Note: Descriptions are shown in the official language in which they were submitted.
CA 02751222 2011-07-29
WO 2010/092558 PCT/IB2010/050679
1
Procédé pour créer une animation visuelle sur un support
La présente invention concerne l'utilisation d'agents excitables,
phosphorescents, photochromiques ou thermochromiques. L'invention se rapporte
plus
particulièrement mais non exclusivement à l'utilisation de tels agents
excitables pour
sécuriser des supports tels que par exemple des documents de sécurité.
Il existe un besoin pour disposer d'éléments de sécurité dont la présence est
facilement détectable par le grand public et capables d'être attractifs en
créant des effets
optiques nouveaux.
Il est déjà connu d'utiliser des agents phosphorescents, photochromiques ou
thermochromiques pour sécuriser des documents.
Par exemple, le brevet US 4 500 116 décrit un document de sécurité
comportant une composition phosphorescente incluant deux agents
phosphorescents qui
émettent à des longueurs d'onde différentes et qui ont des durées de rémanence
différentes,
de telle sorte qu'après excitation de la composition, la lumière émise par
phosphorescence
change progressivement de couleur, par exemple passe du vert au bleu.
La demande WO 97/31784 décrit un document de sécurité comportant une
image latente, normalement invisible, qui apparaît lorsque le document est
chauffé.
La demande WO 98/28154 décrit un élément de sécurité comportant un agent
de coloration photochromique.
Le brevet US 4 708 817 décrit l'utilisation d'une composition phosphorescente
pour créer des motifs invisibles en lumière naturelle et devenant visibles
dans le noir.
Le brevet US 6 375 8645 décrit des compositions phosphorescentes capables
d'émettre dans le spectre visible.
La présente invention est relative, selon l'un de ses aspects, à un procédé
pour
créer une animation visuelle sur un support, comportant les étapes consistant
à :
- disposer sur le support dans au moins deux zones respectives
adjacentes, au moins deux agents excitables générant chacun un effet visuel en
réponse à
un même stimulus, les effets visuels ayant des durées de rémanence et/ou
d'apparition
différentes, les agents excitables étant choisis de telle sorte que les effets
visuels
apparaissent et/ou disparaissent de manière suffisamment rapprochée dans le
temps pour
conférer à un observateur une impression de mouvement sur le support.
CA 02751222 2011-07-29
WO 2010/092558 PCT/IB2010/050679
2
Lesdits au moins deux agents respectivement disposés dans lesdites au moins
deux zones adjacentes sont donc excitables par le même stimulus. L'excitation
peut induire
un changement d'aspect ou d'état d'un agent qui est mesurable physiquement à
l'aide d'un
détecteur adapté, c' est-à-dire que le changement d'état ou d'aspect peut être
détecté au
moyen d'une mesure de rayonnement ou d'intensité lumineuse, par exemple. Le
changement d'aspect ou d'état est réel , précisément localisé dans les zones
adjacentes,
et n'est pas lié à une illusion d'optique. En ce sens, le procédé pour créer
une animation
visuelle selon l'invention se distingue d'une illusion d'optique imaginaire
, liée par
exemple à la fatigue ou au mouvement de l'oeil humain observant une image fixe
qui
représente un motif périodique.
Les effets visuels peuvent se succéder dans un laps de temps compris entre
100 ms et 3s, par exemple d'environ 2 secondes, la durée totale d'apparition
ou de
disparition des effets visuels étant inférieure à 30 secondes de préférence,
voire inférieure
ou égale à 10 secondes. Par exemple, dans la première zone, un premier effet
visuel peut
apparaître, alors que dans la zone adjacente l'effet visuel n'est pas encore
visible, et l'effet
visuel peut apparaître dans ladite zone adjacente après un laps de temps
compris entre 1 et
3 secondes, par exemple de l'ordre de 2 secondes suivant l'apparition du
premier effet
visuel. L'un des effets visuels peut être complètement visible avant que
l'autre effet visuel
ne commence à apparaître.
En variante, l'effet visuel peut apparaître dans les deux zones et après
disparition du stimulus, l'un des effets visuels peut disparaître avant
l'autre, le décalage
dans le temps dans la disparition des effets visuels étant par exemple
inférieur ou égal à 2
secondes. L'un des effets visuels peut notamment avoir disparu pour
l'observateur avant
que l'autre effet visuel ne disparaisse.
