JP4750417B2 - セキュリティー素子 - Google Patents

Description

本発明は少なくともサーモクロミック特性を有する第１液晶材料および光学可変効果を有する第２液晶材料を有し、有価物の保護に用いられるセキュリティー素子に関するものである。また、本発明は有価物、転写材料、およびかかるセキュリティー素子および有価物の製造方法、並びにかかるセキュリティー素子または有価物のチェック方法に関するものでもある。

本発明の有価物は、例えば、専有物または有価証書のような保護すべき任意の物品であってよい。本発明の有価物は特に銀行紙幣を意味するが、株券、証明書、郵便切手、小切手、小切手カード、クレジット・カード、身分証明書、パスポート、入場券、乗車券、航空券、ラベル、シール、製品保護パッケージまたはその他の素子等も含んでいる。従って、簡略化した呼称である“有価物”または“セキュリティー素子”は、以下前記のようなドキュメントを常に含んでいるものとする。

有価物の保護にサーモクロミック材料が用いられることが知られている。例えば、キャビティーを有する透明プラスチックから成るセキュリティー・スレッドが特許文献１に記載されている。このキャビティーは温度が上昇または低下すると可逆的変色を示す液晶材料を含んでいる。

同じくサーモクロミック特性を有するセキュリティー・スレッドが特許文献２に開示されている。この場合には、金属層を部分的に非金属化して形成された模様または文字がプラスチック材料に備えられている。この模様または陰文字の上部に室温で発色するサーモクロミック被膜が施されている。サーモクロミック被膜が加熱されると無色に変化し下部の文字が見えるようになる。別の方法として、室温で無色であり、加熱されると発色するサーモクロミック被膜を用いることにより文字を見えなくすることもできる。このスレッドは “ウィンドウ”と呼ばれる特定の表面領域を直接通過するようセキュリティー・ペーパーに組み込まれている。

しかし、セキュリティーに関係しない多くの分野においてサーモクロミック効果が単なる装飾目的に利用されているため、このようなサーモクロミック・セキュリティー・スレッドは、サーモクロミック材料の変色による光学的効果がセキュリティー機能として認識されず単なるデザインの一種であるとみなされるという欠点を有している。従って、このようなセキュリティー素子は偽造防止にはあまり役立っていない。
独国特許発明第２２１２３５０号明細書 欧州特許第０６０８０７８号明細書

従って、本発明の課題は従来技術の欠点を回避した偽造防止に役立つ有価物、転写素子、およびセキュリティー素子を提供することである。

前記課題は独立クレームの特徴によって解決される。また、開発成果が従属クレームに記載されている。

本発明によれば、前記セキュリティー素子は少なくとも第１および第２液晶材料を有して成り、第１材料がサーモクロミック特性、第２材料が光学可変効果を有している。

第１液晶材料はサーモクロミック特性を有している、即ち、液晶材料の固有の色が温度によって変化する。サーモクロミック材料は偏光効果、即ち、光を選択的に偏光する機能を更に有していることが好ましい。これらの材料は、一定の温度において結晶構造を成すと共に偏光特性を示さず、温度変化、特に温度が上昇すると体色が変化すると共に偏光特性を示す液晶状態に変化するカプセル封入された液晶であることが好ましい。サーモクロミック材料によっては、温度が更に上昇すると液晶状態から液体に変化し、再び透明または少なくとも半透明に変化し偏光特性を示さなくなるものもある。

第２液晶材料は光学可変特性を有している。本発明において“光学可変効果”とは、視角に応じて色彩が異なって見える効果を意味する。また、これは “カラー・シフト効果”としても知られている。緑−青または銅−緑の色遷移が特に適していることが立証されている。また、第２材料も偏光特性を有していることが好ましい。特に、架橋性液晶材料がサーモクロミック効果を示さず、カラー・シフト効果と共に偏光特性を示すことが好ましい。

特に好ましい実施の形態において、サーモクロミック液晶材料と光学可変効果を有する材料とが異なる方法で光を偏光することができる。例えば、１つの材料が選択的に右円偏光し、別の材料が選択的に左円偏光することができる。

