偽造防止媒体
【課題】回折構造と、これとは異なるカラーチェンジ効果を持つ構造を組み合わせた偽造防止媒体に於いて、互いの光学効果が混合せず、特に回折構造の光学効果がカラーチェンジ効果に埋没せず容易に判別できる偽造防止媒体を提供する事である。
【解決手段】支持体上に、回折構造形成領域と回折構造非形成領域を有し、回折構造非形成領域に可視光領域においてカラーチェンジ効果を呈するカラーチェンジ効果層を備えることを特徴とする偽造防止媒体。
【解決手段】支持体上に、回折構造形成領域と回折構造非形成領域を有し、回折構造非形成領域に可視光領域においてカラーチェンジ効果を呈するカラーチェンジ効果層を備えることを特徴とする偽造防止媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、商品券や株券等の有価証券、或いはクレジットカードや証明書等、真贋判定の必要な物品に貼付して利用する偽造防止媒体に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、偽造防止手段として、光の干渉や回折や反射等の光学現象を用いて立体画像や特殊な装飾画像を表現するOVD(Optical variable device)が利用されている。OVDの例としては、ホログラムや回折構造、あるいは見る角度により色の変化(カラーチェンジ)を生じるインキや光学干渉多層膜等が挙げられる。これらOVDは、高度な製造技術を要する事と、独特な視覚効果を有する事から、偽造防止手段としてクレジットカードや有価証券、あるいは証明書類等に貼付して用いられている。
【0003】
しかし近年では、技術進歩によって、従来のOVDであれば、一目では本物と区別できないような似た物を製造して偽造する事は必ずしも不可能ではなくなってきている。従って、物品の真贋判定や偽造防止という目的を達成するために、OVDには従来よりも複雑でより微細な加工が施されるようになった。
【0004】
複雑で微細な加工が施されたOVDは、OVDそのものの偽造を難しくするが、同時に真贋を判定する方法も複雑で高度になってしまう傾向にある。例えば、OVDが回折構造である場合、運用上は、真偽判定はOVDの目視観察に委ねるのが一般的であるが、複雑で微細な加工が施された回折構造で生成される複雑で微細な画像を、全ての人が肉眼で一様に判別し、正確な真偽判定を行うことは困難である。実際、回折構造によるOVDの真贋判定を行う場合、大部分の人々は、これらにより生成された画像を識別するよりも、回折構造(OVD)そのものが存在するか否かで判断する場合が多い。つまり、OVD自体に複雑で微細な加工を施す方法では、微細加工自体が有効に利用されていないという意味に於いて、十分な偽造防止効果が達成できていないと言える。
【0005】
一方、赤外光や紫外光範囲の不可視光を用いたパターン画像をOVDとして作製し、このパターン画像を、特殊な加工が施されたフィルターや機器を用いて可視化して真贋判定する偽造防止法も存在するが(例えば、特許文献1参照)、これらは、OVDに対してこれと組になる特別な機器がなくては真贋を判定することができないので利便性に欠けるという問題がある。この点で、紙幣等のような、不特定多数の人間が使用する物品に対しての偽造防止手段としては、不利である。
【0006】
そこで、偽造防止効果が高く、特殊な機器を使用しないで真贋判定が容易に行える偽造防止媒体として、回折構造と、回折構造以外の光学効果を組み合わせた偽造防止媒体が提案されている。
【0007】
その一例が、ディメタライズドホログラム等のような、回折構造の反射層をエッチング等で部分的に設ける事で、ホログラムや回折構造による光学効果と、反射層の有無による光学効果を組み合わせた偽造防止媒体である。
【0008】
また別の例として、回折構造を形成する層に垂直方向で接するように、低屈折率材料と高屈折率材料を交互に積層した多層膜を設け、ホログラムの視認性を改善すると共に、カラーチェンジによる効果を組み合わせた偽造防止媒体(特許文献2参照)とする例や、ホログラムや回折構造等による光学パターンと、色ずれ箔又はインク等との組み合わせからなる独特な視覚効果を有する偽造防止媒体(特許文献3参照)の例が挙げられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0009】
【特許文献1】特許第3988458号
【特許文献2】特開平7−191595号公報
【特許文献3】特開2003−520986号公報
【非特許文献】
【0010】
【非特許文献1】物理学大辞典第二版 丸善「波の干渉」、1132〜1137ページ、2005年
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0011】
回折構造と別種の光学効果を組み合わせた偽造防止媒体の先行技術として、文献2や文献3に記載された構成では、回折構造の形成領域に垂直方向で接するように多層膜や色ずれ箔又はインク等が設けられている。この構成では、垂直方向に積層されていることから回折構造による画像の輝度を高める事ができる一方で、回折構造(例えば、レリーフ型ホログラム)からの回折光と多層膜や色ずれ箔又はインク等によるカラーチェンジ効果が重なる為、一般の人々がこれらを偽造防止媒体の真贋判定に利用する場合、それらの光学効果が識別しがたいという問題がある。
【0012】
そこで本発明が解決しようとする課題は、回折構造と、これとは異なるカラーチェンジ効果を持つ構造を組み合わせた偽造防止媒体に於いて、互いの光学効果が混合せず、それぞれを独立したものとして容易に判別できる偽造防止媒体を提供する事である。
【課題を解決するための手段】
【0013】
上記の課題を解決するための請求項1に係る発明は、支持体上に、回折構造形成領域と回折構造非形成領域を有し、回折構造非形成領域に可視光領域においてカラーチェンジ効果を呈するカラーチェンジ効果層を備えることを特徴とする偽造防止媒体としたものである。
【0014】
また、請求項2に係る発明は、前記カラーチェンジ効果層が誘電体多層膜からなることを特徴とする請求項1に記載の偽造防止媒体としたものである。
【0015】
また、請求項3に係る発明は、前記誘電体多層膜が、視角により可視反射光又は不可視反射光のいずれかを反射することを特徴とする請求項2に記載の偽造防止媒体としたものである。
【0016】
また、請求項4に係る発明は、前記回折構造形成領域及び/又は回折構造非形成領域に反射層を有することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の偽造防止媒体としたものである。
【0017】
また、請求項5に係る発明は、前記回折構造非形成領域に吸収層を有することを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の偽造防止媒体としたものである。
【発明の効果】
【0018】
本発明は以上のような構成であるから、下記に示す効果がある。
【0019】
先ず、請求項1に記載の発明によれば、支持体上の片面に、回折構造と、カラーチェンジ効果を有する構造を垂直方向に重ねるのではなく別々の領域に設ける事で、それぞれの
光学効果が混合する事なく分離して観察可能となった。
また、カラーチェンジがある有限の角度(例えば45°の観察方向)で、可視光波長から不可視光波長に変化するようにすることで、色彩が観察できるかできないかの2値変化による真贋判定が可能となる。
【0020】
請求項2に記載の発明によれば、前記カラーチェンジ効果が誘電体多層膜による効果とする事で、該カラーチェンジ効果を有する構造をより簡便な方法で作製する事ができる。カラーチェンジ効果は、例えば、コレステリック液晶を配向させる方法や、パール顔料を含むインキをコートすることで発現するが、前者の場合は配向させるための設備(UV装置)などが必要であり、後者の場合は膜厚が大きくなり、転写箔とするには困難、という問題があり、これらに比較すると多層膜方式は簡便と言える。
【0021】
請求項3に記載の発明は、誘電体多層膜反射光のカラーチェンジがある有限の角度(例えば45°の観察方向)で、可視光波長から不可視光波長に変化するようにすることである。
【0022】
請求項4に記載の発明によれば、反射層を、回折構造形成領域と非形成領域の両方に設ける事によって、回折構造による光学効果や、可視光波長から不可視光波長に渡るカラーチェンジによる効果を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【0023】
【図1】誘電体多層膜の構成を説明する図。
【図2】本発明になる偽造防止媒体を示す断面視図。
【図3】図2の偽造防止媒体を、垂直方向から観察した平面視図。
【図4】図2の偽造防止媒体を、斜め方向から観察した平面視図。
【図5】本発明による偽造防止媒体を示すもう一つの断面視図。
【図6】図5の偽造防止媒体を、垂直方向から観察した平面視図。
