Способ изготовления голографических этикеток

 

Использование: для защиты ценных бумаг. Сущность изобретения: формируют многослойную этикетку, включающую диэлектрическую прозрачную подложку, рабочий термопластический слой, отражающий слой, клеящий слой. Способ заключается в формировании голограммы изображения маркировочного знака на рабочем слое, фиксации отражательной голограммы путем бесконтактной тепловой деформации рабочего слоя этикетки. После фиксации последовательно наносят отражающее покрытие и термоклеящее. Нанесение изготовленной этикетки на ценную бумагу, например, происходит рабочей стороной к документу за счет прогрева термоклеящего слоя. Копирование и случайное механическое повреждение голограммы невозможны, так как голограмма защищена диэлектрической прозрачной подложкой. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к области защиты ценных бумаг, полиграфии, банкнотному делу (для защиты и рекламы различных ценных бумаг и других документов) и может быть использовано преимущественно для изготовления оптических меток с элементами голографии, носящих рекламный или защитный (от подделки) характер, а также для изготовления различных ярлыков, шильдиков и этикеток.

Известен способ изготовления голографических этикеток [1] заключающийся в регистрации первичной голограммы маркировочного знака, формировании радужной голограммы и ее копировании на этикетку, причем копирование осуществляют путем регистрации вторичной голограммы на позитивном фоторезистивном материале, травлении, изготовлении матрицы-копии с травленной вторичной голограммы и нанесении голограммы изображения маркировочного знака на этикетки путем их контактной деформации (штамповки) с помощью матрицы-копии. В качестве подложки основы этикетки при этом используют металлизированную лавсановую ленту.

К недостаткам известного способа относятся сложная технология изготовления, обусловленная многоступенчатым процессом изготовления этикетки и многократным копированием голограмм, невысокая степень защиты, обусловленная потенциальной возможностью копирования микрорельефа, расположенного на открытой поверхности голограмм, а также низкое быстродействие, обусловленное наличием операций перезаписи голограмм и процессов фотохимической обработки. Кроме того, использование при изготовлении голографических этикеток операций штамповки с матрицы приводит к невозможности получения единичных экземпляров (малых серий) голографических этикеток вследствие дороговизны процесса.

Наиболее близок к изобретению и выбран за прототип способ изготовления голографических этикеток [2] заключающийся в формировании голограммы изображения маркировочного знака, ее регистрации на промежуточную регистрирующую среду, изготовлении матрицы рельефной копии зарегистрированной голограммы, фиксации рельефно-фазовой голограммы изображения маркировочного знака путем контактной деформации рабочей поверхности этикетки, на которую предварительно нанесено отражающее покрытие, имеющее постоянный коэффициент отражения для всей совокупности изготавливаемых этикеток, нанесении на оборотную сторону этикетки клеящего покрытия.

Недостатками известного способа являются техническая сложность (приводящая к удорожанию процесса изготовления), низкая защищенность и низкое быстродействие, обусловленные теми же причинами, что и в способах-аналогах.

Задачами заявляемого способа являются упрощение технологии и повышение степени защищенности голограммы.

Поставленные задачи решаются за счет того, что по способу изготовления голографических этикеток, заключающемуся в формировании голограммы изображения маркировочного знака и регистрации рельефно-фазовой голограммы изображения маркировочного знака путем деформации рабочего слоя этикетки, нанесении отражающего и клеящего покрытий, рабочий слой этикетки формируют в виде многослойной структуры, содержащей подложку и фоточувствительный термопластический регистрирующий слой, формирование голограммы изображения маркировочного знака осуществляют на поверхности регистрирующего слоя, регистрацию рельефно-фазовой голограммы изображения маркировочного знака осуществляют непосредственно после ее формирования, отражающее и клеящее покрытия наносят последовательно на поверхность регистрирующего слоя после регистрации голограммы, причем деформацию рабочей поверхности этикетки производят бесконтактно.

Поставленные задачи решаются также за счет того, что в предлагаемом способе отражающее покрытие выполняют с изменяющимся коэффициентом отражения от этикетки к этикетке.

На фиг. 1 приведена схема изготовления голографической этикетки по предложенному способу, где 1 маркировочный знак, 2 источник когерентного излучения, 3 схема формирования голограммы, 4 этикетка, 5 устройство проявления голограммы, 6 высоковольтный источник, 7 теплопровод, 8 синхронизатор; на фиг. 2-5 этикетка в разрезе до формирования голограммы (фиг. 2), в процессе изготовления после фиксации голограммы до (фиг. 3) и после (фиг. 4) нанесения отражающего и клеящего покрытий, а также после ее нанесения на защищаемую бумагу (фиг. 5), где 9 регистрирующий слой, 10 отражающее покрытие, 11 клеящее покрытие, 12 подложка, 13 защищаемая ценная бумага.

Сущность заявляемого способа заключается в следующем.

Формируется маркировочный знак 1, голографическую этикетку изображения которого необходимо получить (например, маркировочный знак может представлять собой объемную модель или плоский транспарант). При освещении маркировочного знака когерентным излучением получают его когерентное изображение, трансформируя которое, формируют голограмму требуемого вида. Используя схему 3 формирования голограммы (например, в случае регистрации радужной голограммы используют голограмму изображения, восстановленную с щелевой голограммы), на поверхности этикетки формируют голограмму изображения маркировочного знака.