液晶材料が、例えば、透明バインダーに付加されて成る印刷インクであることが好ましい。勿論、このインクに別の着色顔料を含めることもできる。液晶材料は、特にスクリーン印刷および凹版印刷によって印刷処理することができるが、ハーフトーン・グラビア印刷、フレキソ印刷および凸版印刷等、任意の適切な印刷プロセスによっても印刷処理することができる。

前記材料はインクのみならず透明プラスチック層に付加することができる。

本発明の範囲において、本発明の液晶材料に関する多くの形態が可能である。サーモクロミック材料を全体に施すことも、特定の領域、特に文字またはパターン状に施すこともできる。

サーモクロミック材料同様、光学可変効果を有する材料を全体または特定の領域に施すことができ、その選択は用途によって決まる。

サーモクロミック材料は光学可変効果を有する材料の上部および/または下部および/または隣接位置に配することができる。異なる液晶材料を少なくとも部分的に重複させることにより特別な効果が得られる。更に、異なる液晶材料の効果を重複させることにより、保護対象物において重複効果が容易に検知およびチェック可能となる効果が得られる。特に偏光フィルターを通して保護対象物の特定の領域を観察することにより、非常に簡単に前記効果を認めることができる。

サーモクロミック材料として、所定温度未満において少なくとも半透明、好ましくは透明であり、所定温度を超える温度において発色する物質が使用されることが好ましい。用途によっては、所定温度未満において発色し、所定温度を超える温度において半透明または透明である材料が好ましい場合もある。サーモクロミック材料の変色温度は室温を超える温度、例えば２５℃〜６０℃、好ましくは３０℃〜６０℃の範囲であることが好ましい。しかし、用途によっては２５℃未満の変色温度もあり得る。
セキュリティー素子の個々の層は有価物の表面に直接形成することも、別の担体上に形成することもできる。セキュリティー素子を担持する基体としての有価物または別の担体の材料に制限はない。しかし、紙またはホイル状のプラスチックから成っていることが好ましい。別の担体から成る場合、セキュリティー素子は、好ましくはプラスチックの基体上に、例えば、自立ラベルとして形成することができる。特定の層配列を直接有価物に形成することが困難な場合には、別の方法として、セキュリティー素子の少なくとも一部の層を転写材料上に形成することが好ましい。

セキュリティー素子全体の層を転写材料上に形成する場合には、図示の層構造体を逆の順序で転写材料の担体帯上に形成する必要がある。セキュリティー素子の層構造体は無端形態で担体帯上に形成することができる。有価物に設けられるかまたは転写材料の最上部層を成す接着層により、保護すべき有価物にセキュリティー素子が貼付される。この場合、ホットメルト接着剤が使用される。転写領域にのみ接着層を設けるか、または、例えば、ホットメルト接着剤の転写領域のみを活性化することにより、セキュリティー素子の輪郭を画成することができる。転写後、転写材料の担体帯が除去され、図示のセキュリティー素子の層構造体が保護すべき有価物に残る。

セキュリティー素子が貼付される有価物は、例えば、セキュリティー・ペーパー、セキュリティー・ドキュメント、あるいは製品パッケージであってよい。勿論、セキュリティー保護を必要とする別の有価物に本発明のセキュリティー素子を貼付することもできる。

セキュリティー素子は全体が保護すべき目的物の表面に配されることが好ましい。セキュリティー素子全体が目的物の表面に配されている場合、領域が充分広く異なる液晶材料の光学可変効果および熱誘導変色がより顕著になる。また、領域が広いと偏光フィルターを適用することが遥かに容易になる。

異なる偏光特性を有する液晶材料を用いることにより、セキュリティー素子の偽造防止機能が向上する。何故なら、このような材料は製造が複雑であるか、または入手が困難であるからである。