【図7】図5の偽造防止媒体を、斜め方向から観察した平面視図。
【図8】薄膜による光学干渉現象を、模式的に説明する図。
【図9】式1と式2が示す光学干渉の波長範囲を模式的に説明する図。
【図10】本発明になる偽造防止媒体を示すもう一つの断面視図。
【図11】図10の偽造防止媒体を、垂直方向から観察した平面視図。
【図12】図10の偽造防止媒体を、斜め方向から観察した平面視図。
【図13】本発明になる偽造防止媒体をステッカー形状とした断面視図。
【図14】本発明になる偽造防止媒体を転写箔形状とした断面視図。
【発明を実施するための形態】
【0024】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。
【0025】
図2は本発明による偽造防止媒体を示す断面視の図である。図2に於いて、偽造防止媒体11は、支持体2の片面に回折構造形成層3を有する。回折構造形成層3は、回折構造形成領域4と、回折構造非形成領域51からなる。回折構造形成領域4は、回折構造を示す凹凸と、それに平面的に接する反射層7とからなり、また、回折構造非形成領域51は、下記式1を満たす誘電体多層膜層61と、これに接する反射層7とからなる。ここで、回折構造形成領域4による回折光は、偽造防止媒体11を支持体2側より、垂直方向から観察した場合にのみ、回折光によるパターンが観察できる。
380<Y
200<Y{1−1/μ2}1/2<380 式1
(但し、Y=μd/m、m=1,2,3・・・)。
【0026】
図3は、図2の偽造防止媒体11を、支持体2側より、垂直方向から観察した正面視の図である。ここで、図2の断面図は、図3のA−A断面に対応する。偽造防止媒体11を垂直方向から観察すると、図2の回折構造形成領域4の位置に対応して、回折光によるパターンの現れた回折構造形成領域41が観察できる。また、図2の回折構造非形成領域51の位置に対応した、回折構造非形成領域512では、誘電体多層膜層61は透明に見え、その下の反射層7の色が観察できる。
【0027】
図4は、図3の偽造防止媒体11を、斜め方向から観察した斜視である。偽造防止媒体11を斜め方向から観察すると、図2の回折構造形成領域4の位置に対応した、回折構造形成領域41の回折光パターンは現れない。また、図2の回折構造非形成領域51の位置に対応した、誘電体多層膜層61の色彩の現れた回折構造非形成領域511では、図3とは異なり、色彩が変化しているのが観察できる。
【0028】
以下、図5〜図7は、それぞれ図2〜図4と比較して説明する。
【0029】
図5は、本発明による偽造防止媒体を示す、もう一つの断面視の図である。図5に於いて、偽造防止媒体12は、支持体2の片面に回折構造形成層3を有する。回折構造形成層3は、回折構造形成領域4と、回折構造非形成領域52からなる。回折構造形成領域4は、回折構造を示す凹凸と、それに接する反射層7とからなり、また、回折構造非形成領域52は下記式2を満たす誘電体多層膜層62と、これに接する反射層7とからなる。
【0030】
ここで、回折構造形成領域4による回折光は、偽造防止媒体11を支持体2側より、斜め方向から観察した場合にのみ、回折光によるパターンが観察できる。
200<Y<380
Y{1−1/μ2}1/2<200 式2
(但し、Y=μd/m、m=1,2,3・・・)。
【0031】
図2と図5を比較した場合、誘電体多層膜層が、図2では61、図5では62、と異なる点、また回折構造形成領域4による回折光パターンの観察可能な方向が異なる点以外は同じ構成である。
【0032】
図6は、図5の偽造防止媒体12を、支持体2側より、垂直方向から観察した正面視の図である。ここで、図5の断面図は、図6のB−B断面に対応する。偽造防止媒体12を垂直方向から観察すると、図5の回折構造形成領域4の位置に対応した、回折構造形成領域41の回折光パターンは現れない。また、図5の回折構造非形成領域52の位置に対応した、誘電体多層膜層62の色彩が現れた回折構造非形成領域521では、誘電体多層膜62による色彩が観察できる。
【0033】
図3と図6を比較した場合、図3では誘電体多層膜層61は透明となり、その下の反射層7の色が観察できるのに対し、図6では誘電体多層膜層62による色彩が観察できる。
【0034】
図7は、図5の偽造防止媒体12を、斜め方向から観察した斜視図である。偽造防止媒体12を斜め方向から観察すると、図5の回折構造形成領域4の位置に対応して、光学効果の現れた回折構造形成領域41が観察できる。また、図5の回折構造非形成領域52の位置に対応した、回折構造非形成領域522では、誘電体多層膜62は透明に見え、その下の反射層7の色が観察できる。
【0035】
図4と図7を比較した場合、図4では、誘電体多層膜61はカラーチェンジによる色彩が観察できるのに対し、図7では、誘電体多層膜62は透明に見えるので、その下の反射層7の色が観察できる。
【0036】
以上、図2〜図4と図5〜図7から、誘電体多層膜層が式1を満たす場合は、誘電体多層膜は垂直方向より観察したと時に透明となり、誘電体多層膜層が式2を満たす場合は、誘電体多層膜は斜め方向より観察したと時に透明となる。さらに、回折構造形成領域41の回折光パターンは、誘電体多層膜層が透明となる観察方向にのみ、観察可能である。
【0037】
次に、図8と図9を用いて、式1と式2についての詳細な説明を行う。
【0038】
図8は、屈折率μ、厚さdの薄膜に、空気中から入射光角度iで波長λの光が入射した場合に発生する光学干渉を、幾何光学を用いて模式的に表したものである。光学干渉は、図8に於けるABCという経路を通る光と、DCという経路を通る光との光路差が入射光波長λの整数倍となる時に発生する(非特許文献1参照)。
これを式で表すと、
2μd・cos(r)=mλ ・・・式3
(但し、m=1,2,3,・・・)
また、スネルの法則より、
sin(i)=μsin(r) ・・・式4
式3と式4を用いて
λ=[2μd{1−(sin(i))/μ)2}1/2]/m ・・・式5
ここで、入射光の角度iの条件より
0°<i<90° ・・・式6
式5と式6から、
2μd/m>λ>[2μd{1−(1/μ)2}1/2]/m ・・・式7
が得られる。
【0039】
図9は、横軸に光の波長をとり、可視光を400nmから760nmとした場合に、式1もしくは式2を満たす時の光学干渉を起こす波長範囲を、可視光と不可視光をまたぐように設定した事を表したものである。式1が示す光学干渉波長範囲611や、式2が示す光学干渉波長範囲622と、式7が示す波長範囲との大小関係を考える事で、式1と式2を導く事ができる。
【0040】
式1を導くには、まず、式7で表される波長λの取り得る値の範囲が、その最大値が赤外光領域(760nmより大きい)で、且つ、その最小値が可視光領域(400nm〜760nm)である場合(図9の範囲611を参照)を考える。
760<2μd/m
400<[2μd{1−(sin(i)/μ)2}1/2]/m<760nm・・式8
(但し、m=1,2,3・・・)
よって、
380<Y
200<Y[{1−1/μ2}1/2]<380 ・・・式1
(但し、Y=μd/m、m=1,2,3・・・)
が導かれる。
【0041】
一方、式5から、屈折率μと厚さdとmの値が変化しない場合は、波長λの取り得る範囲は入射角iの値に依存して変化する事が分かる。つまり、屈折率μ、厚さdとmの値が式1の条件を満たすように決まった場合、薄膜の光学干渉が起こる波長λの取り得る範囲は、入射角iの値に依存して変化し、最大値(i=0°の時)は赤外光領域となり透明に観察でき、最小値(i=90°の時)は可視光領域となり色彩を観察できる事が分かる。
【0042】
薄膜が2層3層・・・k層・・・の多層膜となった場合も同様に計算することができる
。この場合、k番目の薄膜が満たすべき屈折率μk、厚さdkは以下になり、同様の形をとる事が分かる。
380<Y
200<Y[{1−1/μ2}1/2]<380 ・・・式1’
(但し、Y=μkdk/m、m=1,2,3・・・)。
【0043】
次に、式2を導くには、式7で表される波長λの取り得る値の範囲が、その最大値が可視光領域(400nm〜760nm)で、且つ、その最小値が紫外光領域(400nm未満)である場合(図9の範囲621を参照)を考える。
400<2μd/m<760
[2μd{1−1/μ)2}1/2]/m<400 ・・・式9
(但し、 m=1,2,3・・・)
よって
200<Y<380
Y[{1−1/μ2}1/2]<200 ・・・式2
(但し、Y=μd/m、m=1,2,3・・・)
が導かれる。
【0044】
一方、式5から、屈折率μと厚さdとmの値が変化しない場合は、波長λの取り得る範囲は入射角iの値に依存して変化する事が分かる。
つまり、屈折率μ、厚さdとmの値が式2の条件を満たすように決まった場合、薄膜の光学干渉が起こる波長λの取り得る範囲は、入射角iの値に依存して変化し、その最大値(i=0°の時)は可視光領域となり色彩を観察でき、最小値(i=90°の時)は紫外光領域となり透明に観察できる事が分かる。
