному состоянию после воздействия давления и возникающего вследствие этого изменения цвета. Очень желательно иметь пьезохромные системы, проявляющие быстро обратимое (в обоих направлениях) изменение цвета под действием давления. Сущность изобретения Авторы настоящего изобретения неожиданно обнаружили, что полностью обратимое, быстро реагирующее пьезохромное устройство, пригодное для применения в качестве защитного элемента для защиты ценных документов, банкнот и т.п., может быть осуществлено на основе другого физического, а именно механического, принципа. Согласно настоящему изобретению обратимый пьезохромный защитный элемент для защиты от подделок представляет собой пленку или слой покрытия, выполненные из эластичного полимера и содержащие совокупность оптически контрастных частиц пигмента, причем по меньшей мере часть частиц пигмента выбрана из группы, состоящей из игольчатых частиц и пластинчатых или хлопьевидных частиц, и ориентирована в положение, которое значительно отличается от расположения плоскости пленки или слоя покрытия. Настоящее изобретение относится также к композиции покрытия для изготовления обратимого пьезохромного защитного элемента, содержащей совокупность оптически контрастных частиц пигмента, по меньшей мере часть которых выбрана из игольчатых частиц и пластинчатых или хлопьевидных частиц, в жидком или пастообразном полимеризуемом мономерном или олигомерном предшественнике, способном к отверждению до эластичного полимера. В полученном таким образом эластичном полимере после его сжатия или растяжения изменяется плотность и/или ориентация частиц пигмента; это приводит к видимому изменению цвета из-за свойства оптической контрастности частиц пигмента. Видимое изменение цвета в ответ на сжатие или растяжение является обратимым, то есть после снятия внешнего давления расположение частиц пигмента в эластичном полимере возвращается в исходное состояние. Видимый эффект изменения цвета можно увидеть либо в непосредственной близости от инструмента, создающего давление, либо с обратной стороны устройства, если его обратная сторона прозрачна для видимого света, либо даже через инструмент, оказывающий давление, если этот инструмент прозрачен для видимого света."Совокупность оптически контрастных частиц пигмента" в контексте настоящего изобретения означает частицы любого пигмента или любую смесь частиц пигмента, которые видны внутри эластичного полимера. Пигмент не обязательно должен быть одного и того же типа; совокупность частиц пигмента может содержать различные типы пигментов, при этом одна или более частей пигмента выбирается из указанных ниже предпочтительных вариантов. Предпочтительные частицы пигмента имеют несферическую форму, в частности они являются игольчатыми, пластинчатыми или хлопьевидными частицами. Наиболее предпочтительными пигментами для осуществления настоящего изобретения являются тонкопленочные интерферирующие пигменты, в частности пигменты с переменными оптическими свой-1 019979 ствами, описанные в публикациях US 4705300, US 4705356, US 4721271 и в относящихся к ним документах. Эти пигменты имеют слоистую структуру,содержащую отражатель ФабриПеро/диэлектрик/поглотитель света, причем отражатель предпочтительно состоит из металла, такого как алюминий, хром, никель, или из сплава металлов. Диэлектриком предпочтительно является фторид магния (MgF2) или диоксид кремния (SiO2), а поглотитель света предпочтительно состоит из хрома, никеля или углерода. Предпочтительные хлопья для осуществления настоящего изобретения имеют диаметр в диапазоне от 10 до 50 мкм. Игольчатые, пластинчатые или хлопьевидные частицы предпочтительно находятся внутри эластичного полимера в ориентированном состоянии; такую ориентацию можно получить за счет приложения соответствующих сдвиговых усилий, как описано в публикации DE196 39165 С 2. Альтернативно, частицы пигмента можно сориентировать за счет применения внешних полей, например магнитных полей, как описано в публикациях ЕР 1641624 и WO 2008/046702 А 1. В этом случае частицы должны быть способны реагировать на выбранные внешние поля. На фиг. 1 схематически изображено, как могут быть ориентированы частицы пигмента в покрытии. Предпочтительные частицы пигмента для осуществления настоящего изобретения выбраны из магнитных или намагничиваемых частиц пигмента. Пигмент содержится в эластичном полимере в концентрации в диапазоне от 5 до 20 мас.%, предпочтительно от 10 до 15 мас.