このように、本発明は補助器具を使用せずに目視可能なサーモクロミック効果と光学可変効果とを組み合せることにより、偽造防止機能を向上させることができる。特に、補助器具を用いて初めて目視可能な偏光効果を付加することにより偽造防止機能が更に向上する。容易に認められる光学可変効果に加え、サーモクロミック効果によって情報を容易に隠蔽または露呈することができる。例えば、単に触れるだけで情報を露呈することができる。次いで、例えば、少なくとも１つの液晶材料が偏光特性を有している場合には、偏光フィルターを用いて情報の真正性をチェックすることができる。

以下、添付図面を参照し、本発明の更なる効果および実施の形態について詳細に説明する。図は明確さを旨とし実際の縮尺とは必ずしも一致するものではない。

本発明を分かり易くするため銀行紙幣を例に挙げて説明する。

図１は幅全体にわたって延びているストリップ状のセキュリティー素子２を備えた紙またはプラスチックから成る銀行紙幣１を示す図である。勿論、銀行紙幣１は透かし、スチール凹版、セキュリティー・スレッド、発光または磁気印刷等の別のセキュリティー素子を備えることもできる。

セキュリティー素子２は液晶カラー・シフト効果層と組み合わされたサーモクロミック液晶層を備えている。セキュリティー素子２は全体が銀行紙幣１の表面に配されているため、好ましくはパターン状および/または文字状に施されているサーモクロミック液晶層の熱誘導による変色がよく見える。

サーモクロミック液晶層および液晶カラー・シフト効果層の他に、セキュリティー素子２は単独または別の層との組合せにより別の顕著な光学的効果をもたらす層を備えることができる。図２〜６を参照して幾つかの好ましい実施の形態について説明する。図２〜６は銀行紙幣１を示す平面図およびセキュリティー素子２の層構成を示すＡ−Ａ線断面図である。

図２において、銀行紙幣１の白色または固有の明色を有する紙またはプラスチックから成る基体３に文字またはパターンを成すサーモクロミック液晶印刷４が施されている。サーモクロミック層４の上部全体に配されているのが液晶カラー・シフト効果層５であり、この層により、温度とは無関係に、反射光において視角が変化すると異なる色彩効果が現れる。この効果を“光学可変”効果と呼ぶ。層４および５は、例えば、透明バインダーおよび液晶顔料の混合体から成る印刷インクであってよい。

前記顔料は透明であり、まったくまたは殆んど体色を有していないため、目に見える顔料の光学的印象は背景に大きく左右される。背景が拡散反射白色または明色の場合、拡散反射散乱光が光学可変効果に重畳されるため顔料は殆んど見えない。しかし、背景が暗色の場合には、透過放射エネルギーが吸収されるため、顔料の色との相互作用が特に効果を発揮する。本発明によれば、暗色、好ましくは黒色の背景を全体的または体系的にデザインすることができる。このように、例えば、組紐飾り模様、ネガ組紐飾り模様、または別の細かく体系化された模様のようなパターンおよび/または文字を成す背景をデザインすることができる。同様に、英数字またはバーコードを用いてセキュリティー素子に情報を織り込むことができる。背景の大半の領域が暗色または黒色になるようデザインされることが好ましい。

液晶顔料が透明であるため、基体３が液晶材料４および５の少なくとも一部の領域において暗色、特に黒色を成しているか、または図示のように、例えば、印刷による更に暗色、特に黒色層６を備えていることが好ましい。暗色の背景の場合、カラー・シフト効果層５の光学可変効果が特に顕著になる。図２の実施の形態において、少なくとも液晶材料が施されている領域の下部に黒色層が配されている。層４として室温で透明なサーモクロミック材料が用いられることが好ましい。変色温度以上の温度においてサーモクロミック層４が色彩、特に明色を呈し、サーモクロミック層４によって表された文字が見えるようになり、文字領域におけるカラー・シフト効果が殆ど見えなくなることが好ましい。従って、この場合、以下のような絵柄が現れる。変色温度未満の温度において、非サーモクロミック材料５によるカラー・シフト効果のみが肉眼で見える。表面に手を触れるか、または手で擦り体温を伝達することにより変色温度以上の温度になると、図３に示すように、更にサーモクロミック情報４、この場合は矩形が現れる。このように、２つのセキュリティー機能を肉眼で見ることができる。好ましい実施の形態において、少なくとも１つの液晶材料が偏光物質から成っている。特に、サーモクロミック材料４およびカラー・シフト効果を有する材料５の両方が偏光特性を有していることが好ましい。加工処理された図２のサーモクロミック材料が、変色温度以上の温度において、即ち液晶状態において光を右円偏光し、カラー・シフト効果を有する材料が左円偏光することが好ましい。右円偏光光のみを透過する偏光フィルターを通して見ると、変色温度以上の温度において情報４のみが見え、カラー・シフト材料領域が黒色７に見える。この様子を図４に示す。左円偏光光のみを透過する偏光フィルターを通して見ると、カラー・シフト効果を有する領域５のみが見える。