【0045】
薄膜が2層3層・・・k層・・・の多層膜となった場合も同様に計算する事ができる。この場合、k番目の薄膜が満たすべき屈折率μk、厚さdkは以下になり、同様の形をとる事が分かる。
200<Y<380
Y[{1−1/μ2}1/2]<200 ・・・式2’
(但し、Y=μkdk/(2m−1)、m=1,2,3・・・)。
【0046】
次に、本発明になる構成を用いた例として、式1を満たす誘電体多層膜層61と式2を満たす誘電体多層膜層62を組み合わせた例を示す。
【0047】
図10は、本発明になる偽造防止媒体を示す、もう一つの断面視の図である。図10に於いて、偽造防止媒体13は、支持体2の片面に回折構造形成層3を有する。回折構造形成層3は、回折構造形成領域4と、回折構造非形成領域51、52、53とからなる。回折構造形成領域4は、回折構造を示す凹凸と、それに接する反射層7とからなる。また、回折構造非形成領域51と52は、それぞれ式1を満たす誘電体多層膜層61と、式2を満たす誘電体多層膜層62とを有し、各誘電体多層膜層に平面的に接するように反射層7が設けられている。そして、回折構造非形成領域53には、回折構造形成層3に接するように反射層7が設けられている。ここで、回折構造形成領域4による回折光は、偽造防止媒体11を支持体2側より、垂直方向から観察した場合にのみ、回折光によるパターンが観察できる。
【0048】
図11は、図10の偽造防止媒体13を支持体2側より、垂直方向から観察した平面図である。ここで、図10の断面図は、図11のC−C断面に対応する。偽造防止媒体13を垂直方向から観察すると、図10の回折構造形成領域4の位置に対応して、光学効果の現れた回折構造形成領域41が観察できる。また、図10の誘電体多層膜層61や62が
設けられた位置に対応して、中央の、回折構造非形成領域521は、誘電体多層膜62による色彩が観察できる。また、左右の、回折構造非形成領域512は、誘電体多層膜層61は透明に見えるので、その下の反射層7の色が観察できる。更に、誘電体多層膜が設けられていない回折構造非形成領域53は、反射層7の色が観察できる。
【0049】
図12は、図10の偽造防止媒体13を、斜め方向から観察したものである。偽造防止媒体平面13を斜め方向から観察すると、図10の回折構造形成領域4の位置に対応して、光学効果の現れた回折構造形成領域41が観察できる。また、図10の誘電体多層膜層61や62が設けられた位置に対応して、左右の回折構造非形成領域511は、誘電体多層膜61によって色彩が変化しているのが観察できる。また、中央の、回折構造非形成領域522は、誘電体多層膜62は透明に見えるので、その下の反射層7の色が観察できる。更に、誘電体多層膜が設けられていない回折構造非形成領域53は、反射層7の色が観察できる。
【0050】
このように、回折構造形成領域4と誘電体多層膜61や誘電体多層膜62とを接しないように設ける事で、互いの光学効果を混合せずに観察可能で、且つ、より偽造防止効果の高い構造となる。
【0051】
図13は、本発明による偽造防止媒体をステッカー形状とした断面図である。図13に於いて、ステッカー形状の偽造防止媒体断面14は、図2の偽造防止媒体11に於ける反射層7の下に接着層8を設けた構成である。接着層8を設ける事で、真贋判定の必要な物品へ、本発明の偽造防止媒体をステッカーとして取り付けることが可能となる。
【0052】
図14は本発明による偽造防止媒体を転写箔形状とした断面図である。図14に於いて、転写箔形状の偽造防止媒体15は、図2の偽造防止媒体11に於ける支持体2と回折構造形成層3の間に剥離保護層9を設け、更に、反射層7の下に接着層8を設けた構成である。剥離保護層9と接着層8を設ける事で、真贋判定の必要な物品へ、本発明の偽造防止媒体を転写箔として取り付けることが可能になる。尚、この転写箔を物品へ転写する際、支持体2は転写時の熱や圧力等により剥がれ、支持体2より下の層が物品へ接着する。
【0053】
以下、各層について詳細に説明する。
【0054】
(支持体)
支持体2としては厚みが安定しており、且つ耐熱性の高いポリエチレンテレフタレート樹脂フィルムを用いるのが一般的であるが、これに限るものではない。その他の材料としては、ポリエチレンナフタレート樹脂フィルム、ポリイミド樹脂フィルム等が耐熱性の高いフィルムとして知られており、同様の目的で使用する事が可能である。また、他のフィルム、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、耐熱塩化ビニル等の材料でも、塗液の塗工条件や乾燥条件によっては使用可能である。また、他の層への影響が無い限りは、支持体2に対し、帯電防止処理やマット加工、エンボス処理等の加工をしても良い。
【0055】
(回折構造形成層)
回折構造形成層3は、光回折による光学的効果を発現する層である。レリーフ型の回折構造を形成する場合には、その主となる材料は熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、紫外線或いは電子線硬化性樹脂のいずれであっても良いが、作製した回折構造による光学効果を目視で観察する場合は、可視光波長に対する透明性が高い材料を用いるのが望ましい。
【0056】
回折構造形成層3に使用可能な材料は、例えば、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、セルロース系樹脂、ビニル系樹脂等の熱可塑性樹脂や、反応性水酸基を有するアクリルポリオールやポリエステルポリオール等にポリイソシアネートを架橋剤として添加、架橋した
ウレタン樹脂や、メラミン系樹脂、フェノール系樹脂等の熱硬化樹脂、エポキシ(メタ)アクリル、ウレタン(メタ)アクリレート等の紫外線或いは電子線硬化樹脂を、単独もしくはこれらを複合して使用できる。また、前記以外の樹脂であっても、OVD画像を形成可能であれば適宜使用できる。
【0057】
(誘電体多層膜)
誘電体多層膜層61、62は、二種類以上の屈折率の異なる誘電体材料を、式1や式2を満たすような膜厚で、複数層積層したものである
使用可能な材料は、例えば、酸化マグネシウム(波長550nmでの屈折率n=1.7)、二酸化ケイ素(n=1.5)、フッ化マグネシウム(n=1.4)、フッ化カルシウム(n=1.3〜1.4)、フッ化セリウム(n=1.6)、フッ化アルミニウム(n=1.3)、酸化アルミニウム(n=1.6)、二酸化チタン(n=2.5)、二酸化ジルコニウム(n=2.0)、硫化亜鉛(n=2.3)、酸化亜鉛(n=2.1)、酸化インジウム(n=2.0)、二酸化セリウム(n=2.2)、酸化タンタル(n=2.1)等が挙げられる。
【0058】
多層膜の合計膜厚は、1μm以下が望ましい。1μmを越えると柔軟性に乏しくなり、クラック等で多層膜構造が破壊される可能性がある。また、誘電体多層膜を作製する際には、例えば、フッ化マグネシウムと硫化亜鉛の組み合わせ等、各層の層間密着が十分である材料の組み合わせである事が望ましい。
【0059】
誘電体多層膜に於ける各層の膜厚は、多層膜光学干渉を生じさせるという目的上、誤差精度が数nm以内である事が望ましく、この程度の精度で膜厚の制御が可能であれば、いかなる成膜方法も用いる事が可能である。中でも薄膜の作製には乾式法が優れており、これには通常の真空蒸着法、スパッタリング等の物理的気相析出法やCVD法のような化学的気相析出法を用いる事ができる。
【0060】
(反射層)
反射層7は回折構造形成領域4や誘電体多層膜61や62の光学効果を高める為、これらを構成する材料とは屈折率の異なる材料からなる。用いる材料としては、例えば、光学反射率の高いAl、Sn、Cr、Ni、Cu、Au等の金属材料等が挙げられる。膜厚は、各材料の反射率や用途によって異なるが、概ね0.1〜100nmで形成される。
【0061】
この反射層7は全面に設けられていても良いが、例えば文字や絵柄等のパターンで形成されても良い、この場合、意匠性を向上すると共に加工を複雑にし、より高い偽造防止効果を付与する事ができる。この場合、パターン状の反射層7は、少なくとも、回折構造形成領域4と、回折構造非形成領域51や52との両方の領域に設けられている事が望ましい。また、可能ならば、誘電体多層膜層61や62が設けられていない回折構造非形成領域53も含むように設けると、より効果の高い偽造防止媒体となる。
【0062】
反射層7をパターン状に設ける手法としては、溶解性の樹脂をパターン状に形成した後に金属薄膜を設け、溶解性樹脂とその部分の金属薄膜層を洗浄して除去する方法や、金属薄膜層に耐酸或いは耐アルカリ性樹脂を用いてパターン状に印刷した後、金属薄膜を酸やアルカリでエッチングする方法、或いは光を露光する事によって、溶解する或いは溶解し難くなる樹脂材料を塗布し、所望のパターン状のマスク越しに露光した後、不要部分を洗浄或いはエッチングで除去する方法等が挙げられる。以上は一例であり、これらに限定されるものではなく、公知の部分的に金属薄膜を形成する技術であれば適宜利用可能である。