%. В наиболее предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения частицы пигмента,предпочтительно хлопья пигмента, ориентированы почти вертикально относительно плоскости покрытия. "Вертикально" в контексте настоящего изобретения означает, что продольная ось игольчатых частиц образует угол, не превышающий 30, с нормалью к плоскости покрытия, соответственно продольная ось хлопьевидных частиц образует угол, не превышающий 30, с плоскостью пленки или покрытия. Эластичный полимер получают посредством полимеризации соответствующего мономерного или олигомерного предшественника. Жидкую или пастообразную композицию покрытия получают посредством диспергирования частиц пигмента и подходящих добавок в полимеризуемом предшественнике. Композицию покрытия наносят на субстрат в форме пленки, используя соответствующую технику нанесения покрытия или печати, с получением, если это желательно, определенной ориентации частиц пигмента. Затем нанесенную композицию покрытия отверждают с получением эластичного материала, содержащего частицы пигмента. Полученную пленку можно использовать в качестве пьезохромного защитного устройства. В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения поверхность пьезохромного защитного устройства обычно покрывают по меньшей мере частично прозрачной защитной пленкой для предотвращения случайных механических повреждений. Предпочтительной защитной пленкой является прозрачная полимерная пленка. Однако защитная пленка может быть любым другим типом защитного покрытия, например УФ-лаком и т.п. В другом варианте осуществления пьезохромного защитного устройства пленка, состоящая из эластичного полимера, содержащего частицы пигмента, расположена между двумя по меньшей мере частично прозрачными защитными пленками. Особо предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения является пьезохромный элемент с переменными оптическими свойствами, в котором по меньшей мере часть частиц пигмента является (предпочтительно - магнитным) частицами с переменными оптическими свойствами, состоящим из непрозрачных отражающих хлопьев, которые имеют толщину порядка 1 мкм и двумерную протяженность от 10 до 50 мкм, а спектрально селективная отражательная способность (цвет) которых зависит от угла зрения относительно плоскости хлопьев. "Переменные оптические свойства" в контексте настоящего изобретения означает "имеющие цвет, зависящий от угла зрения или угла падения". Хлопья пигмента с переменными оптическими свойствами предпочтительно являются магнитными или намагничиваемыми, что дает возможность их ориентации в композиции покрытия за счет применения внешнего магнитного поля перед отверждением композиции покрытия до упругого твердого вещества. При приложении к отвержденной эластичной композиции умеренного давления, растяжения или сдвигового усилия, например такого, которое может быть создано пальцем человека, хлопья, на которые воздействует давление, изменяют свою ориентацию внутри эластичной композиции, что приводит к локальным, хорошо видимым изменениям цвета. После снятия давления, растяжения или сдвигового усилия хлопья немедленно возвращаются в первоначальные положения, то есть зависимое от давления изменение цвета является быстрым и полностью обратимым. Воздействие механического сжатия на совокупность ориентированных хлопьев пигмента, содержащихся в эластичном покрытии, проиллюстрировано на фиг. 2: в области сжатия эластичного покрытия хлопья пигмента расположены под меньшим углом к плоскости покрытия, за счет чего они проявляют повышенное зеркальное отражение. Воздействие механического удлинения на совокупность ориентированных хлопьев пигмента, содержащихся в эластичном покрытии, проиллюстрировано на фиг. 4: в удлиненном эластичном покрытии хлопья пигмента расположены под меньшим углом к плоскости покрытия, за счет чего они проявляют повышенное зеркальное отражение. В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения композицию покрытия, содержащую частицы оптически контрастного пигмента, используют в качестве защитного элемента на основе, такой как ценная бумага, банкнота, документ, удостоверяющий личность, карта доступа или банковская карта или этикетка, используемая для целей сбора налогов. Пьезохромный защитный элемент предпочтительно покрыт, по меньшей мере частично, прозрачной полимерной пленкой, которую предпочтительно наносят до операции отверждения. Пленка обеспечивает защиту эластичного покрытия от случайного или преднамеренного соскабливания. Пленка может быть также ламинирующей пленкой кредитной карты или карты доступа или транспортного документа,которая может выполнять дополнительную функцию защиты чувствительной информации, напечатанной на этих документах, от подделки. Эта пленка также может быть частью тисненой фольги. Специалисту в данной области техники будет очевидно, что в зависимости от применения могут быть необходимы дополнительные слои между пьезохромным защитным элементом и полимерной пленкой, например для улучшения сцепления, для облегчения отделения или по другим техническим и/или