Les effets visuels peuvent correspondre à une même couleur ou à des couleurs
différentes et dans le cas d'une même couleur, à une même luminosité ou à des
luminosités
différentes.
Dans le cas de l'utilisation d'agents photochromiques, l'utilisation de
filtres
UV mélangés à des concentrations différentes aux agents photochromiques des
différentes
zones ou superposés dans les différentes zones aux agents photochromiques
selon des
épaisseurs et/ou concentrations différentes, permet d'atténuer le stimulus
atteignant les
CA 02751222 2011-07-29
WO 2010/092558 PCT/IB2010/050679
3
agents excitables et donc de créer un décalage dans le temps des apparitions
des effets
visuels.
Dans le cas d'agents thermochromiques, en réalisant une barrière plus ou
moins thermiquement isolante d'un côté au moins de l'agent de coloration, dans
l'une des
zones, il est possible de retarder le changement d'aspect par rapport à
l'autre zone, en
présence d'une source de chaleur.
Au contraire, toujours dans le cas d'agents thermochromiques, en réalisant une
couche plus ou moins thermiquement conductrice, par exemple une couche
métallique,
d'un côté au moins de l'agent de coloration, dans l'une des zones, il est
possible d'accélérer
le changement d'aspect par rapport à l'autre zone, en présence d'une source de
chaleur.
Pour obtenir cet effet d'accélération, la couche thermiquement conductrice
peut être plus
conductrice que le support.
L'invention a encore pour objet, selon un autre de ses aspects, un support
comportant au moins deux agents excitables disposés dans des zones respectives
adjacentes, chacun de ces agents générant un effet visuel en réponse à un même
stimulus,
les durées de rémanence et/ou d'apparition des effets visuels étant
différentes et choisies de
façon à créer une impression de mouvement pour l'observateur.
Les agents excitables sont par exemple des agents photochromiques,
phosphorescents ou thermochromiques.
Comme agents thermochromiques on peut utiliser les composés de la gamme
Chromazone commercialisés par la société LAMBERTI, ceux de la gamme
Chromicolor Aqualite de la société MATSUI, ceux sous forme de poudres ou de
dispersion des sociétés A.I.C. ou Davis Liquid Crystal, ou encore ceux
notamment sous
forme de capsules thermochromiques de la société française GEM'INNOV.
Comme agents photochromiques, on peut utiliser ceux de la gamme Photopia
de la société MATSUI ou des capsules photochromiques de la société GEM'INNOV.
Les agents excitables ont par exemple des durées de rémanence des effets
visuels différentes et/ou des durées d'apparition des effets visuels
différentes.
Le support peut comporter au moins un filtre atténuant le stimulus optique
dans
le cas d'un agent photochromique, notamment un filtre UV, afin de retarder
l'apparition de
l'effet visuel et créer un décalage à l'apparition de l'effet visuel entre les
différentes zones.
CA 02751222 2011-07-29
WO 2010/092558 PCT/IB2010/050679
4
Par exemple, on peut utiliser comme filtre UV des matériaux de la classe des
phényltriazines ou des benzophénones ou des matériaux décrits dans la demande
de brevet
EP 1 719 637.
Lors de l'utilisation d'agents de coloration thermochromiques, le support peut
comporter au moins une barrière thermiquement isolante sur et/ou sous l'agent
excitable,
de façon à ralentir la transmission de chaleur depuis une source externe au
support vers
l'agent excitable.
Par exemple, la barrière thermiquement isolante peut comprendre une couche
ou une impression d'une préparation contenant des particules qui ralentissent
le transfert
thermique, telles que des matériaux à changement de phase, par exemple les
produits
Micronal de la société BASF", des pigments en matière plastique à sphère
creuses comme
le Ropaque Ultra E ou des microsphères de verre comme le Scotchlite de la
société 3M.
Au contraire, lors de l'utilisation d'agents de coloration thermochromiques,
le
support peut comporter au moins une couche thermiquement conductrice sur et/ou
sous
l'agent excitable dans l'une des zones, notamment une couche plus conductrice
que le
support, telle qu'une couche métallique, de façon à accélérer la transmission
de la chaleur
depuis une source externe au support vers l'agent excitable.