【0063】
(接着層)
接着層8は、本発明の偽造防止媒体を任意物品へ貼り付け可能とする為に設けられる。接着層8を設ける方法としては、グラビア印刷法やスクリーン印刷法、オフセット印刷法等の公知の手法が適宜用いられる。
【0064】
(剥離保護層)
剥離保護層9は、本発明による偽造防止媒体を転写箔とした場合に、ホットスタンプ等によって支持体2から剥がれて物品側に接着する層であり、支持体2から剥離した後は回折構造形成層3を覆い最表面に露出する事から、機械的損傷や携帯時の擦り等の外的要因による損傷、生活物質(酒、水等)に対する耐性を備え、回折構造形成層3を保護する役目を果たしている。これらの性能及び耐性を有していれば、剥離保護層9の材料として、従来から公知の熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、紫外線或いは電子線硬化性樹脂のいずれの材料も使用する事ができる。その例として、アクリル系樹脂、セルロース系樹脂、ポリエーテル系樹脂、ポリイミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアミドイミド樹脂等の熱可塑性樹脂やウレタン系硬化樹脂や、メラミン硬化樹脂、エポキシ硬化樹脂等の熱硬化樹脂、エポキシ(メタ)アクリル、ウレタン(メタ)クリレート等の紫外線或いは電子線硬化樹脂が挙げられるが、本発明ではこれらに限定されるものではない。
【0065】
また、転写条件等により支持体2と剥離保護層9の剥離が困難である場合には、支持体2と剥離保護層9の間に別途従来既知の剥離層を設けても良く、剥離が軽すぎる場合には同様に従来既知の易接着処理を行って剥離を調整しても良い。更に、剥離保護層9には、耐摩擦性を付与する目的で、既知の滑剤を適宜選択して添加する事が可能である。
【実施例】
【0066】
本発明を、具体的な実施例と比較例を挙げて詳細に説明する。
【0067】
<実施例>
厚さ25μmの透明なポリエチレンテレフタレートフィルムからなる支持体2の片面に、以下の構成からなる偽造防止媒体ステッカーを形成した。
【0068】
まず回折構造形成層3として、下記の配合比からなる組成物をグラビア印刷法によって、塗布厚1μm、乾燥温度110℃で塗布し、その一部の領域に、回折構造レリーフパターンをロールエンボス加工で形成した。ここで、回折構造形成領域4による回折光は、偽造防止媒体平面に垂直な方向を角度0°、平行な方向を角度90°とした場合に於いて、0°〜45°から観察した場合にのみ、回折光によるパターンが観察できるように設計した。
【0069】
(回折構造形成層)
塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体とウレタン樹脂の混合物 25部
メチルエチルケトン 70部
トルエン 30部
【0070】
次に、回折構造形成層3の、回折構造レリーフパターンが形成されていない領域全面に、真空蒸着法を用いて式1を満たす誘電体多層膜61を設けた。誘電体多層膜61は、入射光角度45°に於いて、可視光と不可視光(赤外光)の境界波長760nmの光学干渉が起こるように設けた。このように設ける事で、入射光角度が45°より小さい場合は不可視光(赤外光)、入射光角度が45°より大きい場合は可視光(赤色)の光学干渉が起こる。図1に、入射光と反射光の様子及び作製した誘電体多層膜を構成する材料と屈折率、膜厚を示す。
【0071】
(計算式)
(SiO2層)
式5にμ=μS=1.5、λ=760(nm)、i=45°、m=1を代入して、dS=287(nm)を得た。これは、式1にμ=μS=1.5、m=1を代入したときの条件、253(nm)<dS<340(nm)を満足する。
【0072】
(TiO2層)
式5にμ=μT=2.5、λ=760(nm)、i=45°、m=1を代入して、dT=165(nm)を得た。これは、式1にμ=μT=2.5、m=1を代入したときの条件、152(nm)<dS<165(nm)を満足する。
【0073】
更に、反射層7として、厚み50nmのAl層を、真空蒸着法を用いて、回折構造形成領域4と、誘電体多層膜層61が設けられた回折構造形成非領域51の両方に設けた。
【0074】
更に接着層8として、下記の配合比からなる組成物をグラビア法によって、塗布厚10μm、乾燥温度110℃で塗布して形成し、ステッカー形状の偽造防止媒体とした。
【0075】
(接着層)
アクリル樹脂 20部
塩化ビニル酢酸ビニル共重合樹脂 5部
トルエン 50部
メチルエチルケトン 50部
【0076】
このステッカー形状の偽造防止媒体を、真贋判定が必要なカードに貼り付け、偽造防止媒体付きカードとした。
【0077】
<比較例(誘電体多層膜層を有しない構成)>
厚さ25μmの透明なポリエチレンテレフタレートフィルムからなる支持体の片面に、以下の構成からなる偽造防止媒体ステッカーを形成した。
【0078】
まず回折構造形成層として、下記の配合比からなる組成物をグラビア印刷法によって、塗布厚1μm、乾燥温度110℃で塗布し、その一部の領域に、回折構造レリーフパターンをロールエンボス加工で形成した。ここで、回折構造形成領域4による回折光は、偽造防止媒体平面に垂直な方向を角度0°、平行な方向を角度90°とした場合に於いて、0°〜45°から観察した場合にのみ、回折光によるパターンが観察できるように設計した。
【0079】
(回折構造形成層)
塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体とウレタン樹脂の混合物 25部
メチルエチルケトン 70部
トルエン 30部
【0080】
更に、反射層として、厚み50nmのAl層を、真空蒸着法を用いて、回折構造形成領域と、回折構造非形成領域の両方に設けた。
【0081】
更に接着層として、下記の配合比からなる組成物をグラビア法によって、塗布厚10μm、乾燥温度110℃で塗布して形成し、ステッカー形状の偽造防止媒体とした。
【0082】
(接着層)
アクリル樹脂 20部
塩化ビニル酢酸ビニル共重合樹脂 5部
トルエン 50部
メチルエチルケトン 50部
【0083】
このステッカー形状の偽造防止媒体を、真贋判定が必要なカードに貼り付け、偽造防止媒体付きカードとした。
【0084】
作製した実施例と比較例の偽造防止媒体付きカードの、偽造防止媒体部分へ白色光を照射した時の反射光を観察した。実施例では、偽造防止媒体平面に垂直な方向を角度0°、平行な方向を角度90°とした場合に於いて、0°〜45°から観察した場合は比較例と同様であったのに対し、回折光によるレリーフパターンが見えない角度45°〜90°へ傾けて観察した場合、比較例とは異なり、実施例では回折構造レリーフパターンが形成されていない領域が赤色にカラーチェンジするのが観察できた。
【0085】
以上、本発明によれば、回折構造と、これとは異なるカラーチェンジ効果を持つ構造を組み合わせた偽造防止媒体に於いて、互いの光学効果が混合せず、真贋判定が容易で、従来より効果の高い偽造防止媒体が作製可能である。
【符号の説明】
【0086】
11、12,13…偽造防止媒体
14…ステッカー形状の偽造防止媒体
15…転写箔形状の偽造防止媒体
2…支持体
3…回折構造形成層
4…回折構造形成領域
41…光学効果の現れた回折構造形成領域
51…誘電体多層膜層61が設けられた回折構造非形成領域
52…誘電体多層膜層62が設けられた回折構造非形成領域
511…誘電体多層膜層61の色彩が現れた回折構造非形成領域
512…誘電体多層膜層61が透明に見える回折構造非形成領域
521…誘電体多層膜層62の色彩が現れた回折構造非形成領域
522…誘電体多層膜層62が透明に見える回折構造非形成領域
53…誘電体多層膜層が設けられていない回折構造非形成領域
61…式1を満たす誘電体多層膜層
611…式1が示す光学干渉波長範囲
62…式2を満たす誘電体多層膜層
621…式2が示す光学干渉波長範囲
7…反射層
8…接着層
9…剥離保護層
【技術分野】
【0001】
本発明は、商品券や株券等の有価証券、或いはクレジットカードや証明書等、真贋判定の必要な物品に貼付して利用する偽造防止媒体に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、偽造防止手段として、光の干渉や回折や反射等の光学現象を用いて立体画像や特殊な装飾画像を表現するOVD(Optical variable device)が利用されている。OVDの例としては、ホログラムや回折構造、あるいは見る角度により色の変化(カラーチェンジ)を生じるインキや光学干渉多層膜等が挙げられる。これらOVDは、高度な製造技術を要する事と、独特な視覚効果を有する事から、偽造防止手段としてクレジットカードや有価証券、あるいは証明書類等に貼付して用いられている。
【0003】