эстетическим причинам. В особо предпочтительном варианте осуществления защитного элемента композиция эластичного покрытия, содержащая хлопья, заключена между двумя полимерными пленками, из которых по меньшей мере одна является, по меньшей мере, частично прозрачной. Это дает возможность приложения верификационного давления, например пальцем человека, с одной стороны защитного устройства, а наблюдения результирующего изменения цвета с другой стороны защитного устройства, то есть блока "пленка/эластичное покрытие/пленка". Такие блоки "пленка/эластичное покрытие/пленка" могут быть использованы на банкнотах в форме защитных нитей, окошек или прикрепленной тисненой фольги. Для использования в качестве защитной нити блок пленки нарезают на удлиненные полоски, которые включают в защищаемую бумагу во время изготовления бумаги, что известно специалистам в данной области техники. Чтобы можно было наблюдать видимый эффект давления, защитная нить не должна быть полностью погружена в бумагу, как в случае нити с окошками (см. публикацию ЕР-А-0400902). Для использования в качестве окошка многослойную пленку либо используют в качестве базового слоя защищаемого документа, который содержит непрозрачное покрытие, в котором не должно быть окошка (см. публикацию WO 98/13211), либо, альтернативно, включают в бумагу в процессе производства бумаги, как известно специалистам в данной области техники (см. публикацию ЕР-А-0860298). Для использования в качестве тисненой фольги получают многослойную пленку на отделяемой фольге-носителе и предпочтительно наносят на нее слой термоактивируемого клея, как известно специалисту в данной области техники (см. публикацию WO 92/00855). Также настоящее изобретение относится к способу получения обратимого пьезохромного защитного элемента для защиты от подделок ценных документов, который содержит стадии: а) получения основы; б) нанесения композиции покрытия, содержащей совокупность частиц оптически контрастного пигмента, по меньшей мере часть которых выбрана из игольчатых частиц и пластинчатых или хлопьевидных частиц, в жидком или пастообразном полимеризуемом мономерном или олигомерном предшественнике по меньшей мере на часть основы; в) ориентирования частиц пигмента в положение, которое значительно отличается от расположения плоскости пленки или слоя покрытия; г) отверждения композиции покрытия до эластичного полимера. В предпочтительном варианте осуществления данного способа хлопьевидные частицы пигмента обладают переменными оптическими свойствами и представляют собой магнитный или намагничиваемый пигмент, а стадия в) включает в себя ориентирование хлопьевидного пигмента в нанесенном покрытии с помощью внешнего магнитного поля. Магнитное ориентирование предпочтительно осуществляют с использованием гравированной пластины из намагниченного постоянно магнитного материала, как описано в публикациях WO 2005/002866 и WO 2008/046702. Способ может также содержать дополнительную стадию закрытия нанесенной композиции покрытия, по меньшей мере частично, прозрачной полимерной пленкой. Основой, используемой в данном способе, может быть, по меньшей мере частично, прозрачная полимерная пленка. Защитный элемент согласно настоящему изобретению может быть использован для защиты от подделок документа или предмета, требующего защиты, например ценной бумаги, банкноты, документа,удостоверяющего личность, карты доступа, банковской карты или этикетки, служащей для сбора налогов или других целей. Изобретение также относится к защищенному документу или предмету, требующему защиты, такому как ценная бумага, банкнота, документ, удостоверяющий личность, карта доступа, банковская карта или этикетка, служащая для сбора налогов или других целей, который содержит защитный элемент согласно настоящему изобретению. Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения Полимер Полимерное связующее, используемое для заключения в нем пигмента, предпочтительно является высокомолекулярным эластичным полимером, который обеспечивает полностью обратимое упругое изменение размеров под влиянием внешнего давления или внешней силы, так что исходные размеры быстро или, по существу, мгновенно восстанавливаются после снятия внешнего давления или внешней силы при комнатной температуре. Полимеры, которые могут быть использованы в качестве эластичного связующего для заключения в них пьезохромного защитного элемента, включают, но не ограничиваются этим, высокогибкие полимеры, например натуральные и синтетические каучуки, включая стирол-бутадиеновый сополимер, акрилатные латексные системы, полихлоропрен (неопрен), нитриловый каучук, бутиловый каучук, полисульфидный каучук, цис-1,4-полиизопрен, этилен-пропиленовые терполимеры (ЭПДМ-каучук), силиконовый каучук и полиуретановый