Le support comporte, de préférence, au moins trois zones comportant des
agents excitables respectifs ayant des durées de rémanence et/ou d'apparition
des effets
visuels différentes, ces zones étant de préférence disposées dans un ordre
correspondant à
l'ordre d'apparition ou de disparition des effets visuels, de façon à générer
une impression
de mouvement de la première zone vers la dernière zone ou inversement.
Les différentes zones peuvent être juxtaposées, jointives ou non,
concentriques
ou non, disposées selon un trajet qui peut être quelconque et qui s'étend par
exemple selon
une droite, une spirale ou toute autre ligne courbe ou brisée. Deux zones
adjacentes
supportant des agents excitables avec un décalage d'apparition et/ou de
disparition des
effets visuels peuvent être séparées de moins de 10 mm, de préférence de moins
de 2 mm.
Toutes les zones destinées à créer l'animation peuvent être distantes les unes
des autres de
moins de 10 mm sur le document, de préférence de moins de 2 mm.
Le support peut comporter une pluralité de motifs réalisés chacun avec au
moins deux zones telles que ci-dessus, de telle sorte que lors de ou après
l'exposition au
CA 02751222 2011-07-29
WO 2010/092558 PCT/IB2010/050679
stimulus, plusieurs motifs peuvent créer simultanément chacun une impression
de
mouvement.
Ces motifs peuvent être identiques et créer une impression de mouvement dans
un même sens ou, en variante, être réalisés de telle sorte que les impressions
de
5 mouvement créées aillent en sens inverse, selon la disposition des
différents agents
excitables au sein des motifs.
L'invention pourra être mieux comprise à la lecture de la description
détaillée
qui va suivre, d'exemples de mise en oeuvre non limitatifs de celle-ci, et à
l'examen du
dessin annexé, sur lequel :
- la figure 1 représente, de manière schématique, un exemple de document
de sécurité réalisé conformément à l'invention,
- la figure 2 représente isolément un élément de sécurité selon l'invention,
- les figures 3A à 3D illustrent une séquence de disparition des effets
visuels
une fois que l'excitation lumineuse a cessé,
- la figure 4 représente l'évolution de l'intensité lumineuse émise par
phosphorescence en fonction du temps, pour plusieurs exemples d'agents
excitables
destinés à créer une animation,
- les figures 5 à 8 illustrent des exemples de dispositions de différentes
zones comportant des agents excitables sur le document,
- la figure 9 illustre l'apparition d'effets visuels décalés dans le temps
pour
différents agents excitables destinés à créer une animation,
- les figures 10A et lOB d'une part et 11 A et 11B d'autre part illustrent
deux
exemples d'agencements d'agents excitables,
- les figures 12 et 13 sont des coupes illustrant des exemples de réalisation
d'une barrière thermiquement isolante entre une face du document et un ou
plusieurs agents
excitables, et
- les figures 14 et 15 illustrent des exemples de dispositions d'éléments de
sécurité sous forme de motifs.
On a représenté à la figure 1 un exemple de document 10 qui est par exemple
choisi parmi les documents de sécurité, les papiers d'impression-écriture, par
exemple les
têtes de lettre, les papiers d'art, les papiers pour aquarelles ou les
emballages, notamment
ceux destinés à contenir des produits de luxe.
CA 02751222 2011-07-29
WO 2010/092558 PCT/IB2010/050679
6
Le document de sécurité peut être choisi parmi les documents d'identité, en
particulier une carte d'identité ou un passeport, les moyens de paiement, en
particulier les
billets de banque, les chèques, les vouchers ou les bons d'achats, les tickets
d'entrée à des
manifestations culturelles ou sportives, les billets de transports.
Il peut s'agir aussi d'un document de sécurité choisi parmi les certificats
d'authenticité, les certificats de garantie ou des emballages sécurisés,
notamment pour les
médicaments, pièces électroniques, pièces détachées, parfums et les étiquettes
sécurisées.
Le document de sécurité 10 comporte au moins un élément de sécurité 20
réalisé conformément à l'invention, en l'espèce deux éléments de sécurité 20
disposés
comme les yeux d'un personnage dans l'exemple illustré à la figure 1.