しかし近年では、技術進歩によって、従来のOVDであれば、一目では本物と区別できないような似た物を製造して偽造する事は必ずしも不可能ではなくなってきている。従って、物品の真贋判定や偽造防止という目的を達成するために、OVDには従来よりも複雑でより微細な加工が施されるようになった。
【0004】
複雑で微細な加工が施されたOVDは、OVDそのものの偽造を難しくするが、同時に真贋を判定する方法も複雑で高度になってしまう傾向にある。例えば、OVDが回折構造である場合、運用上は、真偽判定はOVDの目視観察に委ねるのが一般的であるが、複雑で微細な加工が施された回折構造で生成される複雑で微細な画像を、全ての人が肉眼で一様に判別し、正確な真偽判定を行うことは困難である。実際、回折構造によるOVDの真贋判定を行う場合、大部分の人々は、これらにより生成された画像を識別するよりも、回折構造(OVD)そのものが存在するか否かで判断する場合が多い。つまり、OVD自体に複雑で微細な加工を施す方法では、微細加工自体が有効に利用されていないという意味に於いて、十分な偽造防止効果が達成できていないと言える。
【0005】
一方、赤外光や紫外光範囲の不可視光を用いたパターン画像をOVDとして作製し、このパターン画像を、特殊な加工が施されたフィルターや機器を用いて可視化して真贋判定する偽造防止法も存在するが(例えば、特許文献1参照)、これらは、OVDに対してこれと組になる特別な機器がなくては真贋を判定することができないので利便性に欠けるという問題がある。この点で、紙幣等のような、不特定多数の人間が使用する物品に対しての偽造防止手段としては、不利である。
【0006】
そこで、偽造防止効果が高く、特殊な機器を使用しないで真贋判定が容易に行える偽造防止媒体として、回折構造と、回折構造以外の光学効果を組み合わせた偽造防止媒体が提案されている。
【0007】
その一例が、ディメタライズドホログラム等のような、回折構造の反射層をエッチング等で部分的に設ける事で、ホログラムや回折構造による光学効果と、反射層の有無による光学効果を組み合わせた偽造防止媒体である。
【0008】
また別の例として、回折構造を形成する層に垂直方向で接するように、低屈折率材料と高屈折率材料を交互に積層した多層膜を設け、ホログラムの視認性を改善すると共に、カラーチェンジによる効果を組み合わせた偽造防止媒体(特許文献2参照)とする例や、ホログラムや回折構造等による光学パターンと、色ずれ箔又はインク等との組み合わせからなる独特な視覚効果を有する偽造防止媒体(特許文献3参照)の例が挙げられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0009】
【特許文献1】特許第3988458号
【特許文献2】特開平7−191595号公報
【特許文献3】特開2003−520986号公報
【非特許文献】
【0010】
【非特許文献1】物理学大辞典第二版 丸善「波の干渉」、1132〜1137ページ、2005年
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0011】
回折構造と別種の光学効果を組み合わせた偽造防止媒体の先行技術として、文献2や文献3に記載された構成では、回折構造の形成領域に垂直方向で接するように多層膜や色ずれ箔又はインク等が設けられている。この構成では、垂直方向に積層されていることから回折構造による画像の輝度を高める事ができる一方で、回折構造(例えば、レリーフ型ホログラム)からの回折光と多層膜や色ずれ箔又はインク等によるカラーチェンジ効果が重なる為、一般の人々がこれらを偽造防止媒体の真贋判定に利用する場合、それらの光学効果が識別しがたいという問題がある。
【0012】
そこで本発明が解決しようとする課題は、回折構造と、これとは異なるカラーチェンジ効果を持つ構造を組み合わせた偽造防止媒体に於いて、互いの光学効果が混合せず、それぞれを独立したものとして容易に判別できる偽造防止媒体を提供する事である。
【課題を解決するための手段】
【0013】
上記の課題を解決するための請求項1に係る発明は、支持体上に、回折構造形成領域と回折構造非形成領域を有し、回折構造非形成領域に可視光領域においてカラーチェンジ効果を呈するカラーチェンジ効果層を備えることを特徴とする偽造防止媒体としたものである。
【0014】
また、請求項2に係る発明は、前記カラーチェンジ効果層が誘電体多層膜からなることを特徴とする請求項1に記載の偽造防止媒体としたものである。
【0015】
また、請求項3に係る発明は、前記誘電体多層膜が、視角により可視反射光又は不可視反射光のいずれかを反射することを特徴とする請求項2に記載の偽造防止媒体としたものである。
【0016】
また、請求項4に係る発明は、前記回折構造形成領域及び/又は回折構造非形成領域に反射層を有することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の偽造防止媒体としたものである。
【0017】
また、請求項5に係る発明は、前記回折構造非形成領域に吸収層を有することを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の偽造防止媒体としたものである。
【発明の効果】
【0018】
本発明は以上のような構成であるから、下記に示す効果がある。
【0019】
先ず、請求項1に記載の発明によれば、支持体上の片面に、回折構造と、カラーチェンジ効果を有する構造を垂直方向に重ねるのではなく別々の領域に設ける事で、それぞれの
光学効果が混合する事なく分離して観察可能となった。
また、カラーチェンジがある有限の角度(例えば45°の観察方向)で、可視光波長から不可視光波長に変化するようにすることで、色彩が観察できるかできないかの2値変化による真贋判定が可能となる。
【0020】
請求項2に記載の発明によれば、前記カラーチェンジ効果が誘電体多層膜による効果とする事で、該カラーチェンジ効果を有する構造をより簡便な方法で作製する事ができる。カラーチェンジ効果は、例えば、コレステリック液晶を配向させる方法や、パール顔料を含むインキをコートすることで発現するが、前者の場合は配向させるための設備(UV装置)などが必要であり、後者の場合は膜厚が大きくなり、転写箔とするには困難、という問題があり、これらに比較すると多層膜方式は簡便と言える。
【0021】
請求項3に記載の発明は、誘電体多層膜反射光のカラーチェンジがある有限の角度(例えば45°の観察方向)で、可視光波長から不可視光波長に変化するようにすることである。
【0022】
請求項4に記載の発明によれば、反射層を、回折構造形成領域と非形成領域の両方に設ける事によって、回折構造による光学効果や、可視光波長から不可視光波長に渡るカラーチェンジによる効果を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【0023】
【図1】誘電体多層膜の構成を説明する図。
【図2】本発明になる偽造防止媒体を示す断面視図。
【図3】図2の偽造防止媒体を、垂直方向から観察した平面視図。
【図4】図2の偽造防止媒体を、斜め方向から観察した平面視図。
【図5】本発明による偽造防止媒体を示すもう一つの断面視図。
【図6】図5の偽造防止媒体を、垂直方向から観察した平面視図。
【図7】図5の偽造防止媒体を、斜め方向から観察した平面視図。
【図8】薄膜による光学干渉現象を、模式的に説明する図。
【図9】式1と式2が示す光学干渉の波長範囲を模式的に説明する図。
【図10】本発明になる偽造防止媒体を示すもう一つの断面視図。
【図11】図10の偽造防止媒体を、垂直方向から観察した平面視図。
【図12】図10の偽造防止媒体を、斜め方向から観察した平面視図。
【図13】本発明になる偽造防止媒体をステッカー形状とした断面視図。
【図14】本発明になる偽造防止媒体を転写箔形状とした断面視図。
【発明を実施するための形態】
【0024】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。
【0025】
図2は本発明による偽造防止媒体を示す断面視の図である。図2に於いて、偽造防止媒体11は、支持体2の片面に回折構造形成層3を有する。回折構造形成層3は、回折構造形成領域4と、回折構造非形成領域51からなる。回折構造形成領域4は、回折構造を示す凹凸と、それに平面的に接する反射層7とからなり、また、回折構造非形成領域51は、下記式1を満たす誘電体多層膜層61と、これに接する反射層7とからなる。ここで、回折構造形成領域4による回折光は、偽造防止媒体11を支持体2側より、垂直方向から観察した場合にのみ、回折光によるパターンが観察できる。
380<Y
200<Y{1−1/μ2}1/2<380 式1
(但し、Y=μd/m、m=1,2,3・・・)。
【0026】
図3は、図2の偽造防止媒体11を、支持体2側より、垂直方向から観察した正面視の図である。ここで、図2の断面図は、図3のA−A断面に対応する。偽造防止媒体11を垂直方向から観察すると、図2の回折構造形成領域4の位置に対応して、回折光によるパターンの現れた回折構造形成領域41が観察できる。また、図2の回折構造非形成領域51の位置に対応した、回折構造非形成領域512では、誘電体多層膜層61は透明に見え、その下の反射層7の色が観察できる。
