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FR3002183A1 - Dispositifs de securite comprenant des zones hautement reflechissantes et procedes de fabrication - Google Patents

Dispositifs de securite comprenant des zones hautement reflechissantes et procedes de fabrication Download PDF

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FR3002183A1
FR3002183A1 FR1451329A FR1451329A FR3002183A1 FR 3002183 A1 FR3002183 A1 FR 3002183A1 FR 1451329 A FR1451329 A FR 1451329A FR 1451329 A FR1451329 A FR 1451329A FR 3002183 A1 FR3002183 A1 FR 3002183A1
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metal
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transparent
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FR1451329A
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Odisea Batistatos
Gary Fairless Power
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CCL Secure Pty Ltd
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Innovia Secutiry Pty Ltd
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Abstract

La présente invention concerne un dispositif de sécurité et un procédé de fabrication d'un dispositif de sécurité dans lesquels au moins une zone hautement réfléchissante (20) est appliquée sur au moins un côté d'un substrat (12), la zone hautement réfléchissante comprenant une encre à particules ou nanoparticules métalliques frittable (18) comprenant des ions métalliques activés par une réaction redox pour convertir les ions métalliques en métal et frittée pour former au moins une zone hautement réfléchissante. Au moins une structure en relief, telle qu'une structure en relief diffractive ou non-diffractive, peut être formée dans l'au moins une zone hautement réfléchissante sur une première et/ou deuxième surface du substrat, par exemple par gaufrage de l'encre à particules ou nanoparticules métalliques ou au moins une couche transparente ou translucide, qui peut être durcie par rayonnement.

Description

02 183 1 DISPOSITIFS DE SÉCURITÉ COMPRENANT DES ZONES HAUTEMENT RÉFLÉCHISSANTES ET PROCÉDÉS DE FABRICATION DOMAINE DE L'INVENTION [1] La présente invention concerne des dispositifs de sécurité comprenant des zones hautement réfléchissantes et des procédés de fabrication. En particulier, l'invention concerne un procédé de fabrication de dispositifs de sécurité comprenant des zones hautement réfléchissantes avec des encres à particules ou nanoparticules métalliques. CONTEXTE DE L'INVENTION [2] Des dispositifs de sécurité sont typiquement utilisés dans des documents 15 sécurisés en tant que moyens pour assurer que des documents puissent être authentifiés et éviter la contrefaçon ou les duplications non autorisées de ces documents. [3] Différents dispositifs de sécurité réfléchissants sont connus qui sont basés sur 20 l'application de surfaces réfléchissantes et de structures en relief pour produire ces dispositifs de sécurité. Il est particulièrement avantageux que les structures en relief ou surfaces aient une réflectivité élevée telle que celle d'une surface métallique. [4] Conventionnellement, des techniques pour produire des dispositifs de sécurité 25 comprennent le gaufrage d'un motif de diffraction en couche de polymère pour former un motif de surface en relief. Une mince couche de métal réfléchissante peut ensuite être appliquée sur le motif pour former une structure en relief réfléchissante. Une image est produite qui est visualisable en réflexion à partir du motif diffractif métallique résultant. 30 [5] Une méthode de production de la mince couche métallique réfléchissante est l'utilisation d'un procédé de dépôt sous vide. Le matériau à revêtir est placé dans une chambre à vide et un métal est vaporisé. Le métal vaporisé se condense ensuite sur le matériau, en formant une couche métallique. Bien qu'efficaces, les procédés de dépôt sous vide sont coûteux en raison de la fourniture et de la maintenance d'un équipement sous vide. [006] Une autre façon de produire des couches métalliques minces sur un substrat est l'utilisation d'encres métalliques. L'application de ces encres est sensiblement moins coûteuse que l'utilisation de procédé de dépôt sous vide, tout en produisant des couches métalliques minces. [007] Cependant, des encres métalliques, telles que des encres à argent, présentent plusieurs inconvénients. Premièrement, les encres métalliques ont des propriétés adhésives faibles qui peuvent conduire à une adhérence faible au substrat ou matériau sur lequel elles sont appliquées, et donc, les dispositifs de sécurité formés à partir de telles encres métalliques sont moins durables. Cela peut nécessiter l'ajout de couches sous ou sur la couche d'encre métallique pour améliorer l'adhérence et par conséquent, améliorer la durabilité du document sécurisé. Un revêtement ou une couche additionnel(le) sur la couche d'encre ou métallique peut réduire sa réflectivité ou d'autres propriétés optiques. [008] Deuxièmement, une fois qu'une encre est appliquée, elle est typiquement séchée à l'air, de sorte que l'encre change d'un liquide en un solide pour former une couche métallique sur le matériau. Cependant, il est connu que cela réduit la réflectivité de la couche métallique. [009] De plus, le procédé de séchage par l'air de la couche d'encre est sensible à des facteurs environnementaux externes tels que l'humidité et des températures élevées. Cela peut également affecter la réflectivité et d'autres propriétés de la couche d'encre métallique. [0010] Enfin, l'utilisation antérieure d'encres métalliques n'était pas viable en raison du temps nécessaire pour le durcissement de l'encre après application. Des temps de traitement typiques pour les encres métalliques étaient de l'ordre de plusieurs heures. 