別の方法として、室温において明色を示し、特定の活性温度以上の温度において透明に変化するサーモクロミック材料を用いることができる。この場合、これまで見えていた情報が熱の作用によって見えなくなる。

図２の層配列とは異なり、図５に示すように、まず液晶カラー・シフト効果層５を基体３に配し、次いでサーモクロミック液晶層４を配することができる。いずれの層配列が好ましいかは用途または製造の容易性に依存し、個別のケースに応じて決定することができる。サーモクロミック層を基体とカラー・シフト効果層との間に配した場合、カラー・シフト効果層が一種の断熱体の役割を果たすため、一部の実施の形態においてサーモクロミック効果がより長く持続する。しかし、これには加熱量、層厚等、いくつかの別の要因も関係する。観察されるカラー・シフト効果、サーモクロミック情報、および光の偏光は図２の実施の形態と同様である。

図６はまず基体に暗色、好ましくは黒色の印刷６をパターン状および/または文字状に施した層構成を示している。図２および図５の実施の形態においては、黒色の全面層が用いられていた。印刷６の上部にはサーモクロミック材料から成る全面層４が配され、その上部にカラー・シフト効果層５が配されている。室温で透明な材料をサーモクロミック層４に使用した場合、色の相互作用により暗色または黒色印刷領域において光学可変層５が光り輝く層として見え、明色の基体領域においては殆ど見えない。サーモクロミック材料の変色温度以上の温度において、層４が発色し下部のマーキング６領域がよく見えるようになる。カラー・シフト効果は肉眼では見えなくなる。サーモクロミック材料が右円偏光特性を有している場合、変色温度以上の温度において、対応する偏光フィルターを用いることにより、黒色印刷６の領域においてカラー・シフト効果を認めることができる。カラー・シフト効果材料が左円偏光特性を有している場合、温度に関係なく、対応する偏光フィルターを用いることにより、黒色印刷６の領域においてカラー・シフト効果を同様に認めることができる。

温度効果およびカラー・シフト効果に偏光効果を追加することにより偽造防止効果が特に向上する。図示の実施の形態において、勿論これに限定されるものではないが、液晶サーモクロミック材料が、例えば、光を右円偏光し、カラー・シフト効果を有する液晶材料が左円偏光することができる。

同様に、液晶層および/または少なくとも１つの別の層が、導電性、磁性、発光性等、視覚および/または機械検査可能な別の特性を有することができる。例えば、充分な量のカーボンブラック顔料を印刷インクに付加することにより、特定の印刷に導電性を付与することができる。特に、背景が暗色、好ましくは黒色の固有の色を有しているため、カラー顔料の代わりに暗色磁気顔料を用いることにより容易に磁気特性を付与することができる。

一部の実施の形態において、例えば、セキュリティー素子に高い機械的または化学的負荷がかかる場合、保護層によって液晶材料を覆うことが好ましい。保護層はセキュリティー素子に積層されたホイル、または保護ラッカー層であってよい。保護ラッカー層は全面または部分領域に配することができる。サーモクロミック材料および光学可変効果を有する材料を並列に配した場合には、１つの材料、例えば、サーモクロミック材料の上部のみに部分ラッカー層を配することができる。ラッカー・システムとして、例えば、ＵＶラッカー、合成ラッカー、石版画用ラッカー、または１液型もしくは２液型ディスパージョン・ラッカーを使用することができる。保護ラッカー層は、例えば、フレキソ印刷またはオフセット印刷によって施されることが好ましい。