каучук, пористые силиконы, а также другие подходящие полимеры,известные в данной области техники. Чтобы получить максимальный видимый эффект при сжатии или удлинении содержащего пигмент эластичного полимера, предпочтительно использовать несферические частицы пигмента, такие как иглы или хлопья, в частности, чтобы получить ориентацию частиц пигмента в матрице эластичного связующего. Затем ориентации положения частиц пигмента в эластичном связующем должны быть зафиксированы посредством отверждения связующего, чтобы оно приняло эластичное состояние. Предпочтительна быстро отверждающаяся система, и особо предпочтительны композиции покрытий, отверждающиеся под действием УФ-излучения или под действием ЭЛ (электронного луча), поскольку они обеспечивают непосредственную фиксацию in situ частиц пигмента после нанесения покрытия. Тем не менее, можно также использовать термоотверждаемые эластичные полимерные системы,такие как двухкомпонентные силиконы; в этом случае необходимо поддерживать ориентацию частиц пигмента во время начальных стадий процесса отверждения внешними силами, например магнитным полем, до тех пор пока полимер не затвердеет достаточно для того, чтобы частицы пигмента оставались на месте и сохраняли свою ориентацию. Кроме того, из соображений охраны труда и защиты окружающей среды предпочтительно поддерживать содержание растворителей в композиции покрытия на низком уровне. Поэтому предпочтительным вариантом являются композиции с низким содержанием растворителей. Введение пигментов Концентрацию пигмента в композиции покрытия следует выбрать такой, чтобы максимальный видимый эффект возникал при приложении умеренного давления, например такого, которое можно создать кончиком пальца руки. В случае хлопьевидного пигмента, например хлопьев пигмента с оптически переменными свойствами, описанного в публикации US 4838648, концентрацию пигмента следует выбрать такой, чтобы в печатной пленке можно было получить максимальное покрытие поверхности при горизонтальном расположении хлопьевидных частиц после печати, то есть в том случае, когда их наибольшая поверхность расположена параллельно поверхности основы с надпечаткой. Для получения максимального видимого эффекта частицы пигмента предпочтительно должны быть ориентированы почти вертикально относительно плоскости основы. Хлопьевидные пигменты, проявляющие интерференцию в тонких пленках, которые могут быть использованы для осуществления настоящего изобретения, описаны в публикациях US 4705300; US 4705356; US 4721271 и соответствующих изобретениях. Магнитные пигменты с переменными оптическими свойствами, позволяющие магнитную ориентацию частиц пигмента с помощью внешнего магнитного поля, описаны в публикациях WO/02/073250; US 4838648; ЕР-А-686675; WO 03/00801 и US 6838166, содержание которых полностью включено в данную заявку посредством ссылки. С другой стороны, концентрация пигмента не должна быть слишком большой, чтобы хлопья пигмента имели возможность поворачиваться, обеспечивая хороший видимый контраст между сжатым и несжатым состояниями эластичного полимера, содержащего хлопьевидный пигмент. Оптимальная концентрация хлопьевидного пигмента в эластичном полимере зависит от свойств конкретного пигмента,таких как размер частиц и плотность, а также от параметров покрытия, таких как конечная толщина покрытия, и поэтому ее должен определить в каждом конкретном случае специалист в данной области техники, чтобы получить наилучший визуальный эффект для каждой конкретной прикладной задачи. Обычно оптимальная концентрация пигмента составляет примерно от 1 до 30 мас.% от массы краски, в большинстве случаев - от 5 до 15 мас.%. Средний размер частиц и распределение частиц по размеру в конкретной партии пигмента также оказывают влияние на конечный результат. Для получения оптимального эффекта необходимы довольно большие размеры частиц (диаметр хлопьев в диапазоне от 10 до 50 мкм) и их как можно более гомогенное распределение по размеру. Однако чем больше диаметр хлопьев, тем толще должно быть покрытие для обеспечения вертикальной ориентации частиц пигмента в пленке покрытия. Композицию покрытия, содержащую хлопьевидные частицы пигмента, предпочтительно наносят на поверхность жесткой основы с использованием способа печати жидкой краской, например - трафаретной печати или нанесения покрытия с удалением излишков с помощью планки. Конечная толщина нанесенного и отвержденного слоя покрытия очень сильно зависит от используемого пигмента и предпочтительно составляет порядка 50 мкм и выше, так что легко возможен поворот хлопьев пигмента и принятие ими вертикального положения. Любая ориентация хлопьев пигмента в положении, которое существенно отличается от расположения в плоскости пленки или слоя