3002 183 3 [0011] Il est donc souhaitable de décrire un procédé de fabrication amélioré d'un dispositif de sécurité avec au moins une couche hautement réfléchissante. Il est également souhaitable de décrire un dispositif de sécurité comprenant au moins une 5 couche d'encre métallique ayant une réflectivité augmentée. RÉSUMÉ DE L'INVENTION [0012] Selon un premier aspect de la présente invention, il est fourni un procédé de 10 fabrication d'un dispositif de sécurité comprenant les étapes de : - fourniture d'un substrat ; - application d'une encre frittable, à particules ou nanoparticules métalliques frittable comprenant des ions métalliques, sur au moins une surface du substrat dans au moins une zone ; 15 - activation de l'encre par une réaction redox pour convertir les ions métalliques en métal ; et frittage de l'encre pour former au moins une zone hautement réfléchissante. [0013] Selon un deuxième aspect de la présente invention, il est fourni un dispositif 20 de sécurité comprenant un substrat et au moins une zone hautement réfléchissante appliquée sur au moins un côté du substrat, dans lequel la zone hautement réfléchissante comprend une encre frittable, à particules ou nanoparticules métalliques comprenant des ions métalliques activés par une réaction redox pour convertir les ions métalliques en métal et frittée pour former au moins une zone 25 hautement réfléchissante. [0014] Un procédé pour appliquer une encre frittable, à particules ou nanoparticules métalliques pour former une zone ou des zones réfléchissantes est grandement préféré à un procédé de dépôt sous vide pour des raisons de coûts plus faibles et 30 d'efficacité. Un procédé de dépôt sous vide est coûteux en raison de la fourniture et de la maintenance d'équipement sous vide. De plus, il est difficile d'intégrer un procédé de dépôt sous vide dans un procédé d'impression standard, ce qui réduit l'efficacité de la production des dispositifs de sécurité. La disponibilité d'une encre métallique ayant des propriétés hautement réfléchissantes qui peut être intégrée dans des procédés de production de dispositif de sécurité standard augmente fortement l'efficacité et réduit les coûts. [0015] De plus, une encre frittable, à particules métalliques produit une surface réfléchissante qui a une réflectivité élevée lorsqu'elle est frittée, du fait que les particules métalliques se lient conjointement pendant le procédé de frittage. Le frittage de l'encre à particules métalliques confère une durabilité supplémentaire à la zone ou aux zones réfléchissante(s), et peut réduire ou supprimer la nécessité d'une couche de couverture additionnelle de protection. [0016] L'encre à particules ou nanoparticules métalliques peut être frittée par application d'un rayonnement, de préférence un rayonnement ultraviolet ou en variante un rayonnement micro-ondes, à rayons X ou infrarouge. Le rayonnement, en particulier un rayonnement UV, permet un traitement plus rapide et amélioré, tel qu'un séchage plus rapide, pour des revêtements plus épais et une impression à des vitesses élevées. [0017] L'activation de l'encre par une réaction redox pour convertir les ions métalliques en métal solide présente un avantage en ce que l'encre à particules ou nanoparticules métalliques comprend des ions métalliques en solution et la réaction redox amène l'encre à se solidifier rapidement. Cela permet un traitement et une impression rapides des dispositifs de sécurité. [0018] De préférence, l'encre métallique comprend des nanoparticules métalliques. Le frittage des nanoparticules métalliques est plus facile et plus efficace que celui des particules métalliques plus grandes. [0019] Les particules ou nanoparticules métalliques peuvent comprendre un ou plusieurs parmi une sélection comprenant l'argent, l'or, le platine, le cuivre, un alliage de métal, l'acier inoxydable, le nichrome, le laiton, l'aluminium ou le titane. [0020] L'encre à particules ou nanoparticules métalliques est de préférence appliquée dans un procédé d'impression, par exemple par héliogravure ou impression en creux ou par impression offset ou sérigraphie. [0021] Dans un mode de réalisation préféré, l'encre à particules ou nanoparticules métalliques comprend un pigment optiquement variable. Le pigment optiquement variable peut produire un changement de couleur entre deux couleurs distinctes, le changement de couleur étant dépendant de l'angle d'observation. [0022]Au moins une structure en relief peut être formée dans l'au moins une zone hautement réfléchissante sur une première et/ou deuxième surface du substrat. [0023] De préférence, le procédé comprend le durcissement de l'encre à particules ou nanoparticules métalliques. Le procédé peut également comprendre la formation d'au moins une structure en relief et le durcissement en une ou plusieurs étapes séparées. De préférence, le procédé comprend le frittage de l'encre à particules ou nanoparticules métalliques avant, pendant ou après le durcissement. Le procédé peut comprendre en outre l'activation de l'encre à particules ou nanoparticules métalliques par réaction redox avant, pendant ou après le durcissement de l'encre à particules ou nanoparticules métalliques. [0024] Le procédé peut comprendre la formation d'au moins une structure en relief et le durcissement de l'encre à particules métalliques en une seule étape. L'activation de l'encre à particules métalliques par réaction redox et le durcissement peuvent être une étape unique. De plus, le procédé peut comprendre l'activation de l'encre à particules métalliques par réaction redox, le frittage et le durcissement de l'encre à particules métalliques en une seule étape. [0025] L'encre à particules ou nanoparticules métalliques est de préférence une 30 encre durcissable par rayonnement, qui peut être durcie avec un rayonnement ultraviolet ou infrarouge. 