また、サーモクロミック層は異なる変色温度を有する複数のサーモクロミック材料を備えることができる。同様に、サーモクロミック層は、それぞれ異なる変色温度を有する別のサーモクロミック材料を含む複数のカラー層から成ることができる。特に好ましい実施の形態において、温度が上昇するとサーモクロミック材料が虹色を呈する、即ち、無色から、赤、黄、緑、青色に変化する。

同様に、それぞれ異なるカラー・シフト効果を有する種々の液晶材料を混合することができる。

本発明のセキュリティー素子を備えたセキュリティー・ドキをュメントを示す図。 セキュリティー・ドキュメントの別の実施の形態を示す断面図。 図２の実施の形態を示す平面図。 図２の実施の形態を示す平面図。 セキュリティー・ドキュメントの別の実施の形態を示す断面図。 セキュリティー・ドキュメントの別の実施の形態を示す断面図。

符号の説明

１ 銀行紙幣
２ セキュリティー素子
３ 基体
４ サーモクロミック層
５ カラー・シフト効果層
６ 黒色層

Claims (27)

1. 少なくとも第１および第２液晶材料を有して成るセキュリティー素子を備えた有価物であって、前記第１液晶材料がサーモクロミック特性を有し、前記第２液晶材料が光学可変特性を有して成る有価物において、
   前記第１液晶材料が第１の温度において結晶構造を成し偏光特性を示さず、温度が変化すると体色が変化すると共に偏光特性を示す液晶状態に変化し、
   少なくとも一部が暗色または黒色を成す背景が前記第１および第２液晶材料の下部に配されており、
   前記第１液晶材料が、所定の温度未満の温度において発色し、該所定の温度を超える温度において透明または少なくとも半透明に変化する材料、または、所定の温度未満の温度において少なくとも半透明または透明であり、該所定の温度を超える温度において発色する材料の何れかであることを特徴とする有価物。
2. 前記第２液晶材料および前記液晶状態の第１液晶材料の少なくとも一方が、光を選択的に偏光することを特徴とする請求項１記載の有価物。
3. 前記第１および第２液晶材料が異なる方法で光を偏光することを特徴とする請求項１または２記載の有価物。
4. 前記第１液晶材料が光を右円偏光し前記第２液晶材料が左円偏光するか、またはその逆に円偏光することを特徴とする請求項１〜３いずれか１項記載の有価物。
5. 前記光学可変特性がカラー・シフト効果を示すものであることを特徴とする請求項１〜４いずれか１項記載の有価物。
6. 前記第１液晶材料が面全体に施されていることを特徴とする請求項１〜５いずれか１項記載の有価物。
7. 前記第１液晶材料が特定の領域にのみ施されていることを特徴とする請求項１〜５いずれか１項記載の有価物。
8. 前記第１液晶材料が文字および/またはパターン状に施されていることを特徴とする請求項７記載の有価物。
9. 前記第１液晶材料が前記第２液晶材料の上部または下部に配されていることを特徴とする請求項１〜８いずれか１項記載の有価物。
10. 前記第１液晶材料が前記第２液晶材料に隣接配置されていることを特徴とする請求項１〜５、７、８いずれか１項記載の有価物。
11. 前記背景全体が暗色を成していることを特徴とする請求項１〜１０いずれか１項記載の有価物。
12. 前記背景がパターンおよび/または文字を成していることを特徴とする請求項１〜１０いずれか１項記載の有価物。
13. 前記背景が印刷、基体の着色またはレーザーによって形成されていることを特徴とする請求項１１または１２記載の有価物。
14. 前記第１および第２液晶材料の内の１つ、または背景が目視および/または補助器具によって検出可能な図形を含むことを特徴とする請求項１〜１３いずれか１項記載の有価物。
15. 目視および/または補助器具によって検出可能な特性を有するさらなる層をさらに有することを特徴とする請求項１〜１４いずれか１項記載の有価物。
16. 前記セキュリティー素子がラベルであることを特徴とする請求項１〜１５いずれか１項記載の有価物。
17. セキュリティー・ペーパー、セキュリティー・ドキュメント、または製品パッケージであることを特徴とする請求項１〜１５いずれか１項記載の有価物。