Формирующие голограмму пучки когерентного излучения вызывают в каждой точке изображения пропорциональные интенсивности излучения локальные изменения физико-химических свойств регистрирующего слоя 9, нанесенного на рабочую сторону этикетки 4. В качестве такого слоя используют фоточувствительный термопластический слой, нанесенный на полимерную подложку 12, например лавсановую, являющуюся основой этикетки (фиг. 2). Перед формированием голограммы на поверхность слоя 9 наносят равномерный электростатический заряд, при экспонировании когерентным излучением (несущим информацию о голограмме маркировочного знака) преобразующийся вследствие фотопроводимости рабочего слоя в потенциальный рельеф, пропорциональный пространственному распределению интенсивности излучения по поверхности рабочего слоя. При последующей тепловой обработке возникшие под воздействием излучения локальные изменения поверхностного электрического поля трансформируются в геометрический рельеф, глубина которого пропорциональна локальной интенсивности когерентного излучения, формирующего голограмму знака (фиг. 3).

Прекращение тепловой нагрузки и застывание регистрирующего слоя позволяют зафиксировать геометрический рельеф и тем самым получить рельефно-фазовую голограмму голограмму изображения маркировочного знака. Деформацию рабочей поверхности этикетки при этом осуществляют без механического контакта за счет теплового воздействия на рабочий слой.

Формирование голограммы и фиксацию рельефно-фазовой голограммы осуществляют непосредственно на поверхности каждой, отдельно взятой этикетки, что позволяет оперативно вводить в регистрируемые маркировочные знаки изменения, обеспечивающие идентифицируемость каждой этикетки (например, номер).

Для более полного описания работы заявленного способа приведем пример его реализации в устройстве.

Маркировочный знак 1 подсвечивается излучением источника 2 когерентного излучения (лазера) и с помощью схемы 3 формирования голограммы по поверхности регистрирующего слоя 9 этикетки 4 формируется когерентное изображение маркировочного знака. Нанесение электро- статического заряда на регистрирующий слой осуществляют посредством высоковольтного источника 6, в разрядный промежуток которого помещается этикетка. Синхронизацию нанесения заряда, экспонирования, проявления и фиксации голограммы осуществляют посредством синхронизатора 8 (например, задатчика временных интервалов с выходными ключами и затвором) для модуляции излучения лазера. В результате описанного выше физико-химического процесса на поверхности этикетки формируются геометрический рельеф и, следовательно, рельефно-фазовая голограмма. В качестве устройства 5 проявления голограммы (для теплового воздействия на рабочий слой) может быть применен импульсный источник тока, нагруженный на теплопровод 7, находящийся в тепловом контакте с этикеткой, например токопроводящее покрытие на диэлектрическом основании, прижатом к оборотной стороне этикетки.

Для повышения дифракционной эффективности зафиксированной голограммы изображения маркировочного знака на рабочую поверхность этикетки наноситcя, например, испарением в вакууме отражающее покрытие 10 (металлизированный слой). Его коэффициент отражения зависит от конкретного приложения изготовленной голограммы (может варьироваться степень прозрачности) и обеспечивается выбором режима нанесения отражающего слоя (его материалом и толщиной). Отражающее покрытие может варьироваться от этикетки к этикетке. После нанесения отражающего покрытия на него наносится клеящее покрытие из материала, обладающего термоклеящими свойствами. Нанесение термо- клеящего слоя осуществляют, например, на стандартной поливальной машине.

Нанесение изготовленной голограммы на носитель (например, защищаемую ценную бумагу) происходит в дальнейшем рабочей стороной к защищаемому документу (фиг. 5) за счет прогрева термоклеящего слоя.

Основными преимуществами предлагаемого способа по сравнению с прототипом являются повышение защищенности голограммы и упрощение технологии изготовления этикетки. Это обеспечивается отказом от операций фотохимической обработки и непосредственным формированием голограмм на поверхности изготавливаемых этикеток. Так как после нанесения на защищаемый документ голограмма защищена от механического воздействия диэлектрической прозрачной подложкой 12 (фиг. 5), то копирование голограммы и ее случайное механическое повреждение невозможны, что обеспечивает достижение положительного эффекта. Дополнительным положительным эффектом является повышение быстродействия, связанное с экономией времени на процесс формирования голограммы на фоторезисте, его фотохимическую обработку, процесс снятия никелевой матрицы. Для предлагаемого способа потери времени на их осуществление отсутствуют, так как голограмма формируется непосредственно на рабочей поверхности этикетки.

Формула изобретения

1. СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ГОЛОГРАФИЧЕСКИХ ЭТИКЕТОК, заключающийся в формировании голограммы изображения маркировочного знака и регистрации рельефно-фазовой голограммы изображения маркировочного знака путем деформации рабочего слоя этикетки, нанесении отражающего и клеящего покрытий, отличающийся тем, что рабочий слой этикетки формируют в виде многослойной структуры, содержащей подложку и фоточувствительный термопластический регистрирующий слой, клеящее покрытие выполняют из материала с термоклеящими свойствами, формирование голограммы изображения маркировочного знака осуществляют на поверхности регистрирующего слоя, регистрацию рельефно-фазовой голограммы изображения маркировочного знака осуществляют непосредственно после ее формирования, отражающее и термоклеящее покрытия наносят последовательно на поверхность регистрирующего слоя, а деформацию рабочего слоя этикетки производят бесконтактно.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что отражающее покрытие выполняют с коэффициентом отражения, изменяющимся от этикетки к этикетке.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5