3002 183 6 [0026] L'action de frittage, d'activation de l'encre à particules métalliques par réaction redox et de durcissement en une ou plusieurs étapes simultanées, augmente fortement les vitesses d'impression de manière à être pratiquement instantanées. Les vitesses de traitement peuvent être d'au moins 50 m par seconde, avec des 5 vitesses préférées de 90 à 120 m par seconde. Un revêtement protecteur peut ne pas être nécessaire, du fait que le procédé de frittage, d'activation de l'encre à particules métalliques par réaction redox et de durcissement produit une couche particulièrement durable et hautement réfléchissante. 10 [0027] L'au moins une structure en relief peut être formée par gaufrage, de préférence dans un procédé d'impression en creux ou d'héliogravure. En variante, l'au moins une structure en relief peut être formée par gravure, ablation par laser ou estampage à chaud. 15 [0028] Une couche transparente ou translucide peut être appliquée sur une première et/ou deuxième surface du substrat. L'au moins une structure en relief peut être formée dans la couche transparente ou translucide. L'encre à particules ou nanoparticules métalliques peut être appliquée sur au moins une partie d'au moins une structure en relief formée dans la couche transparente ou translucide. En 20 variante, l'au moins une structure en relief peut être formée dans la couche transparente ou translucide sur la première surface du substrat, l'encre à particules ou nanoparticules métalliques étant appliquée sur la deuxième surface du substrat. [0029] Dans un autre mode de réalisation, l'au moins une structure en relief peut être 25 formée dans l'encre à particules ou nanoparticules métalliques, par exemple par gaufrage. [0030] De préférence, l'application de l'encre à particules ou nanoparticules métalliques et la formation d'au moins une structure en relief sont effectuées en une 30 seule étape. Cela permet un procédé d'impression plus efficace et des vitesses de traitement plus élevées. 3002 183 7 [0031] Dans un mode de réalisation préféré, l'au moins une structure en relief comprend au moins une structure en relief diffractive. De préférence, l'au moins une structure en relief diffractive peut comprendre au moins l'un de : un élément optique diffractif (EOD), un séparateur de faisceau diffractif, un diffuseur diffractif, un 5 correcteur diffractif, un réseau de diffraction ou un hologramme. L'au moins une structure en relief diffractive peut être réfléchissante ou transmissive. [0032] Dans un autre mode de réalisation, l'au moins une structure en relief comprend au moins une structure en relief non-diffractive. L'au moins une structure 10 en relief non-diffractive peut être réfléchissante ou transmissive. [0033]Au moins une structure en relief réfléchissante peut comprendre un ou plusieurs éléments de miroir ou micro-miroir, tels qu'un rétroréflecteur. Des structures en relief transmissives peuvent comprendre une lentille ou une matrice de 15 microlentilles, telle qu'une lentille de Fresnel ou une matrice de microlentilles sphériques, asphériques ou cylindriques. [0034] Un revêtement transparent ou translucide peut être appliqué directement sur au moins une partie d'au moins une structure en relief. De préférence, l'indice de 20 réfraction du revêtement transparent ou translucide est sensiblement identique à l'indice de réfraction d'au moins une structure en relief. Par application d'un revêtement translucide ou translucide ayant sensiblement le même indice de réfraction, il est possible de rendre invisible une partie de la structure en relief revêtue comme requis. 25 [0035] Le substrat est de préférence un substrat transparent ou translucide. Au moins une couche opacifiante peut être appliquée sur au moins une partie du substrat. L'au moins une couche opacifiante peut être appliquée de façon intermittente sur l'au moins une zone hautement réfléchissante pour former au moins une partie d'indices ou d'une image. L'au moins une couche opacifiante peut être un revêtement opacifiant, de préférence une couche d'encre opacifiante. [0036] Selon un autre aspect de l'invention, il est décrit un dispositif de sécurité tel que fabriqué par l'un quelconque des procédés tels que décrits ci-dessus. [0037] Selon un autre aspect supplémentaire de l'invention il est décrit un document sécurisé, tel qu'un billet de banque comprenant au moins un dispositif de sécurité selon l'un quelconque des modes de réalisation décrits ci-dessus. De préférence, l'au moins un dispositif de sécurité est incorporé dans une fenêtre ou demi-fenêtre du document sécurisé.
BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS [0038] Des modes de réalisation spécifiques de l'invention sont décrits ci-après, à titre d'exemple uniquement, et en référence aux dessins annexés, dans lesquels : - la figure 1 est une coupe transversale représentative d'un dispositif de sécurité selon un premier mode de réalisation de l'invention ; - la figure 2 est une coupe transversale représentative du premier dispositif de sécurité de la figure 1 après l'étape de frittage ; - la figure 3 est une coupe transversale représentative d'un dispositif de sécurité selon un deuxième mode de réalisation de l'invention ; - la figure 4 est une coupe transversale représentative du dispositif de sécurité de la figure 3 dans une configuration de demi-fenêtre ; - la figure 5 est une coupe transversale représentative d'un dispositif de sécurité selon un troisième mode de réalisation de l'invention ; - la figure 6 est une coupe transversale représentative d'un dispositif de sécurité de la figure 5 après la/les étape(s) de gaufrage et frittage ; - la figure 7 est une coupe transversale représentative d'un dispositif de sécurité selon un autre mode de réalisation de l'invention ; - la figure 8 est une coupe transversale représentative du dispositif de sécurité de la figure 7 dans une configuration de demi-fenêtre ; - la figure 9 est une vue plane d'un document sécurisé, tel qu'un billet de banque avec les dispositifs de sécurité de l'un quelconque des modes de réalisation de la présente invention.