18. 前記セキュリティー素子の少なくとも一部が保護層によって覆われていることを特徴とする請求項１〜１７いずれか１項記載の有価物。
19. 少なくとも第１および第２液晶材料を有し、有価物の保護に用いられるセキュリティー素子であって、前記第１液晶材料がサーモクロミック特性を有し、前記第２液晶材料が光学可変特性を有して成る素子において、
    前記第１液晶材料が第１の温度において結晶構造を成し偏光特性を示さず、温度が変化すると体色が変化すると共に偏光特性を示す液晶状態に変化し、
    少なくとも一部が暗色または黒色を成す背景が前記第１および第２液晶材料の下部に配されており、
    前記第１液晶材料が、所定の温度未満の温度において発色し、該所定の温度を超える温度において透明または少なくとも半透明に変化する材料、または、所定の温度未満の温度において少なくとも半透明または透明であり、該所定の温度を超える温度において発色する材料の何れかであることを特徴とする素子。
20. 前記第１および第２液晶材料が異なる方法で光を偏光することを特徴とする請求項１９記載の素子。
21. 前記光学可変特性がカラー・シフト効果を示すものであることを特徴とする請求項１９または２０記載の素子。
22. セキュリティー・スレッドであることを特徴とする請求項１９〜２１いずれか１項記載の素子。
23. セキュリティー素子を製造するための転写材料であって、少なくとも第１および第２液晶材料が表面に配された担体材料を有し、前記第１液晶材料がサーモクロミック特性を有し、前記第２液晶材料が光学可変特性を有して成る転写材料において、
    前記第１液晶材料が第１の温度において結晶構造を成し偏光特性を示さず、温度が変化すると体色が変化すると共に偏光特性を示す液晶状態に変化し、
    少なくとも一部が暗色または黒色を成す背景が前記第１および第２液晶材料の下部に配されており、
    前記第１液晶材料が、所定の温度未満の温度において発色し、該所定の温度を超える温度において透明または少なくとも半透明に変化する材料、または、所定の温度未満の温度において少なくとも半透明または透明であり、該所定の温度を超える温度において発色する材料の何れかであることを特徴とする転写材料。
24. ホット・スタンピング・ホイルの形態を成していることを特徴とする請求項２３記載の転写材料。
25. 有価物またはセキュリティー素子を製造する方法であって、
    基体を提供するステップ、少なくとも一部が暗色または黒色を成す背景を前記基体に配するステップ、およびサーモクロミック特性を有する第１液晶材料および光学可変特性を有する第２液晶材料を前記背景に配するステップの各ステップを有して成る方法であって、
    前記第１液晶材料が、第１の温度において結晶構造を成し偏光特性を示さず、温度が変化すると体色が変化すると共に偏光特性を示す液晶状態に変化する材料であって、
    かつ、前記第１液晶材料が、所定の温度未満の温度において発色し、該所定の温度を超える温度において透明または少なくとも半透明に変化する材料、または、所定の温度未満の温度において少なくとも半透明または透明であり、該所定の温度を超える温度において発色する材料の何れかであることを特徴とする方法。
26. 前記第１液晶材料および前記第２液晶材料を前記基体に配する工程が、前記第１液晶材料および前記第２液晶材料のどちらか一方が他方の上部になるように配する工程を含み、
    前記第１液晶材料が、文字および/またはパターン状に配されていることを特徴とする請求項２５記載の方法。
27. 請求項１〜１８のいずれか１項記載の有価物を検査する方法であって、
    カラー・シフト効果の有無のチェック、および温度が変化したとき、それ以前には存在していなかったサーモクロミック効果および偏光効果が現れるか否かのチェックを目視および／または補助器具によって行なうことを特徴とする方法。

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