【0027】
図4は、図3の偽造防止媒体11を、斜め方向から観察した斜視である。偽造防止媒体11を斜め方向から観察すると、図2の回折構造形成領域4の位置に対応した、回折構造形成領域41の回折光パターンは現れない。また、図2の回折構造非形成領域51の位置に対応した、誘電体多層膜層61の色彩の現れた回折構造非形成領域511では、図3とは異なり、色彩が変化しているのが観察できる。
【0028】
以下、図5〜図7は、それぞれ図2〜図4と比較して説明する。
【0029】
図5は、本発明による偽造防止媒体を示す、もう一つの断面視の図である。図5に於いて、偽造防止媒体12は、支持体2の片面に回折構造形成層3を有する。回折構造形成層3は、回折構造形成領域4と、回折構造非形成領域52からなる。回折構造形成領域4は、回折構造を示す凹凸と、それに接する反射層7とからなり、また、回折構造非形成領域52は下記式2を満たす誘電体多層膜層62と、これに接する反射層7とからなる。
【0030】
ここで、回折構造形成領域4による回折光は、偽造防止媒体11を支持体2側より、斜め方向から観察した場合にのみ、回折光によるパターンが観察できる。
200<Y<380
Y{1−1/μ2}1/2<200 式2
(但し、Y=μd/m、m=1,2,3・・・)。
【0031】
図2と図5を比較した場合、誘電体多層膜層が、図2では61、図5では62、と異なる点、また回折構造形成領域4による回折光パターンの観察可能な方向が異なる点以外は同じ構成である。
【0032】
図6は、図5の偽造防止媒体12を、支持体2側より、垂直方向から観察した正面視の図である。ここで、図5の断面図は、図6のB−B断面に対応する。偽造防止媒体12を垂直方向から観察すると、図5の回折構造形成領域4の位置に対応した、回折構造形成領域41の回折光パターンは現れない。また、図5の回折構造非形成領域52の位置に対応した、誘電体多層膜層62の色彩が現れた回折構造非形成領域521では、誘電体多層膜62による色彩が観察できる。
【0033】
図3と図6を比較した場合、図3では誘電体多層膜層61は透明となり、その下の反射層7の色が観察できるのに対し、図6では誘電体多層膜層62による色彩が観察できる。
【0034】
図7は、図5の偽造防止媒体12を、斜め方向から観察した斜視図である。偽造防止媒体12を斜め方向から観察すると、図5の回折構造形成領域4の位置に対応して、光学効果の現れた回折構造形成領域41が観察できる。また、図5の回折構造非形成領域52の位置に対応した、回折構造非形成領域522では、誘電体多層膜62は透明に見え、その下の反射層7の色が観察できる。
【0035】
図4と図7を比較した場合、図4では、誘電体多層膜61はカラーチェンジによる色彩が観察できるのに対し、図7では、誘電体多層膜62は透明に見えるので、その下の反射層7の色が観察できる。
【0036】
以上、図2〜図4と図5〜図7から、誘電体多層膜層が式1を満たす場合は、誘電体多層膜は垂直方向より観察したと時に透明となり、誘電体多層膜層が式2を満たす場合は、誘電体多層膜は斜め方向より観察したと時に透明となる。さらに、回折構造形成領域41の回折光パターンは、誘電体多層膜層が透明となる観察方向にのみ、観察可能である。
【0037】
次に、図8と図9を用いて、式1と式2についての詳細な説明を行う。
【0038】
図8は、屈折率μ、厚さdの薄膜に、空気中から入射光角度iで波長λの光が入射した場合に発生する光学干渉を、幾何光学を用いて模式的に表したものである。光学干渉は、図8に於けるABCという経路を通る光と、DCという経路を通る光との光路差が入射光波長λの整数倍となる時に発生する(非特許文献1参照)。
これを式で表すと、
2μd・cos(r)=mλ ・・・式3
(但し、m=1,2,3,・・・)
また、スネルの法則より、
sin(i)=μsin(r) ・・・式4
式3と式4を用いて
λ=[2μd{1−(sin(i))/μ)2}1/2]/m ・・・式5
ここで、入射光の角度iの条件より
0°<i<90° ・・・式6
式5と式6から、
2μd/m>λ>[2μd{1−(1/μ)2}1/2]/m ・・・式7
が得られる。
【0039】
図9は、横軸に光の波長をとり、可視光を400nmから760nmとした場合に、式1もしくは式2を満たす時の光学干渉を起こす波長範囲を、可視光と不可視光をまたぐように設定した事を表したものである。式1が示す光学干渉波長範囲611や、式2が示す光学干渉波長範囲622と、式7が示す波長範囲との大小関係を考える事で、式1と式2を導く事ができる。
【0040】
式1を導くには、まず、式7で表される波長λの取り得る値の範囲が、その最大値が赤外光領域(760nmより大きい)で、且つ、その最小値が可視光領域(400nm〜760nm)である場合(図9の範囲611を参照)を考える。
760<2μd/m
400<[2μd{1−(sin(i)/μ)2}1/2]/m<760nm・・式8
(但し、m=1,2,3・・・)
よって、
380<Y
200<Y[{1−1/μ2}1/2]<380 ・・・式1
(但し、Y=μd/m、m=1,2,3・・・)
が導かれる。
【0041】
一方、式5から、屈折率μと厚さdとmの値が変化しない場合は、波長λの取り得る範囲は入射角iの値に依存して変化する事が分かる。つまり、屈折率μ、厚さdとmの値が式1の条件を満たすように決まった場合、薄膜の光学干渉が起こる波長λの取り得る範囲は、入射角iの値に依存して変化し、最大値(i=0°の時)は赤外光領域となり透明に観察でき、最小値(i=90°の時)は可視光領域となり色彩を観察できる事が分かる。
【0042】
薄膜が2層3層・・・k層・・・の多層膜となった場合も同様に計算することができる
。この場合、k番目の薄膜が満たすべき屈折率μk、厚さdkは以下になり、同様の形をとる事が分かる。
380<Y
200<Y[{1−1/μ2}1/2]<380 ・・・式1’
(但し、Y=μkdk/m、m=1,2,3・・・)。
【0043】
次に、式2を導くには、式7で表される波長λの取り得る値の範囲が、その最大値が可視光領域(400nm〜760nm)で、且つ、その最小値が紫外光領域(400nm未満)である場合(図9の範囲621を参照)を考える。
400<2μd/m<760
[2μd{1−1/μ)2}1/2]/m<400 ・・・式9
(但し、 m=1,2,3・・・)
よって
200<Y<380
Y[{1−1/μ2}1/2]<200 ・・・式2
(但し、Y=μd/m、m=1,2,3・・・)
が導かれる。
【0044】
一方、式5から、屈折率μと厚さdとmの値が変化しない場合は、波長λの取り得る範囲は入射角iの値に依存して変化する事が分かる。
つまり、屈折率μ、厚さdとmの値が式2の条件を満たすように決まった場合、薄膜の光学干渉が起こる波長λの取り得る範囲は、入射角iの値に依存して変化し、その最大値(i=0°の時)は可視光領域となり色彩を観察でき、最小値(i=90°の時)は紫外光領域となり透明に観察できる事が分かる。
【0045】
薄膜が2層3層・・・k層・・・の多層膜となった場合も同様に計算する事ができる。この場合、k番目の薄膜が満たすべき屈折率μk、厚さdkは以下になり、同様の形をとる事が分かる。
200<Y<380
Y[{1−1/μ2}1/2]<200 ・・・式2’
(但し、Y=μkdk/(2m−1)、m=1,2,3・・・)。
【0046】
次に、本発明になる構成を用いた例として、式1を満たす誘電体多層膜層61と式2を満たす誘電体多層膜層62を組み合わせた例を示す。
【0047】
図10は、本発明になる偽造防止媒体を示す、もう一つの断面視の図である。図10に於いて、偽造防止媒体13は、支持体2の片面に回折構造形成層3を有する。回折構造形成層3は、回折構造形成領域4と、回折構造非形成領域51、52、53とからなる。回折構造形成領域4は、回折構造を示す凹凸と、それに接する反射層7とからなる。また、回折構造非形成領域51と52は、それぞれ式1を満たす誘電体多層膜層61と、式2を満たす誘電体多層膜層62とを有し、各誘電体多層膜層に平面的に接するように反射層7が設けられている。そして、回折構造非形成領域53には、回折構造形成層3に接するように反射層7が設けられている。ここで、回折構造形成領域4による回折光は、偽造防止媒体11を支持体2側より、垂直方向から観察した場合にのみ、回折光によるパターンが観察できる。
【0048】
図11は、図10の偽造防止媒体13を支持体2側より、垂直方向から観察した平面図である。ここで、図10の断面図は、図11のC−C断面に対応する。偽造防止媒体13を垂直方向から観察すると、図10の回折構造形成領域4の位置に対応して、光学効果の現れた回折構造形成領域41が観察できる。また、図10の誘電体多層膜層61や62が