DESCRIPTION D'UN MODE DE RÉALISATION PRÉFÉRÉ DÉFINITIONS [0039] Document ou jeton sécurisé [0040] Dans le présent contexte, le terme documents et jetons sécurisés comprend tous les types de documents et jetons de valeur et documents d'identification comprenant, mais non limités à, les suivants : des articles de devise tels que des billets de banque et des pièces de monnaie, des cartes de crédit, des chèques, des passeports, des cartes d'identité, des titres et des certificats d'actions, des permis de conduire, des titres de propriété, des documents de voyage tels que des billets d'avion et de train, des cartes et tickets d'entrée, des certificats de naissance, de décès et de mariage, et des bulletins de notes. [0041] L'invention est particulièrement, mais pas exclusivement, applicable à des documents ou jetons sécurisés tels que des billets de banque ou documents d'identification tels que des cartes d'identité ou des passeports formés d'un substrat sur lequel une ou plusieurs couches d'impression sont appliquées. Les réseaux de diffraction et dispositifs optiquement variables présentement décrits peuvent également avoir une application dans d'autres produits, tels que des emballages. [0042] Dispositif ou composant de sécurité [0043] Dans le présent contexte, le terme dispositif ou composant de sécurité comprend l'un quelconque d'un grand nombre de dispositifs, éléments ou composants de sécurité prévus pour protéger le document ou jeton sécurisé contre la contrefaçon, la copie et la modification ou la manipulation. Des dispositifs ou composants de sécurité peuvent être disposés dans ou sur le substrat du document sécurisé ou dans ou sur une ou plusieurs couches appliquées sur le substrat de base, et peuvent prendre de nombreuses formes différentes, telles que des fils de sécurité incorporés dans les couches du document sécurisé ; des encres de sécurité telles que des encres fluorescentes, luminescentes et phosphorescentes, des encres 3002 183 10 métalliques, des encres iridescentes, des encres photochromiques, thermochrom igues, hydrochrom igues ou piézochrom igues ; des composants imprimés et gaufrés, comprenant des structures en relief ; des couches d'interférence ; des dispositifs à cristaux liquides ; des lentilles et des structures 5 lenticulaires ; des dispositifs optiquement variables (DOV) tels que des dispositifs diffractifs comprenant des réseaux de diffraction, des hologrammes et des éléments optiques diffractifs (EOD). [0044] Encre gaufrable durcissable par rayonnement, 10 [0045] Le terme encre gaufrable durcissable par rayonnement présentement utilisé désigne une encre, une laque ou un autre revêtement quelconque qui peut être appliqué sur le substrat dans un procédé d'impression, et qui peut être gaufré alors qu'il est mou pour former une structure en relief et durci par rayonnement pour fixer 15 la structure en relief gaufrée. Le procédé de durcissement ne se produit pas avant que l'encre durcissable par rayonnement soit gaufrée, mais il est possible que le procédé de durcissement se produise après le gaufrage ou sensiblement en même temps que l'étape de gaufrage. L'encre durcissable par rayonnement est de préférence durcissable par rayonnement ultraviolet (UV). En variante, l'encre 20 durcissable par rayonnement peut être durcie par d'autres formes de rayonnement, telles que des faisceaux d'électrons ou des rayons X. [0046] Il a été observé que les encres et laques durcissables par rayonnement présentement utilisées sont particulièrement adaptées pour le gaufrage de 25 microstructures, comprenant des structures diffractives telles que des réseaux de diffraction et des hologrammes, et des matrices de microlentilles et lentilles. Cependant, elles peuvent également être gaufrées avec des structures en relief plus grandes, telles que des dispositifs optiquement variables non diffractifs. 30 [0047] Encre à nanoparticu les métalliques [0048] Dans le présent contexte, le terme encre à nanoparticules métalliques désigne une encre ayant des particules métalliques d'une taille moyenne inférieure à un micron.
DESCRIPTION DÉTAILLÉE DES DESSINS [0049] En référence aux figures 1 et 2, il est décrit une coupe transversale d'un document sécurisé 10, dans lequel il est disposé un substrat 12 en matériau polymère transparent. Le substrat transparent 12 peut être formé d'un matériau polymère, tel qu'une ou plusieurs couches de polypropylène orientées de façon biaxiale. Cependant, d'autres matériaux peuvent être utilisés pour former le substrat 12 tel que le polyéthylène ou le polyéthylène-téréphtalate (PET). [0050] Des couches opacifiantes 14, 16 sont appliquées sur un premier et un deuxième côté du substrat 12 mais sont omises dans une région du substrat 12 de manière à former une fenêtre. Le document sécurisé est pourvu d'un dispositif de sécurité 22 dans la fenêtre qui est formé comme décrit ci-dessous. Les couches opacifiantes 14, 16 peuvent comprendre un ou plusieurs revêtements d'encre opacifiante appliqués sur des côtés opposés du substrat 12. En variante, un substrat hybride peut être formé par application des couches opacifiantes 14, 16 sous forme de couches de papier ou d'autres matériaux opaques. [0051] Comme décrit sur la figure 1, une couche d'encre contenant des particules ou nanoparticules métalliques 18 est ensuite appliquée sur un côté du substrat. L'encre à particules ou nanoparticules métalliques 18 est de préférence appliquée pendant un procédé d'impression tel que l'impression en creux, l'héliogravure, l'impression offset ou la sérigraphie. Les procédés d'impression préférés tels que la gravure ou l'impression en creux permettent d'obtenir une couche d'encre métallique de deux à trois microns. [0052] L'encre à particules ou nanoparticules métalliques 18 subit ensuite une étape de frittage. L'action de frittage de l'encre amène les particules 18 à fusionner conjointement et créer une ou plusieurs zones hautement réfléchissantes sur le substrat 12, telles que la couche hautement réfléchissante 20 de la figure 2. De cette manière, un dispositif de sécurité 22 est appliqué sur la région de la fenêtre du document sécurisé 10 qui est définie par les couches opacifiantes 14, 16. [0053] En raison du procédé de frittage, une couche hautement réfléchissante 20 peut être produite avec au moins une valeur de brillance de 250 unités, les valeurs préférées étant de 600 à 700 unités, telle que mesurées avec un dispositif de mesure de brillance Sheen Gloss Master à un angle de 20°. De plus, la couche hautement réfléchissante 20 est durable et peut ne pas nécessiter de couche de couverture pour maintenir des propriétés de durabilité de document sécurisé souhaitées. [0054] Avec une couche très mince d'encre à particules ou nanoparticules métalliques, le dispositif de sécurité 22 formé par la zone ou les zones hautement réfléchissantes peut paraître sensiblement transparent lorsqu'il est observé en transmission et réfléchissant lorsqu'il est observé en réflexion. Avec une couche d'encre à particules ou nanoparticules métalliques plus épaisse, le dispositif de sécurité formé par la zone ou les zones hautement réfléchissantes ne transmet pas la lumière et est visible uniquement en réflexion. [0055] L'encre à particules ou nanoparticules métalliques 18 peut être appliquée dans une ou plusieurs régions comme décrit sur la figure 1. Elle peut être gaufrée de manière à produire une structure en relief qui peut comprendre des structures diffractive ou non-diffractives, transmissives ou réfléchissantes. Ces structures diffractives peuvent comprendre un élément optique diffractif (EOD), une lentille diffractive, un séparateur de faisceau diffractif, un diffuseur diffractif, un correcteur diffractif, un réseau de diffraction ou un hologramme. Les structures réfléchissantes peuvent comprendre des miroirs ou des éléments de micro-miroir tandis que les structures transmissives peuvent comprendre une lentille ou une matrice de microlentilles, telles qu'une lentille de Fresnel ou une matrice de microlentilles sphériques, asphériques ou cylindriques. [0056] L'encre à particules ou nanoparticules métalliques 18 comprend de préférence des nanoparticules métalliques. Il a été démontré que l'étape de frittage de l'encre contenant des nanoparticules métalliques peut être plus courte et nécessiter moins d'énergie. [0057] Le procédé de frittage peut être activé de nombreuses façons, de préférence par rayonnement, tel qu'un rayonnement ultraviolet (UV), mais d'autres types de rayonnement peuvent être utilisés tels qu'un rayonnement micro-ondes, à rayons X ou infrarouge. En variante, l'encre métallique peut être autofrittable. [0058] L'encre 18 peut contenir des particules ou nanoparticules métalliques d'or ou d'argent, mais d'autres particules métalliques d'aluminium, de titane, de laiton, de platine, de cuivre, d'alliage de métal, d'acier inoxydable, de nichrome peuvent être utilisées. [0059] L'encre 18 peut également comprendre des pigments optiquement variables tels qu'un pigment nacré ou perlé, tel que l'iriodine. D'autres pigments optiquement variables peuvent être inclus qui présentent un changement de couleur entre deux couleurs distinctes, le changement de couleur étant dépendant de l'angle d'observation. [0060] Dans un procédé de fabrication préféré, l'encre 18 subit ensuite une étape d'activation, telle qu'une réaction d'oxydoréduction, couramment appelée réaction redox. Dans l'exemple des figures 1 à 3, il est envisagé qu'une encre 18 comprenant des particules métalliques d'argent soit utilisée. Les ions argent de l'encre 18 sont convertis par l'ajout d'électrons en argent métallique pendant l'étape d'activation.