Le document de sécurité 10 peut comporter tout autre élément de sécurité 11
connu par ailleurs, choisi notamment parmi :
- des colorants et/ou des pigments luminescents et/ou des pigments
interférentiels et/ou des pigments à cristaux liquides, notamment sous forme
imprimée,
- des colorants et/ou des pigments photochromes ou thermochromes,
notamment sous forme imprimée,
- un filigrane,
- un patch, foil ou fil de sécurité,
- une structure de diffraction,
- une couche biréfringente ou polarisante,
- un traceur lisible automatiquement ayant des caractéristiques spécifiques et
mesurables de luminescence (par exemple fluorescence, phosphorescence),
d'absorption de
la lumière (par exemple ultraviolet, visible ou infrarouge), d'activité Raman,
de
magnétisme, d'interaction micro-ondes, d'interaction aux rayons X ou de
conductivité
électrique, et toute combinaison de ces éléments de sécurité entre eux ou avec
d'autres
éléments de sécurité,
- un dispositif électronique (comme une puce électronique par exemple).
On a représenté isolément à la figure 2 l'un des éléments de sécurité 20. Ce
dernier comporte plusieurs zones, par exemple au nombre de trois Z1 à Z3,
comportant
chacune un agent excitable Al à A3. Ces différentes zones sont disposées de
façon à ce
qu'un effet visuel lié à chaque agent excitable apparaisse en réponse à un
stimulus tout en
CA 02751222 2011-07-29
WO 2010/092558 PCT/IB2010/050679
7
créant une impression de mouvement pour l'observateur, grâce à un décalage
dans
l'apparition et/ou la disparition des effets visuels.
Plus particulièrement, les agents excitables peuvent être sensibles à un
stimulus
optique, par exemple la lumière UV ou visible, et comporter des agents
phosphorescents de
façon à émettre une lumière visible après disparition du stimulus.
Les agents excitables sont par exemple différents et associés chacun à une
zone
respective de l'élément de sécurité, de manière à avoir des durées
d'extinction te
différentes, comme illustré à la figure 4.
La durée d'extinction te peut être définie comme la durée nécessaire à partir
de
la disparition du stimulus lumineux pour que la lumière émise par l'agent
excitable atteigne
une intensité correspondant à Lmax/k, avec k égal à 10, où Lmax est
l'intensité lumineuse au
moment où le stimulus cesse.
Sur la figure 4, on voit que l'agent excitable Al présent dans la zone Z1 est
celui qui émet une lumière pendant la plus grande durée, une fois que le
stimulus a disparu,
étant de durée d'extinction te'
La troisième zone Z3 correspond à un agent excitable A3 qui a la durée
d'extinction la plus courte te3 et la zone Z2 correspond à un agent excitable
A2 ayant une
durée d'extinction tee intermédiaire entre te' et te3.
Les écarts At' '2 entre les durées d'extinction te' et tee et At2'3 entre les
durées
d'extinction tee et te3 sont suffisamment courts pour que l'utilisateur ait,
en observant
l'élément de sécurité 20, l'impression d'un mouvement. On a par exemple d'une
manière
générale Atei'ei+1 inférieur ou égal à 10 secondes, notamment de l'ordre de
quelques
secondes, par exemple 2 secondes, voire inférieur à 1 seconde, par exemple 100
ms, le
motif complet disparaissant dans un délai inférieur à 45s, par exemple de
l'ordre de 30
secondes par exemple.
Dans l'exemple de la figure 2, une fois que le stimulus lumineux disparaît, on
observe tout d'abord la lumière émise par les trois zones Z1 à Z3, comme
illustré à la
figure 3, puis une fois la durée d'extinction te3 dépassée, l'observateur ne
voit que les deux
zones centrales Z1 et Z2. Après la durée d'extinction tee atteinte,
l'utilisateur ne voit plus
que la zone centrale Z1 et après la durée d'extinction tel l'ensemble de
l'élément de sécurité
s'est éteint.
CA 02751222 2011-07-29
WO 2010/092558 PCT/IB2010/050679
8
Les agents excitables correspondant aux différentes zones Z1 à Z3 peuvent
émettre dans la même couleur ou en variante émettre à des longueurs d'onde
différentes.
Une même zone peut notamment comporter deux agents excitables de couleurs
différentes et de durées d'extinction différentes.