設けられた位置に対応して、中央の、回折構造非形成領域521は、誘電体多層膜62による色彩が観察できる。また、左右の、回折構造非形成領域512は、誘電体多層膜層61は透明に見えるので、その下の反射層7の色が観察できる。更に、誘電体多層膜が設けられていない回折構造非形成領域53は、反射層7の色が観察できる。
【0049】
図12は、図10の偽造防止媒体13を、斜め方向から観察したものである。偽造防止媒体平面13を斜め方向から観察すると、図10の回折構造形成領域4の位置に対応して、光学効果の現れた回折構造形成領域41が観察できる。また、図10の誘電体多層膜層61や62が設けられた位置に対応して、左右の回折構造非形成領域511は、誘電体多層膜61によって色彩が変化しているのが観察できる。また、中央の、回折構造非形成領域522は、誘電体多層膜62は透明に見えるので、その下の反射層7の色が観察できる。更に、誘電体多層膜が設けられていない回折構造非形成領域53は、反射層7の色が観察できる。
【0050】
このように、回折構造形成領域4と誘電体多層膜61や誘電体多層膜62とを接しないように設ける事で、互いの光学効果を混合せずに観察可能で、且つ、より偽造防止効果の高い構造となる。
【0051】
図13は、本発明による偽造防止媒体をステッカー形状とした断面図である。図13に於いて、ステッカー形状の偽造防止媒体断面14は、図2の偽造防止媒体11に於ける反射層7の下に接着層8を設けた構成である。接着層8を設ける事で、真贋判定の必要な物品へ、本発明の偽造防止媒体をステッカーとして取り付けることが可能となる。
【0052】
図14は本発明による偽造防止媒体を転写箔形状とした断面図である。図14に於いて、転写箔形状の偽造防止媒体15は、図2の偽造防止媒体11に於ける支持体2と回折構造形成層3の間に剥離保護層9を設け、更に、反射層7の下に接着層8を設けた構成である。剥離保護層9と接着層8を設ける事で、真贋判定の必要な物品へ、本発明の偽造防止媒体を転写箔として取り付けることが可能になる。尚、この転写箔を物品へ転写する際、支持体2は転写時の熱や圧力等により剥がれ、支持体2より下の層が物品へ接着する。
【0053】
以下、各層について詳細に説明する。
【0054】
(支持体)
支持体2としては厚みが安定しており、且つ耐熱性の高いポリエチレンテレフタレート樹脂フィルムを用いるのが一般的であるが、これに限るものではない。その他の材料としては、ポリエチレンナフタレート樹脂フィルム、ポリイミド樹脂フィルム等が耐熱性の高いフィルムとして知られており、同様の目的で使用する事が可能である。また、他のフィルム、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、耐熱塩化ビニル等の材料でも、塗液の塗工条件や乾燥条件によっては使用可能である。また、他の層への影響が無い限りは、支持体2に対し、帯電防止処理やマット加工、エンボス処理等の加工をしても良い。
【0055】
(回折構造形成層)
回折構造形成層3は、光回折による光学的効果を発現する層である。レリーフ型の回折構造を形成する場合には、その主となる材料は熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、紫外線或いは電子線硬化性樹脂のいずれであっても良いが、作製した回折構造による光学効果を目視で観察する場合は、可視光波長に対する透明性が高い材料を用いるのが望ましい。
【0056】
回折構造形成層3に使用可能な材料は、例えば、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、セルロース系樹脂、ビニル系樹脂等の熱可塑性樹脂や、反応性水酸基を有するアクリルポリオールやポリエステルポリオール等にポリイソシアネートを架橋剤として添加、架橋した
ウレタン樹脂や、メラミン系樹脂、フェノール系樹脂等の熱硬化樹脂、エポキシ(メタ)アクリル、ウレタン(メタ)アクリレート等の紫外線或いは電子線硬化樹脂を、単独もしくはこれらを複合して使用できる。また、前記以外の樹脂であっても、OVD画像を形成可能であれば適宜使用できる。
【0057】
(誘電体多層膜)
誘電体多層膜層61、62は、二種類以上の屈折率の異なる誘電体材料を、式1や式2を満たすような膜厚で、複数層積層したものである
使用可能な材料は、例えば、酸化マグネシウム(波長550nmでの屈折率n=1.7)、二酸化ケイ素(n=1.5)、フッ化マグネシウム(n=1.4)、フッ化カルシウム(n=1.3〜1.4)、フッ化セリウム(n=1.6)、フッ化アルミニウム(n=1.3)、酸化アルミニウム(n=1.6)、二酸化チタン(n=2.5)、二酸化ジルコニウム(n=2.0)、硫化亜鉛(n=2.3)、酸化亜鉛(n=2.1)、酸化インジウム(n=2.0)、二酸化セリウム(n=2.2)、酸化タンタル(n=2.1)等が挙げられる。
【0058】
多層膜の合計膜厚は、1μm以下が望ましい。1μmを越えると柔軟性に乏しくなり、クラック等で多層膜構造が破壊される可能性がある。また、誘電体多層膜を作製する際には、例えば、フッ化マグネシウムと硫化亜鉛の組み合わせ等、各層の層間密着が十分である材料の組み合わせである事が望ましい。
【0059】
誘電体多層膜に於ける各層の膜厚は、多層膜光学干渉を生じさせるという目的上、誤差精度が数nm以内である事が望ましく、この程度の精度で膜厚の制御が可能であれば、いかなる成膜方法も用いる事が可能である。中でも薄膜の作製には乾式法が優れており、これには通常の真空蒸着法、スパッタリング等の物理的気相析出法やCVD法のような化学的気相析出法を用いる事ができる。
【0060】
(反射層)
反射層7は回折構造形成領域4や誘電体多層膜61や62の光学効果を高める為、これらを構成する材料とは屈折率の異なる材料からなる。用いる材料としては、例えば、光学反射率の高いAl、Sn、Cr、Ni、Cu、Au等の金属材料等が挙げられる。膜厚は、各材料の反射率や用途によって異なるが、概ね0.1〜100nmで形成される。
【0061】
この反射層7は全面に設けられていても良いが、例えば文字や絵柄等のパターンで形成されても良い、この場合、意匠性を向上すると共に加工を複雑にし、より高い偽造防止効果を付与する事ができる。この場合、パターン状の反射層7は、少なくとも、回折構造形成領域4と、回折構造非形成領域51や52との両方の領域に設けられている事が望ましい。また、可能ならば、誘電体多層膜層61や62が設けられていない回折構造非形成領域53も含むように設けると、より効果の高い偽造防止媒体となる。
【0062】
反射層7をパターン状に設ける手法としては、溶解性の樹脂をパターン状に形成した後に金属薄膜を設け、溶解性樹脂とその部分の金属薄膜層を洗浄して除去する方法や、金属薄膜層に耐酸或いは耐アルカリ性樹脂を用いてパターン状に印刷した後、金属薄膜を酸やアルカリでエッチングする方法、或いは光を露光する事によって、溶解する或いは溶解し難くなる樹脂材料を塗布し、所望のパターン状のマスク越しに露光した後、不要部分を洗浄或いはエッチングで除去する方法等が挙げられる。以上は一例であり、これらに限定されるものではなく、公知の部分的に金属薄膜を形成する技術であれば適宜利用可能である。
【0063】
(接着層)
接着層8は、本発明の偽造防止媒体を任意物品へ貼り付け可能とする為に設けられる。接着層8を設ける方法としては、グラビア印刷法やスクリーン印刷法、オフセット印刷法等の公知の手法が適宜用いられる。
【0064】
(剥離保護層)
剥離保護層9は、本発明による偽造防止媒体を転写箔とした場合に、ホットスタンプ等によって支持体2から剥がれて物品側に接着する層であり、支持体2から剥離した後は回折構造形成層3を覆い最表面に露出する事から、機械的損傷や携帯時の擦り等の外的要因による損傷、生活物質(酒、水等)に対する耐性を備え、回折構造形成層3を保護する役目を果たしている。これらの性能及び耐性を有していれば、剥離保護層9の材料として、従来から公知の熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、紫外線或いは電子線硬化性樹脂のいずれの材料も使用する事ができる。その例として、アクリル系樹脂、セルロース系樹脂、ポリエーテル系樹脂、ポリイミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアミドイミド樹脂等の熱可塑性樹脂やウレタン系硬化樹脂や、メラミン硬化樹脂、エポキシ硬化樹脂等の熱硬化樹脂、エポキシ(メタ)アクリル、ウレタン(メタ)クリレート等の紫外線或いは電子線硬化樹脂が挙げられるが、本発明ではこれらに限定されるものではない。
【0065】
また、転写条件等により支持体2と剥離保護層9の剥離が困難である場合には、支持体2と剥離保護層9の間に別途従来既知の剥離層を設けても良く、剥離が軽すぎる場合には同様に従来既知の易接着処理を行って剥離を調整しても良い。更に、剥離保護層9には、耐摩擦性を付与する目的で、既知の滑剤を適宜選択して添加する事が可能である。