покрытия, будет обеспечивать некоторое изменение цвета после приложения давления. Однако изменение цвета будет наиболее выраженным при расположении частиц пигмента в эластичном полимере в положении, близком к вертикали относительно плоскости основы. Кроме того, в данном конкретном применении не рекомендуется использовать толщину покрытия, которая значительно меньше диаметра хлопьев пигмента. Материалы и технология ориентации магнитных частиц в композициях покрытий, а также соответствующие способы печати описаны в публикациях US 2418479; US 2570856; US 3791864; DE 2006848-A;WO 2008/009569; WO 2008/046702; содержание этих документов полностью включено в данную заявку посредством ссылки. Композиция покрытия может также содержать другие типы пигментов и/или красок; соответственно, она может содержать немагнитные пигменты с переменными оптическими свойствами, дополнительные пигменты, обеспечивающие цветосмешение, "радужные" пигменты, жидкокристаллические полимерные пигменты, металлические пигменты, магнитные пигменты, пигменты, поглощающие УФ-, видимое или ИК-излучение, пигменты, люминесцирующие в УФ-, видимом или ИК-излучении, краски, поглощающие УФ-, видимое или ИК-излучение, люминесцентные краски или их смеси. Композиция покрытия может также содержать маркеры для судебной экспертизы, например, описанные в публикации ЕР-В-0927750. Обратимый пьезохромный защитный элемент согласно настоящему изобретению далее будет иллюстрирован графическими материалами и не ограничивающими его объем примерами. Краткое описание графических материалов Фиг. 1 схематически изображает изменение ориентации хлопьев магнитного пигмента с переменными оптическими свойствами в эластичном покрытии с помощью внешнего магнитного поля. Фиг. 2 схематически изображает происхождение оптического эффекта, возникающего при упругой деформации, вызванной сжатием покрытия, содержащего ориентированные хлопья пигмента. Фиг. 3 иллюстрирует воздействие нажатия пальцем на оптические свойства покрытия, содержащего ориентированные магнитные пигменты с переменными оптическими свойствами, видимый через стеклянную пластинку, на которую нанесено покрытие. Фиг. 4 схематически изображает происхождение оптического эффекта, возникающего при упругой деформации, вызванной удлинением покрытия, содержащего ориентированные хлопья пигмента. Фиг. 5 иллюстрирует воздействие удлинения на оптические свойства покрытия, содержащего ориентированные магнитные пигменты с переменными оптическими свойствами: а) без растяжения; б) при растяжении. Фиг. 6 схематически изображает применение чувствительного к давлению покрытия согласно настоящему изобретению в качестве защитного элемента на карте, удостоверяющей личность владельца. Описание примеров осуществления изобретения Пример 1. Магнитный пигмент с переменными оптическими свойствами в двухкомпонентном силиконовом эластомере Композиция покрытия для получения чувствительного к давлению защитного элемента с переменными оптическими свойствами согласно настоящему изобретению была приготовлена посредством диспергирования частиц магнитного пигмента с переменными оптическими свойствами в термоотверждаемом не содержащем растворителей двухкомпонентном силиконовом эластомере Sylgard 527 (не содержащий праймеров силиконовый диэлектрический гель) (производства компании Dow Corning). Два компонента Sylgard 527 тщательно смешивали при комнатной температуре в массовом соотношении 0,9:1,1. Гель Sylgard 527 продается в виде набора, содержащего компоненты А и В в раздельных контейнерах. Два компонента обычно смешивают в массовом соотношении 1:1. Несколько более плотный гель можно получить, увеличивая отношение компонента В к компоненту А в исходной смеси. Затем в смеси Sylgard 527 диспергировали магнитный пигмент с переменными оптическими свойствами (производства компании Flex Products Inc., Санта Роза, Калифорния, "зеленовато-синий", 5 слойная конструкция -Cr/MgF2/Ni/MgF2/Cr, как описано в публикации US 4838648) в концентрации 10 мас.% и наносили композицию покрытия, содержащую пигмент, слоем с толщиной, примерно равной 100 мкм, с помощью шпателя для нанесения покрытий (ручное устройство для нанесения покрытий) на прозрачную полимерную пленку (ПВХ-пленка толщиной 100 мкм производства компании Puetz Folien) или на стеклянную пластинку (предметное стекло для микроскопии). Полученные таким способом пленки предварительно просушивали на горячей плитке при 80 С в течение 5 мин, чтобы повысить вязкость связующего Sylgard 527. Затем ориентировали частицы пигмента, содержащиеся в покрытии, в положение, близкое к вертикальному относительно плоскости основы, с использованием пластоферритового магнита, как описано в публикации WO 2008/046702 А 1. Полученная пленка выглядела равномерно