D'autres métaux peuvent également subir des réactions redox de la même façon, tels que le cuivre ou l'or, dans ce mode de réalisation. [0061] Les étapes de traitement de l'encre à particules métalliques 18 comprenant une ou plusieurs parmi le frittage, l'activation par réaction redox et le durcissement se produisent, de préférence, de façon instantanée ou sensiblement instantanée. Cela permet l'impression d'encres métalliques 18 avec ces procédés sur des documents sécurisés à des vitesses d'impression typiques. Par exemple, pour l'impression de billets de banque, il est préféré que les vitesses d'impression soient de l'ordre de centaines de mètres par seconde. Cependant, les étapes de traitement peuvent se produire séparément, dans un ordre quelconque, comme cela peut être conçu par l'homme du métier. [0062] Le dispositif de sécurité 22 a désormais pour effet de présenter une surface hautement réfléchissante dans la région de fenêtre formée par les couches opacifiantes 14, 16. L'encre 18 peut être appliquée dans une ou plusieurs régions de la fenêtre pour former un motif ou un indice, et/ou peut contenir une structure en relief telle qu'un motif diffractif ou non-diffractif. Il peut être entendu que le dispositif de sécurité 22 peut être observé par réflexion d'un côté ou de l'autre du substrat 12 ou en transmission en tenant le dispositif de sécurité 22 devant une source de lumière. Éventuellement, une couche opacifiante (non représentée) peut être appliquée sur la couche hautement réfléchissante 20 pour former une demi-fenêtre qui empêche la visualisation du dispositif de sécurité 22 en transmission et celui-ci n'est donc visualisable que d'un côté du substrat 12. [0063] Dans un autre mode de réalisation de l'invention, comme décrit sur les figures 3 et 4, une vue en coupe transversale d'un document sécurisé 23 est représentée comprenant un substrat transparent 24 avec des couches opacifiantes 26, 28, et une région de fenêtre définie par une zone dans laquelle les couches opacifiantes 26, 28 sont omises. De manière similaire à celle précédemment décrite, une encre frittable, à particules ou nanoparticules métalliques contenant des particules ou nanoparticules d'ions argent est appliquée sur un côté du substrat. Une couche hautement réfléchissante 30 est formée par activation des ions argent par une réaction redox et frittage de l'encre à particules ou nanoparticules d'argent pour former une couche d'argent solide. [0064] En plus de la couche hautement réfléchissante 30, une encre transparente ou translucide gaufrable par UV 32 peut être appliquée sur le côté opposé du substrat 24. Pendant l'étape ou avant l'étape de durcissement de l'encre, l'encre 32 peut être gaufrée avec une structure en relief 34, comme décrit sur les figures 3 et 4. La structure en relief 34 peut comprendre des structures diffractives et/ou des structures non-diffractives pour former une image gaufrée transitoire 36. [0065] Lorsque l'image transitoire 36 est observée dans une plage d'angles au-dessus de l'image transitoire, la couche hautement réfléchissante 30 formée par l'encre activée et frittée produit des réflexions relativement cohérentes, sauf lorsque la surface est interrompue par l'image gaufrée transitoire 36. L'image gaufrée transitoire 36 est générée par l'interruption de la lumière réfléchie provenant de la couche hautement réfléchissante 30 (voir les traits pointillés de la figure 3) qui cause la diffusion de la lumière réfléchie et une certaine transmission. Le contraste entre les réflexions cohérentes et la lumière diffusée permet que l'image gaufrée 36 soit visualisée. [0066] Cependant, lorsque l'image 36 des figures 3 et 4 est observée à des angles obliques, qui ne reçoivent pas la lumière réfléchie depuis la couche hautement réfléchissante 30, il n'y a pas de contraste entre la lumière réfléchie et diffusée depuis l'image 36 et donc l'image gaufrée transitoire 36 est presque invisible. Cela signifie que l'image gaufrée transitoire 36 est visible uniquement dans un intervalle d'angles et peut donc être observée comme apparaissant et disparaissant suivant l'angle d'observation. Cela constitue un dispositif de sécurité 38 qui présente des effets qui sont difficiles à reproduire ou photocopier. [0067] Notamment, étant donné que la couche hautement réfléchissante 30 a été activée, frittée, et durcie, elle est particulièrement durable, et donc il peut ne pas être nécessaire d'appliquer un revêtement protecteur additionnel, tel qu'un vernis brillant transparent. [0068] Sur la figure 4, la couche hautement réfléchissante 30 est visible d'un seul côté du substrat, étant donné que la couche opacifiante 28 recouvre sensiblement la région entière de ce côté du substrat 24. Cela forme le dispositif de sécurité 22 dans une configuration de demi-fenêtre, dans laquelle le dispositif de sécurité 22 est visible d'un seul côté du document sécurisé 23. [0069] De plus, sur la figure 4, une couche opacifiante 37 peut être appliquée sur la structure en relief 34. La couche opacifiante 37 recouvre au moins partiellement la structure en relief 34 et peut former des indices ou au moins une partie d'une image. Une ou plusieurs couches opacifiantes 37 peuvent être appliquées sur la structure en relief 34 pour former le dispositif de sécurité 38. La couche ou les couches opacifiantes 37 peuvent être appliquées sur les structures en relief 34 d'un côté ou de l'autre du substrat 24. [0070] Une ou plusieurs couches transparentes ou translucides 39 peuvent également être appliquées directement sur au moins une partie des structures en relief 34 sur l'un ou les deux côtés du substrat 24. Les couches transparentes