On peut encore avoir des agents excitables autres que phosphorescents qui
apparaissent après des durées d'allumage différentes sous des couleurs
différentes, au sein
d'une même zone.
Dans une variante, illustrée à la figure 16, la zone Z3 ne contient que
l'agent
excitable A3 tandis que la zone Z2 contient l'agent excitable A2 et l'agent
excitable A3 et
la zone Z1 contient les trois agents excitables Al à A3.
On obtient dans le cas où les agents Al à A3 émettent à des longueurs d'onde
différentes un effet visuel supplémentaire, lié à la variation de la couleur
des zones Z1 et
Z2 lors de l'extinction de l'agent excitable A3, puis à la variation de la
couleur de la zone
Z1 lors de l'extinction de l'agent A2.
On peut agencer les différentes zones de multiples manières, par exemple selon
des lignes courbes ou droites.
A titre d'exemple, on a illustré à la figure 5 la disposition des différentes
zones
Z1 à Zn selon un trajet en spirale.
Les zones les plus centrales correspondent par exemple à celles qui ont une
durée d'extinction te la plus élevée, de telle sorte que lorsque l'excitation
cesse,
l'observateur voit s'éteindre successivement les différentes zones depuis la
périphérie vers
le centre. La disposition inverse est bien entendu possible. De même, un
trajet en spirale ou
autre peut être réalisé avec des agents excitables autres que phosphorescents,
avec par
exemple une durée d'allumage qui croît vers le centre ou inversement.
Sur la figure 6, on a illustré la possibilité de disposer les différentes
zones Z1 à
Zn de façon non jointive, par exemple sous la forme de barreaux parallèles, et
sur la figure
7 on a illustré la possibilité de disposer les différentes zones Z1 à Zn de
façon jointive, par
exemple également sous la forme de barreaux parallèles.
On peut disposer un certain nombre de zones Z1 à Zj selon un ordre qui
correspond par exemple à une durée d'extinction croissante tel>te1-1 lorsque
l'on se déplace
dans une même direction, puis décroissante pour les zones suivantes Zj+l à Zk
où tel<te-' et
CA 02751222 2011-07-29
WO 2010/092558 PCT/IB2010/050679
9
ainsi de suite, comme illustré à la figure 8, ou en variante, alternativement
croissante puis
décroissante.
Selon un aspect de l'invention, les agents excitables sont des agents
phosphorescents. On ne sort pas du cadre de la présente invention lorsque les
agents
excitables ne sont pas des agents phosphorescents mais des agents photochromes
ou
thermochromes, générant un effet visuel qui se manifeste après l'apparition du
stimulus.
Selon l'invention, les agents excitables peuvent également comporter un
mélange d'un ou
plusieurs agents phosphorescents.
Par exemple, l'agent excitable est un agent photochrome qui change de couleur
sous l'effet d'un stimulus optique, par exemple la lumière UV, ou passe de
clair à foncé ou
inversement sous l'effet de ce stimulus.
L'agent excitable peut encore être un agent thermochromique qui change de
couleur lorsque la température augmente, passant par exemple d'une couleur à
une autre ou
d'un état coloré à un état incolore ou de l'état incolore à l'état coloré.
L'augmentation de température est liée par exemple au contact avec une
personne ou toute autre source de chaleur.
De préférence, l'agent excitable est tel que l'effet visuel qui apparaît soit
réversible, c'est-à-dire que l'agent excitable finit par revenir dans le même
état non excité
d'avant le stimulus.
Dans le cas d'un élément de sécurité 20 qui comporterait trois zones Z1 à Z3
comportant des agents excitables photochromiques ayant des durées d'allumage
ta' à tai
différentes pour les trois zones Z1 à Z3 on observe par exemple, comme
illustré à la figure
9, lorsque l'élément de sécurité 20 est exposé à la lumière UV, tout d'abord
un changement
d'aspect de la zone Z1 grâce au fait que l'agent excitable Al est celui dont
la durée
d'allumage tal est la plus courte, puis un changement d'aspect de la zone Z2,
l'agent
excitable A2 ayant une durée d'allumage ta2 intermédiaire entre les durées tal
et ta3 et
enfin un changement d'aspect de la zone Z3.