серой и частично прозрачной. Пленку держали на магните до тех пор,пока вязкость связующего Sylgard не становилась достаточно высокой для того, чтобы сохранялись положения и ориентации содержащихся в нем частиц пигмента, после чего пленку отверждали в печи в течение 30 мин при 150 С. Отвержденная пленка была очень гибкой и проявляла упругие механические свойства. Для защиты полученной пленки от механических повреждений (царапин) ее закрывали прозрачной самоклеящейся пленкой. После сжатия эластичной пленки между кончиком пальца и основой с задней стороны основы было видно явное и полностью обратимое изменение цвета с темно-серого на ярко-зеленый (фиг. 3). Пример 2. Магнитный пигмент с переменными оптическими свойствами в УФ-отверждаемом диэлектрическом геле Композиция покрытия для получения чувствительного к давлению защитного элемента с переменными оптическими свойствами согласно настоящему изобретению была приготовлена посредством диспергирования частиц магнитного пигмента с переменными оптическими свойствами в УФ-отверждаемом однокомпонентном, не содержащем растворителей силиконовом диэлектрическом геле Х 3-6211 Encapsulant (производства компании Dow Corning). Тот же магнитный пигмент с переменными оптическими свойствами, что и в примере 1, диспергировали в силиконовом геле Х 3-6211 в концентрации, равной 7,5 мас.%, и наносили композицию покрытия, содержащую пигмент, слоем с толщиной, примерно равной 100 мкм, с помощью шпателя для нанесения покрытий (ручное устройство для нанесения покрытий) на прозрачную полимерную пленку (ПВХпленка толщиной 100 мкм производства компании Puetz Folien) или на стеклянную пластинку (предметное стекло для микроскопии). Затем частицы пигмента, содержащиеся в связующем Х 3-6211, ориентировали так, чтобы они образовали угол, примерно равный 60, с плоскостью основы, с использованием магнита, как описано в публикации WO 2008/046702 А 1, и сушили in situ с использованием стандартного устройства для отверждения УФ-излучением, известного в данной области техники. Отвержденная пленка была очень гибкой и проявляла упругие механические свойства. Для защиты полученной пленки от механических повреждений ее закрывали прозрачной самоклеящейся пленкой. После сжатия эластичной пленки между кончиком пальца и стеклянной пластинкой было видно явное и обратимое изменение цвета с темно-серого на синевато-зеленый. Пример 3. Дифракционный пигмент в двухкомпонентном силиконовом эластомере Композиция покрытия для получения чувствительного к давлению защитного элемента с переменными оптическими свойствами согласно настоящему изобретению была приготовлена посредством диспергирования хлопьевидного алюминиевого пигмента в термоотверждаемом, не содержащем растворителей двухкомпонентном силиконовом эластомере Sylgard 527 (не содержащий праймеров силиконовый диэлектрический гель) (производства компании Dow Corning), как описано в примере 1. Пигмент SpectraFlair (зарегистрированный товарный знак) под названием Silver 1500-20 (FLEXProducts, JDSU, Калифорния) диспергировали в смеси Sylgard 527 в концентрации 8 мас.% и наносили композицию покрытия, содержащую пигмент, слоем с толщиной, примерно равной 100 мкм, с помощью шпателя для нанесения покрытий (ручное устройство для нанесения покрытий) на стеклянную пластинку(предметное стекло для микроскопии). Полученные пленки отверждали в печи при 150 С в течение 30 мин и затем закрывали прозрачной самоклеящейся пленкой. При сжатии эластичной пленки между кончиком пальца и основой с обратной стороны основы было видно изменение цвета с серебристого на яркую, многоцветную, "радужную" окраску. Пример 4. Воздействие растяжения на эластичное покрытие, содержащее ориентированные хлопья пигмента с переменными оптическими свойствами Композицию покрытия для получения чувствительного к сдвиговому усилию защитного элемента согласно настоящему изобретению получали посредством включения магнитных частиц пигмента с переменными оптическими свойствами в отверждаемый УФ-излучением однокомпонентный не содержащий растворителей силиконовый диэлектрический гель Х 3-6211 Encapsulant (производства компанииDow Corning), как описано в примере 2. Полосу дисперсии толщиной, примерно равной 100 мкм, с помощью шпателя для нанесения покрытий (ручного устройства для нанесения покрытий), наносили на прозрачную полимерную пленку (ПВХ-6 019979 пленка толщиной 100 мкм производства компаний Puetz Folien). После ориентации частиц пигмента в положение, близкое к вертикальному относительно плоскости покрытия, пленку частично высушивали посредством УФ-отверждения и наносили на поверхность пленки вторую полимерную пленку, чтобы получить структуру типа сандвича. Затем эластичную пленку дополнительно отверждали УФизлучением. Фиг. 