ou translucides 39 peuvent être un polymère ou une laque optique. Si la couche ou les couches transparentes ou translucides 39 ont un indice de réfraction qui est sensiblement similaire à l'indice de réfraction de la structure en relief 34, alors la couche translucide ou transparente 39 a pour effet de rendre au moins une partie de la structure en relief 34 invisible comme requis. La couche ou les couches translucides ou transparentes 39 peuvent être un revêtement à indice de réfraction élevé (HRI). [0071] En référence aux figures 5 et 6, un autre dispositif de sécurité 40 peut être formé dans un document sécurisé 42 par, premièrement, impression de l'encre comprenant les particules ou nanoparticules métalliques 46 sur un côté du substrat transparent ou translucide 44 dans une ou plusieurs régions préférées. Dans cet exemple, l'encre 46 comprend des particules ou nanoparticules d'ion argent. [0072] L'encre 46 peut ensuite être gaufrée et frittée simultanément ou dans des étapes séparées pour former la structure en relief gaufrée 54 dans une couche hautement réfléchissante 52 comme décrit sur la figure 6. L'encre peut également être activée avant ou en même temps que l'étape de gaufrage et frittage. L'étape d'activation est constituée d'une réaction redox, dans laquelle les ions argent sont convertis en argent. Dans un mode de réalisation préféré, le frittage de l'encre à argent 46 est effectué par rayonnement UV, bien que d'autres types de rayonnement puissent être utilisés, tels qu'un rayonnement infrarouge, à rayons X ou micro-ondes. [0073] La structure en relief gaufrée 54 peut être constituée d'une ou plusieurs structures non-diffractives ou diffractives telles que des EOD, des hologrammes ou des réseaux de diffraction. Cela produit un dispositif de sécurité complexe 40 qui peut être formé sous la forme d'un composite de plusieurs structures diffractives et non-diffractives et hautement réfléchissantes. La structure en relief 54 peut également comprendre des éléments de miroir ou micro-miroir, tel qu'un rétroréf lecteur. [0074] Une couche opacifiante 53 peut être appliquée sur la structure en relief 54, représentée sur la figure 6. La couche opacifiante 53 recouvre au moins partiellement la structure en relief 54 et peut former des indices ou au moins une partie d'une image. Une ou plusieurs couches opacifiantes 53 peuvent être appliquées sur la structure en relief 54 pour former le dispositif de sécurité 40. La couche ou les couches opacifiante(s) 53, qui peut être une encre opacifiante peut être appliquée sur les structures en relief 54 sur l'un ou l'autre côté du substrat 44 (non représenté sur la figure 6). [0075]Au moins une couche transparente ou translucide 55 peut être appliquée directement sur au moins une partie des structures en relief 54 sur l'un ou les deux côtés du substrat 54. La couche transparente ou translucide 55 peut être un polymère ou une laque optique. Si la couche transparente ou translucide a un indice de réfraction qui est sensiblement identique à l'indice de réfraction de la structure en relief 54, alors la couche translucide ou transparente 55 a pour effet de rendre au moins une partie de la structure en relief 54 invisible comme requis. La couche translucide ou transparente 55 peut être un revêtement à indice de réfraction élevé (H RI). [0076] En référence à la figure 7, il est décrit un autre dispositif de sécurité 56 dans un document sécurisé 58. Premièrement, des couches d'encres durcissables par UV gaufrables 66 et 70 sont appliquées sur des côtés opposés d'un substrat transparent ou translucide 60 dans une région de fenêtre dans laquelle aucune des couches opacifiantes 62 et 64 n'est appliquée. Sur la figure 7, la couche d'encre durcissable par UV gaufrable 66 est une encre transparente ou translucide, et la couche d'encre durcissable par UV 70 est une encre à particules ou nanoparticules métalliques. Les encres 66 et 70 peuvent être appliquées par un procédé de gravure ou en creux. Ensuite, dans des étapes simultanées ou séparées, les encres 66 et 70 peuvent être gaufrées, et durcies. Le gaufrage peut être appliqué par un procédé d'impression en creux ou d'héliogravure sans encre. [0077] L'encre à particules ou nanoparticules métalliques 70 du dispositif de sécurité 56 peut être activée par réaction redox, frittée, gaufrée et durcie de façon sensiblement instantanée. Cela permet l'impression d'encres métalliques 66, 70 sur des documents sécurisés avec ces procédés à des vitesses d'impression typiques. Par exemple, pour l'impression de billets de banque, il est préféré que les vitesses d'impression soient de l'ordre de centaines de mètres par seconde. Cependant, il est attendu que l'activation par réaction redox, le frittage et le durcissement puissent survenir dans un ordre quelconque suivant les besoins. [0078] En particulier, la couche d'encre durcissable par UV 66 peut être gaufrée avec au moins un ou une matrice d'éléments de focalisation, par exemple, des lentilles cylindriques ou sphériques telles que des lenticules, des microlentilles ou des lentilles de Fresnel 68. La couche d'encre durcissable par UV à particules ou nanoparticules métalliques 70 peut être gaufrée avec une structure en relief telle qu'une ou plusieurs structures diffractives ou non-diffractives pour former une couche d'image 70. En variante, la structure en relief de la couche 70 peut ne pas être intégrée au substrat 60 mais peut être appliquée sous la forme d'un élément séparé. [0079] Sur la figure 8, la couche d'encre durcissable par UV 70 est une couche d'encre transparente ou translucide qui est gaufrée avec une couche en relief et durcie. Une couche