【実施例】
【0066】
本発明を、具体的な実施例と比較例を挙げて詳細に説明する。
【0067】
<実施例>
厚さ25μmの透明なポリエチレンテレフタレートフィルムからなる支持体2の片面に、以下の構成からなる偽造防止媒体ステッカーを形成した。
【0068】
まず回折構造形成層3として、下記の配合比からなる組成物をグラビア印刷法によって、塗布厚1μm、乾燥温度110℃で塗布し、その一部の領域に、回折構造レリーフパターンをロールエンボス加工で形成した。ここで、回折構造形成領域4による回折光は、偽造防止媒体平面に垂直な方向を角度0°、平行な方向を角度90°とした場合に於いて、0°〜45°から観察した場合にのみ、回折光によるパターンが観察できるように設計した。
【0069】
(回折構造形成層)
塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体とウレタン樹脂の混合物 25部
メチルエチルケトン 70部
トルエン 30部
【0070】
次に、回折構造形成層3の、回折構造レリーフパターンが形成されていない領域全面に、真空蒸着法を用いて式1を満たす誘電体多層膜61を設けた。誘電体多層膜61は、入射光角度45°に於いて、可視光と不可視光(赤外光)の境界波長760nmの光学干渉が起こるように設けた。このように設ける事で、入射光角度が45°より小さい場合は不可視光(赤外光)、入射光角度が45°より大きい場合は可視光(赤色)の光学干渉が起こる。図1に、入射光と反射光の様子及び作製した誘電体多層膜を構成する材料と屈折率、膜厚を示す。
【0071】
(計算式)
(SiO2層)
式5にμ=μS=1.5、λ=760(nm)、i=45°、m=1を代入して、dS=287(nm)を得た。これは、式1にμ=μS=1.5、m=1を代入したときの条件、253(nm)<dS<340(nm)を満足する。
【0072】
(TiO2層)
式5にμ=μT=2.5、λ=760(nm)、i=45°、m=1を代入して、dT=165(nm)を得た。これは、式1にμ=μT=2.5、m=1を代入したときの条件、152(nm)<dS<165(nm)を満足する。
【0073】
更に、反射層7として、厚み50nmのAl層を、真空蒸着法を用いて、回折構造形成領域4と、誘電体多層膜層61が設けられた回折構造形成非領域51の両方に設けた。
【0074】
更に接着層8として、下記の配合比からなる組成物をグラビア法によって、塗布厚10μm、乾燥温度110℃で塗布して形成し、ステッカー形状の偽造防止媒体とした。
【0075】
(接着層)
アクリル樹脂 20部
塩化ビニル酢酸ビニル共重合樹脂 5部
トルエン 50部
メチルエチルケトン 50部
【0076】
このステッカー形状の偽造防止媒体を、真贋判定が必要なカードに貼り付け、偽造防止媒体付きカードとした。
【0077】
<比較例(誘電体多層膜層を有しない構成)>
厚さ25μmの透明なポリエチレンテレフタレートフィルムからなる支持体の片面に、以下の構成からなる偽造防止媒体ステッカーを形成した。
【0078】
まず回折構造形成層として、下記の配合比からなる組成物をグラビア印刷法によって、塗布厚1μm、乾燥温度110℃で塗布し、その一部の領域に、回折構造レリーフパターンをロールエンボス加工で形成した。ここで、回折構造形成領域4による回折光は、偽造防止媒体平面に垂直な方向を角度0°、平行な方向を角度90°とした場合に於いて、0°〜45°から観察した場合にのみ、回折光によるパターンが観察できるように設計した。
【0079】
(回折構造形成層)
塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体とウレタン樹脂の混合物 25部
メチルエチルケトン 70部
トルエン 30部
【0080】
更に、反射層として、厚み50nmのAl層を、真空蒸着法を用いて、回折構造形成領域と、回折構造非形成領域の両方に設けた。
【0081】
更に接着層として、下記の配合比からなる組成物をグラビア法によって、塗布厚10μm、乾燥温度110℃で塗布して形成し、ステッカー形状の偽造防止媒体とした。
【0082】
(接着層)
アクリル樹脂 20部
塩化ビニル酢酸ビニル共重合樹脂 5部
トルエン 50部
メチルエチルケトン 50部
【0083】
このステッカー形状の偽造防止媒体を、真贋判定が必要なカードに貼り付け、偽造防止媒体付きカードとした。
【0084】
作製した実施例と比較例の偽造防止媒体付きカードの、偽造防止媒体部分へ白色光を照射した時の反射光を観察した。実施例では、偽造防止媒体平面に垂直な方向を角度0°、平行な方向を角度90°とした場合に於いて、0°〜45°から観察した場合は比較例と同様であったのに対し、回折光によるレリーフパターンが見えない角度45°〜90°へ傾けて観察した場合、比較例とは異なり、実施例では回折構造レリーフパターンが形成されていない領域が赤色にカラーチェンジするのが観察できた。
【0085】
以上、本発明によれば、回折構造と、これとは異なるカラーチェンジ効果を持つ構造を組み合わせた偽造防止媒体に於いて、互いの光学効果が混合せず、真贋判定が容易で、従来より効果の高い偽造防止媒体が作製可能である。
【符号の説明】
【0086】
11、12,13…偽造防止媒体
14…ステッカー形状の偽造防止媒体
15…転写箔形状の偽造防止媒体
2…支持体
3…回折構造形成層
4…回折構造形成領域
41…光学効果の現れた回折構造形成領域
51…誘電体多層膜層61が設けられた回折構造非形成領域
52…誘電体多層膜層62が設けられた回折構造非形成領域
511…誘電体多層膜層61の色彩が現れた回折構造非形成領域
512…誘電体多層膜層61が透明に見える回折構造非形成領域
521…誘電体多層膜層62の色彩が現れた回折構造非形成領域
522…誘電体多層膜層62が透明に見える回折構造非形成領域
53…誘電体多層膜層が設けられていない回折構造非形成領域
61…式1を満たす誘電体多層膜層
611…式1が示す光学干渉波長範囲
62…式2を満たす誘電体多層膜層
621…式2が示す光学干渉波長範囲
7…反射層
8…接着層
9…剥離保護層
【特許請求の範囲】
【請求項1】
支持体上に、回折構造形成領域と回折構造非形成領域を有し、回折構造非形成領域に可視光領域においてカラーチェンジ効果を呈するカラーチェンジ効果層を備えることを特徴とする偽造防止媒体。
【請求項2】
前記カラーチェンジ効果層が誘電体多層膜からなることを特徴とする請求項1に記載の偽造防止媒体。
【請求項3】
前記誘電体多層膜によって得られる干渉光が、視角により可視光と不可視光に変化することを特徴とする請求項2に記載の偽造防止媒体。
【請求項4】
前記回折構造形成領域及び/又は回折構造非形成領域に反射層を有することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の偽造防止媒体。
【請求項1】
支持体上に、回折構造形成領域と回折構造非形成領域を有し、回折構造非形成領域に可視光領域においてカラーチェンジ効果を呈するカラーチェンジ効果層を備えることを特徴とする偽造防止媒体。
【請求項2】
前記カラーチェンジ効果層が誘電体多層膜からなることを特徴とする請求項1に記載の偽造防止媒体。
【請求項3】
前記誘電体多層膜によって得られる干渉光が、視角により可視光と不可視光に変化することを特徴とする請求項2に記載の偽造防止媒体。
【請求項4】
前記回折構造形成領域及び/又は回折構造非形成領域に反射層を有することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の偽造防止媒体。
【図1】
【図8】
【図9】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図8】
【図9】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【公開番号】特開2010−175812(P2010−175812A)
【公開日】平成22年8月12日(2010.8.12)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−18082(P2009−18082)
【出願日】平成21年1月29日(2009.1.29)
【出願人】(000003193)凸版印刷株式会社 (10,630)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成22年8月12日(2010.8.12)
【国際特許分類】
【出願日】平成21年1月29日(2009.1.29)
【出願人】(000003193)凸版印刷株式会社 (10,630)
【Fターム(参考)】
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