Les changements d'aspect des différentes zones peuvent être marqués plus ou
moins, c'est-à-dire que lorsque la zone Z1 est perçue comme ayant changé
d'aspect par
l'observateur, ce dernier peut, selon les cas, avoir également observé un
changement
d'aspect moins marqué pour les autres zones.
CA 02751222 2011-07-29
WO 2010/092558 PCT/IB2010/050679
De préférence, afin que l'effet de mouvement soit le plus spectaculaire,
lorsqu'une zone Zi a changé d'aspect, la zone adjacente Zi+l qui est destinée
à changer
d'aspect ultérieurement n'a pas encore vu son aspect se modifier de façon
significative.
Pour obtenir une réponse au stimulus correspondant à différentes durées
d'allumage ta, une
5 solution est d'employer des agents excitables différents, ayant des durées
d'allumage
respectives croissantes ta'
Une autre solution peut consister à utiliser un même agent excitable mélangé à
un filtre qui atténue plus ou moins, selon sa concentration, le stimulus, ou
au contraire
l'active.
10 On peut par exemple mélanger à l'agent excitable une concentration plus ou
moins élevée d'un filtre UV ou en variante recouvrir l'agent excitable d'une
couche plus ou
moins épaisse d'un filtre UV ou plus ou moins concentrée en filtre UV ou ayant
un filtre
UV plus ou moins efficace. Dans des exemples de mise en oeuvre de l'invention,
différentes zones Z1 à Zn peuvent, comme illustré aux figures 1OA et lOB,
correspondre à
différentes concentrations w' d'un agent d'atténuation du stimulus, les
concentrations w'
variant de façon discontinue d'une zone à l'autre, par exemple de manière
croissante.
Dans des variantes de mise en oeuvre de l'invention, la concentration en agent
d'atténuation du stimulus peut, comme illustré sur les figures 11A et 11B,
varier de façon
continue dans une direction, ce qui permet d'obtenir une zone étendue Zx dont
la durée
d'allumage ta(x) dépend de la coordonnée x dans cette direction.
Dans le cas d'un agent excitable thermochromique, on peut réaliser une
barrière
de conductivité thermique variable, par exemple entre l'agent excitable et une
face du
support destinée à être mise en contact avec la source de chaleur destinée à
exciter l'agent
excitable.
Dans l'exemple de la figure 12, on voit que la barrière peut être réalisée
sous la
forme d'une couche en gradins ayant différentes épaisseurs el à e4 sous
différentes zones
Z1 à Z4 respectives, de telle sorte que la zone Z1 soit plus rapidement portée
à une
température donnée que la zone Z4. Ainsi, la zone Z1 peut changer d'aspect
plus
rapidement que la zone Z4 et l'on peut obtenir un effet visuel d'animation
entre les
différentes zones Z1 à Z4. Bien entendu, le nombre de zones n'est pas limité à
quatre, et
peut aller par exemple de 2 à 10.
CA 02751222 2011-07-29
WO 2010/092558 PCT/IB2010/050679
11
Dans l'exemple de la figure 13, l'épaisseur e(x) de la barrière thermique
varie
de façon continue avec la coordonnée x et l'on obtient une zone étendue Zx
dont la durée
d'allumage ta(x) varie également de façon continue dans la direction x.
Sur les figures 14 et 15, on a illustré la possibilité de disposer plusieurs
éléments de sécurité réalisés conformément à l'invention sous la forme de
motifs 20A et
20B juxtaposés, ces motifs étant par exemple portés par un fil de sécurité
intégré en
fenêtres dans la masse papetière.
Les motifs peuvent être identiques ou en variante différents, de manière par
exemple à créer des impressions de mouvement dans des sens inverses, avec par
exemple
une rémanence de l'intérieur vers l'extérieur pour les éléments 20A et le
contraire pour les
éléments 20B sur la figure 14, et un mouvement vers le centre pour les
éléments 20B et le
contraire pour les éléments 2A sur la figure 15. Les motifs 20A et 20B peuvent
être de
même forme.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples qui viennent d'être
décrits. Un même support peut combiner différents éléments des sécurités
destinés à
conférer une impression de mouvement en réponse à des stimuli respectifs
différents.
L'expression "comportant un" doit être comprise comme étant synonyme de
"comportant au moins un", sauf si le contraire est spécifié.