d'encre à particules ou nanoparticules métalliques 72 est appliquée sur la structure en relief de la couche 70. L'encre 72 peut ensuite être activée par une réaction redox, puis frittée par rayonnement UV pour former une structure en relief hautement réfléchissante conformément aux structures en relief déjà gaufrées dans la couche d'encre durcie par UV 70. Par conséquent, dans ce mode de réalisation, la couche hautement réfléchissante 72 forme une couche d'arrière-plan ou réfléchissante. [0080] La couche opacifiante 64 peut recouvrir totalement un côté du dispositif de sécurité 56 comme décrit sur la figure 8 pour former une configuration de demi-fenêtre. De plus, une couche protectrice ou une couche de revêtement à réfraction élevée (HRI) (non représentée) peut être appliquée sur la couche d'éléments de focalisation 66. [0081] L'impression pour l'observateur du dispositif de sécurité 56 est celle d'une vue agrandie de la couche d'image qui peut être constituée d'une ou plusieurs structures diffractives ou non-diffractives réfléchissantes. De plus, si des structures diffractives ou non-diffractives multiples sont utilisées, celles-ci peuvent être répétées le long de la longueur et de la largeur de la couche 72, pour produire une gamme d'effets tridimensionnels, flottants ou mobiles, tels que l'effet augmenté de moiré, tel que connu de l'homme du métier. [0082] Sur la figure 9, il est décrit une vue plane d'un document sécurisé 74, tel qu'un billet de banque comprenant un dispositif de sécurité 76 selon l'un quelconque des modes de réalisation ci-dessus. Un dénominateur 78 indique la valeur du document sécurisé 74. [0083] Il apparaîtra que différentes modifications et altérations peuvent être apportées aux modes de réalisation de la présente invention décrits ci-dessus sans s'écarter de la portée et l'esprit de la présente invention. Par exemple, les différentes couches de focalisation, d'image et des couches hautement réfléchissantes des différents modes de réalisation peuvent être interchangeables. De plus, bien qu'un substrat soit présent dans chaque mode de réalisation, il est également possible qu'un espaceur optique soit substitué comme requis. [0084] D'autres modifications et altérations peuvent être apportées aux procédés de frittage et d'activation. Par exemple, le frittage de l'encre peut survenir par application de rayonnement ultraviolet, mais d'autres types de rayonnement peuvent également être utilisés dans l'un quelconque des modes de réalisation ci-dessus, tels qu'un rayonnement infrarouge, de rayons X ou micro-ondes. Il est également possible que l'encre puisse être autofrittable. [0085] De plus, bien que des modes de réalisation spécifiques du dispositif de sécurité concernent l'utilisation d'encre comprenant des particules ou nanoparticules d'argent, l'encre peut comprendre un ou plusieurs des métaux aluminium, titane, laiton, platine, cuivre, un alliage de métal, l'acier inoxydable, le nichrome. L'encre métallique peut également comprendre une ou plusieurs encres optiquement variables qui comprennent des particules d'oxydes ou de sulfures de métal. [0086] Dans un autre exemple, les gaufrages des structures en relief de l'un quelconque des modes de réalisation ci-dessus peuvent comprendre une ou plusieurs structures diffractives ou non-diffractives réfléchissantes, transmissives, répétitives ou non-répétitives. Les structures diffractives peuvent comprendre des réseaux de diffraction, des diffuseurs, des séparateurs de faisceau, des correcteurs, des EOD ou des hologrammes, comme il est connu de l'homme du métier. [0087] D'autres modifications qui peuvent être apportées à la fabrication du dispositif de sécurité peuvent comprendre l'ordre de l'application de l'encre ou des encres à particules métalliques, la production des structures en relief, le frittage, l'activation par réaction redox et le durcissement. Bien qu'il soit préférable que le dispositif de sécurité puisse être fabriqué dans un premier temps par application de l'encre, frittage et ensuite durcissement de l'encre, il est possible que l'une quelconque des étapes ci-dessus puisse être effectuée simultanément ou dans des étapes séparées ou dans un ordre quelconque comme il est connu de l'homme du métier. Par exemple, l'encre peut être appliquée et des structures en relief produites simultanément ou dans des étapes séparées. De manière similaire, l'encre à particules métalliques peut être activée par réaction redox, frittée et durcie dans un ordre quelconque. [0088] D'autres exemples comprennent des encres opacifiantes ou des couches transparentes ou translucides qui peuvent être appliquées sur au moins une partie de l'une quelconque des structures en relief dans les modes de réalisation ci-dessus.
Les couches transparentes ou translucides peuvent avoir un indice de réfraction quelconque, et en particulier, peuvent avoir un indice de réfraction qui est sensiblement identique à l'indice de réfraction des structures en relief. La couche opacifiante peut être appliquée pour former au moins une partie d'un indice ou image. [0089] De plus, bien qu'un mode de réalisation de la présente invention puisse concerner l'application des encres par héliogravure ou impression en creux, d'autres procédés qui peuvent être viables comprennent la sérigraphie ou l'impression offset.
De plus, bien que les structures en relief des encres transparentes durcissables par UV puissent être référencées ci-dessus comme étant formées par un procédé d'impression en creux sans encre, les structures en relief peuvent être produites par différents procédés connus comprenant la gravure, l'ablation par laser ou l'estampage à chaud.