5 а иллюстрирует нерастянутое ориентированное покрытие между двумя гибкими основами, которое имеет темно-серый цвет. фиг. 5 б демонстрирует воздействие механического растяжения на покрытие из фиг. 5 а: наблюдается явное и полностью обратимое изменение цвета с темно-серого на ярко-зеленый. Пример 5. Пример применения магнитного пигмента с переменными оптическими свойствами в УФ-отверждаемом диэлектрическом геле Чувствительную к давлению композицию покрытия, описанную в примере 2, можно использовать,например, в качестве защитного элемента на карте, удостоверяющей личность, как показано на фиг. 6. Производство пластиковых карт обычно включает в себя 4 стадии: 1) приготовление полимерной смеси/формование основного листа; 2) печать; 3) ламинирование и 4) разрезание/тиснение. Для того чтобы получить двусторонний элемент, чувствительный к давлению, вырезают три кружка, как показано на рисунке, в основном пластиковом листе после стадии формования 1) и заполняют отверстия чувствительной к давлению композицией покрытия, приготовленной согласно примеру 2. После УФотверждения чувствительного к давлению покрытия пластиковый основной лист ламинируют с обеих сторон прозрачной пленкой. Далее карту можно обрабатывать как обычно (печать, разрезание и т.п.). Чувствительный к давлению элемент этой пластиковой карты проявляет явное изменение цвета с темного на зеленый при прикосновении к нему с задней стороны и наблюдении с передней. Альтернативно, можно прикоснуться к среднему кружку с передней стороны, чтобы вызвать (вследствие механической передачи давления слоем ламинирующего покрытия) изменение цвета с темного на зеленый в 2 наружных кружках, если рассматривать их с передней стороны. Приведенные примеры иллюстрируют, как можно изготовить пьезохромный защитный элемент посредством ориентирования и фиксации хлопьевидных частиц пигмента в высокогибком и эластичном слое полимера, который предпочтительно получают посредством нанесения не содержащего растворителей УФ-отверждаемого материала-предшественника. В зависимости от толщины слоя эластичного полимера оптимальные оптические эффекты получают при концентрациях пигмента в диапазоне от 5 до 15 мас.%. Улучшенные эффекты получают при относительно тонких пленках; однако достижимая толщина ограничена технологическими условиями процесса печати и ограничениями, связанными с сушкой. На основании информации, данной в описании изобретения и примерах, специалист в данной области техники сможет получить другие варианты осуществления настоящего изобретения. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Обратимый пьезохромный защитный элемент для защиты от подделок ценных документов, отличающийся тем, что представляет собой пленку или слой покрытия, выполненные из эластичного полимера и содержащие совокупность оптически контрастных частиц пигмента, причем по меньшей мере часть частиц пигмента выбрана из группы, состоящей из игольчатых частиц и пластинчатых или хлопьевидных частиц, и ориентирована в положение, которое значительно отличается от расположения плоскости пленки или слоя покрытия. 2. Защитный элемент по п.1, отличающийся тем, что по меньшей мере часть частиц пигмента выбрана из группы, состоящей из частиц тонкопленочного интерферирующего пигмента. 3. Защитный элемент по п.1 или 2, отличающийся тем, что по меньшей мере часть частиц пигмента выбрана из группы частиц с переменными оптическими свойствами. 4. Защитный элемент по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что по меньшей мере часть частиц пигмента имеет слоистую структуру, содержащую отражатель Фабри-Перо/диэлектрик/поглотитель света. 5. Защитный элемент по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что по меньшей мере часть частиц пигмента является хлопьями с диаметром в диапазоне от 10 до 50 мкм. 6. Защитный элемент по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что по меньшей мере часть частиц пигмента выбрана из группы магнитных или намагничиваемых частиц пигмента. 7. Защитный элемент по любому из пп.1-6, отличающийся тем, что частицы пигмента содержатся в пленке или слое покрытия в концентрации, лежащей в диапазоне от 5 до 25 мас.%, предпочтительно от 10 до 15 мас.%. 8. Защитный элемент по п.7, отличающийся тем, что по меньшей мере часть частиц пигмента ориентирована почти вертикально относительно плоскости пленки или покрытия, так что продольная ось иглы игольчатых частиц образует угол в пределах 30 с нормалью к указанной плоскости, а ось хлопьевидных частиц составляет соответственно угол в пределах 30 с указанной плоскостью. 9. Защитный элемент по любому из пп.1-8, отличающийся тем, что эластичный полимер выбран из группы высокоэластичных полимеров, состоящей из натуральных каучуков, синтетических каучуков,-7 019979 включая стирол-бутадиеновые сополимеры, акрилатные латексные системы, полихлоропрены (неопрен),нитриловые каучуки, бутиловые каучуки, полисульфидные каучуки, цис-1,4-полиизопрены, этиленпропиленовые терполимеры (ЭПДМ-каучуки), силиконовые каучуки, полиуретановые каучуки и пористые силиконы. 10. Защитный элемент по любому из пп.1-8, отличающийся тем, что эластичный полимер выбран из группы, состоящей из УФ-отверждаемых полимеров и полимеров, отверждаемых электронным лучом. 11. Защитный элемент по любому из пп.1-8, отличающийся тем, что эластичный полимер является двухкомпонентным силиконовым эластомером или однокомпонентным силиконовым диэлектрическим гелем. 12. Защитный элемент по любому из пп.1-11, отличающийся тем, что пленка эластичного полимера,содержащая частицы пигмента, покрыта, по меньшей мере частично, прозрачной защитной пленкой. 13. Защитный элемент по любому из пп.1-11, отличающийся тем, что пленка эластичного полимера,содержащая частицы пигмента, заключена между двумя, по меньшей мере частично, прозрачными защитными пленками. 14. Композиция покрытия для изготовления обратимого пьезохромного защитного элемента по любому из пп.1-13, которая содержит совокупность оптически контрастных частиц пигмента, по меньшей мере часть которых выбрана из игольчатых частиц и пластинчатых или хлопьевидных частиц, в жидком или пастообразном полимеризуемом мономерном или олигомерном предшественнике, способном к отверждению до эластичного полимера. 15. Композиция покрытия по п.14, отличающаяся тем, что по меньшей мере часть частиц пигмента выбрана из группы, состоящей из частиц тонкопленочного интерферирующего пигмента. 16. Композиция покрытия по п.14 или 15, отличающаяся тем, что по меньшей мере часть частиц пигмента выбрана из группы частиц с переменными оптическими свойствами. 17. Композиция покрытия по любому из пп.14-16, отличающаяся тем, что по меньшей мере часть частиц пигмента имеет слоистую структуру,содержащую отражатель ФабриПеро/диэлектрик/поглотитель света. 18. Композиция покрытия по любому из пп.14-17, отличающаяся тем, что по меньшей мере часть частиц пигмента является хлопьями с диаметром в диапазоне от 10 до 50 мкм. 19. Композиция покрытия по любому из пп.14-18, отличающаяся тем, что по меньшей мере часть частиц пигмента выбрана из группы, состоящей из магнитных или намагничиваемых частиц пигмента. 20. Композиция покрытия по любому из пп.14-19, отличающаяся тем, что частицы пигмента содержатся в ней в концентрации, лежащей в диапазоне от 5 до 20 мас.%, предпочтительно от 10 до 15 мас. %. 21. Способ получения обратимого пьезохромного защитного элемента по любому из пп.1-13, при котором: а) получают основу; б) наносят композицию покрытия, содержащую совокупность частиц оптически контрастного пигмента, по меньшей мере часть которых выбрана из игольчатых частиц и пластинчатых или хлопьевидных частиц, в жидком или пастообразном полимеризуемом мономерном или олигомерном предшественнике по меньшей мере на часть основы; в) ориентируют частицы пигмента в положение, которое значительно отличается от расположения плоскости пленки или слоя покрытия; г) отверждают композицию покрытия до эластичного полимера. 22. Способ по п.21, отличающийся тем, что наносят композицию покрытия, в которой хлопьевидные частицы обладают переменными оптическими свойствами и представляют собой магнитный или намагничиваемый пигмент, и ориентируют хлопьевидный пигмент в нанесенном покрытии с помощью внешнего магнитного поля. 23. Способ по п.22, отличающийся тем, что осуществляют магнитное ориентирование предпочтительно с использованием гравированной пластины из намагниченного постоянно магнитного материала. 24. Способ по любому из пп.21-23, отличающийся тем, что композицию покрытия покрывают, по меньшей мере частично, прозрачной полимерной пленкой. 25. Способ по любому из пп.21-23, отличающийся тем, что основой является, по меньшей мере частично, прозрачная полимерная пленка. 26. Способ защиты от подделок документа или предмета, требующего защиты, заключающийся в том, что документ или предмет, требующий защиты, выполняют с защитным элементом по любому из пп.1-13. 27. Способ по п.26, отличающийся тем, что документ или предмет, требующий защиты, выбран из группы, состоящей из ценных бумаг, банкнот, документов, удостоверяющих личность, карт доступа,банковских карт и этикеток, служащих для целей сбора налогов. 28. Защищенный документ, содержащий защитный элемент по любому из пп.1-13.

МПК / Метки

МПК: C09D 11/023

Метки: пьезохромный, элемент, защитный

Код ссылки

<a href="https://eas.patents.su/11-19979-pezohromnyjj-zashhitnyjj-element.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Пьезохромный защитный элемент</a>

Похожие патенты