Claims (17)

  1. REVENDICATIONS1. Procédé de fabrication d'un dispositif de sécurité comprenant les étapes de : - fourniture d'un substrat ; - application sur au moins une surface du substrat, en au moins une zone, d'une encre frittable, à particules ou nanoparticules métalliques, comprenant des ions métalliques ; - activation de l'encre par une réaction redox pour convertir les ions métalliques en métal, et frittage de l'encre pour former au moins une zone hautement réfléchissante.
  2. 2. Dispositif de sécurité comprenant un substrat et au moins une zone hautement réfléchissante appliquée sur au moins un côté du substrat, dans lequel la zone hautement réfléchissante comprend une encre frittable, à particules ou nanoparticules métalliques comprenant des ions métalliques, activés par une réaction redox pour convertir les ions métalliques en métal, et frittée pour former au moins une zone hautement réfléchissante.
  3. 3. Procédé ou dispositif selon la revendication 1 ou la revendication 2 dans lequel l'encre à particules ou nanoparticules métalliques est frittée par application d'un rayonnement, le rayonnement étant choisi parmi : un rayonnement ultraviolet, micro-ondes, à rayons X ou infrarouge.
  4. 4. Procédé ou dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel les particules ou nanoparticules métalliques comprennent un ou plusieurs parmi l'argent, l'or, le platine, le cuivre, un alliage métallique, l'acier inoxydable, le nichrome, le laiton, l'aluminium ou le titane.
  5. 5. Procédé ou dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel l'encre à particules ou nanoparticules métalliques est appliquée dans un procédé d'impression, tel que l'héliogravure, l'impression en creux, l'impression offset ou la sérigraphie.
  6. 6. Procédé ou dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel l'encre à particules ou nanoparticules métalliques comprend un pigment optiquement variable.
  7. 7. Procédé ou dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes comprenant au moins une structure en relief formée dans l'au moins une zone hautement réfléchissante sur une première et/ou deuxième surface du substrat.
  8. 8. Procédé ou dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes comprenant au moins une couche transparente ou translucide appliquée sur une première et/ou deuxième surface du substrat, au moins une structure en relief est formée dans l'au moins une couche transparente ou translucide sur la première et/ou deuxième surface du substrat, l'encre à particules ou nanoparticules métalliques est appliquée sur au moins une partie de l'au moins une structure en relief dans l'au moins une couche transparente ou translucide sur l'une ou les deux surfaces du substrat, ou au moins une structure en relief est formée dans l'au moins une couche transparente ou translucide sur la première surface du substrat, et l'encre à particules ou nanoparticules métalliques est appliquée sur la deuxième surface du substrat.
  9. 9. Procédé ou dispositif selon la revendication 7 ou la revendication 8 dans lequel l'au moins une structure en relief est formée par gaufrage de l'encre à particules ou nanoparticules métalliques ou l'au moins une couche transparente ou translucide, de préférence dans un procédé d'impression en creux ou d'héliogravure, l'encre à particules ou nanoparticules métalliques ou l'au moins une couche transparente ou translucide est, de préférence, appliquée et gaufrée pour former l'au moins une structure en relief en une seule étape.
  10. 10. Procédé ou dispositif selon la revendication 8 ou la revendication 9 dans lequel l'au moins une couche transparente ou translucide est une encre ou laque optique, de préférence une encre durcissable par rayonnement, et/ou l'encre à particules ou nanoparticules métalliques est une encre durcissable par rayonnement, la structure en relief est, de préférence, gaufrée et durcie en une seule étape. 3002 183 24
  11. 11. Procédé ou dispositif selon la revendication 7 dans lequel l'au moins une structure en relief est formée par gravure, ablation par laser ou estampage à chaud de l'encre à particules métalliques. 5
  12. 12. Procédé ou dispositif selon l'une quelconque des revendications 7 à 11 dans lequel l'au moins une structure en relief comprend au moins l'une quelconque de : - une structure en relief diffractive, qui peut être choisie parmi au moins l'un de : un élément optique diffractif (EOD), une lentille diffractive, un séparateur de 10 faisceau diffractif, un diffuseur diffractif, un correcteur diffractif, un réseau à diffraction ou un hologramme ; - au moins une structure en relief non-diffractive ; - une structure en relief réfléchissante, telle qu'un miroir ou un ou plusieurs éléments de micro-miroir ; 15 - au moins une structure en relief transmissive, telle qu'une lentille ou une matrice de microlentilles.
  13. 13. Procédé ou dispositif selon l'une quelconque des revendications 7 à 12, dans lequel un revêtement transparent ou translucide est appliqué directement sur au 20 moins une partie de l'au moins une structure en relief, le revêtement transparent ou translucide ayant, de préférence, un indice de réfraction qui est sensiblement le même que celui de l'indice de réfraction de l'au moins une structure en relief.
  14. 14. Procédé ou dispositif selon l'une des revendications précédentes dans lequel 25 l'encre à particules métalliques est durcie, avant, pendant ou après le frittage de l'encre à particules métalliques et/ou l'encre à particules métalliques est activée par réaction redox avant, pendant ou après durcissement de l'encre à particules métalliques. 30
  15. 15. Procédé ou dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel le substrat est un substrat transparent ou translucide, de préférence constitué d'un matériau polymère.
  16. 16. Procédé ou dispositif selon la revendication 15 dans lequel au moins une couche opacifiante, de préférence un revêtement opacifiant tel qu'une couche d'encre opacifiante, est appliquée sur au moins une partie du substrat, de préférence de façon intermittente dans l'au moins une zone hautement réfléchissante pour former au moins une partie d'indices ou d'une image.
  17. 17. Document sécurisé, tel qu'un billet de banque, comprenant au moins un dispositif de sécurité selon l'une quelconque des revendications précédentes, et de préférence l'au moins un dispositif de sécurité est incorporé dans une fenêtre ou demi-fenêtre du document sécurisé.
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