Голографический элемент и способ его изготовления

Предлагаемые изобретения относятся к голографического элементу и способу его изготовления. Голографический элемент содержит основу в виде полимерной металлизованной пленки. На основе имеется деметаллизованный участок с удаленным металлическим слоем и металлизованный участок с голограммой, сформированной в виде голографического микрорельефа из выступов и канавок на металлической поверхности основы. При этом деметаллизованный участок является оптически прозрачным, участок с голограммой является оптически непрозрачным, а границы деметаллизованного участка и участка с голограммой совпадают с границами голографического рельефа. Предложенное изобретение обеспечивает создание голографического элемента с повышенными защитными от подделки свойствами. 2 н.п. ф-лы, 4 ил.

 

Предлагаемые изобретения относятся к голографического элементу и способу его изготовления. Предлагаемый голографический элемент может быть использован для маркирования, с целью защиты от подделок разнообразных документов, в частности, таких как банкноты, чеки, акцизные марки и т.п.

Наиболее близким к предлагаемому устройству по технической сущности и по количеству существенных признаков является топографический элемент, содержащий основу в виде металлизованной полимерной пленки, на поверхности основы сформирован участок с голограммой, выполненной в виде голографического микрорельефа из выступов и канавок, и участок с удаленным металлическим слоем /информация с сайта http://www.vera.com.pl/go.live.php/html _default/PrintHTML/61.html, полученная 06.07.2007 г./. В описанном устройстве участок с удаленным металлическим слоем создан путем обработки основы лазерным лучом. При этом характеристики лазерного луча выбирают такими, чтобы во время обработки лазерным лучом полимерная подкладка металлизованной пленки осталась неповрежденной, а удалялся бы только фрагмент металлического слоя с поверхности металлизованной пленки. В качестве слоя металла в описанной конструкции применен слой алюминия.

Оптимальные геометрические параметры микрорельефа голограммы такие: высота - 0,1-0,3 микрона, а период чередования выступов и канавок - 0,3-4,0 микрона. Указанные параметры являются оптимальными для создания голограммы, предназначенной для визуального восприятия невооруженным глазом при освещении видимым светом. При таких геометрических параметрах участка с топографическим рельефом голограмма при ее рассмотрении ярко переливается радужными цветами. Увеличение или уменьшение геометрических параметров голографического рельефа ведет к потере топографических эффектов и яркости. В описанном устройстве в процессе деметаллизации теряется часть голографического изображения, поскольку процесс осуществляется с определенным возможностями оборудования допуском работы. То есть, на этапе деметаллизации невозможно точно попасть лазерным лучом в дизайн голограммы, что ведет к существенной потере яркости. Таким образом, описанный голографический элемент имеет ограничения на воспроизведение дизайна голограммы, поскольку лазер позволяет деметаллизировать линии с точностью совпадения участков деметаллизации и голограммы не менее чем 0,3 миллиметра, что на много больше, чем геометрические параметры микрорельефа голограммы: высота - 0,1-0,3 микрона и период чередования выступов или канавок - 0,3-4,0 микрона.

Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущности и по количеству существенных признаков является способ изготовления голографического элемента, включающий операции формирования на поверхности основы, изготовленной из металлизованной полимерной пленки, участка с голограммой в виде топографического микрорельефа из чередующихся выступов и канавок, и деметаллизованного участка - участка с удаленным металлическим слоем /информация с сайта http://www.vera.com.pl/go.live.php/html _default/PrintHTML/61.html. полученная 06.07.2007 г./. В описанном способе участок с изъятым металлическим слоем создают путем размерной обработки основы лазерным лучом. При этом характеристики лазерного луча выбирают такими, чтобы во время обработки полимерная подкладка металлизованной пленки осталась неповрежденной, а удалялся бы только фрагмент металлического слоя на поверхности металлизованной пленки. В качестве слоя металла в описанной металлизованной пленке использована алюминиевая фольга.

Учитывая изложенное выше, а также технические возможности современных лазеров, описанный способ не позволяет деметаллизировать голограмму с точностью совпадения участков деметаллизации и голограммы выше, чем 0,3 миллиметра, что на много больше, чем геометрические параметры микрорельефа голограммы: высота - 0,1-0,3 микрона и период чередования выступов или канавок - 0,3-4,0 микрона.

К тому же, упомянутый способ является малопроизводительным, поскольку процесс термической деметаллизации является достаточно инерционным и требует сравнительно больших экспозиций лазерного излучения. Попытки использования лазеров с большей мощностью приводят к разрушению полимерной основы вместе с металлическим слоем, что является недопустимым.

В основу предлагаемых изобретений поставлена задача создания такого голографического элемента и такого способа его изготовления, которые позволили бы получить топографический элемент с повышенными защитными свойствами, что существенно усложнило бы их подделку.

Поставленная задача решается предлагаемым устройством за счет использования в его конструкции оптически непрозрачного участка с голограммой и оптически прозрачного деметаллизованного участка, границы которых совпадают с границами голограммы.

Поставленная задача решается и предлагаемым способом за счет использования капиллярного эффекта топографического рельефа в процессе выборочной деметаллизации (удаления металла) с поверхности металлизованной пленки, на которую нанесен топографический рельеф.

Предлагаемый, как и известный топографический элемент, содержит основу в виде полимерной металлизованной пленки, на основе имеется деметаллизованный участок с удаленным металлическим слоем и металлизованный участок с голограммой, сформированной в виде голографического микрорельефа из выступов и канавок на металлической поверхности основы, а в соответствии с изобретением, деметаллизованный участок является оптически прозрачным, участок с голограммой является оптически непрозрачным, а границы деметаллизованного участка и участка с голограммой совпадают с границами топографического рельефа.

Предлагаемый, как и известный способ изготовления топографического элемента, включает операции формирования на поверхности основы, изготовленной из металлизованной полимерной пленки, участка с голограммой в виде голографического микрорельефа из чередующихся выступов и канавок, и деметаллизованного участка - участка с удаленным металлическим слоем, а в соответствии с изобретением предварительно на металлической поверхности основы, изготовленной из металлизованной полимерной пленки, формируют, по меньшей мере, два участка с топографическим микрорельефом, высота которого составляет 0,1-0,3 микрона, а период чередования выступов и канавок - 0,3-4,0 микрона, один из участков насыщают защитной жидкостью, например краской, выдерживают насыщенный защитной жидкостью участок до затвердения защитной жидкости, поверхность металлизованной пленки со стороны металлической поверхности подвергают химическому травлению до удаления с основы, свободной от слоя затвердевшей защитной жидкости, слоя металла металлизованной пленки и получают топографический элемент, который содержит деметаллизованный оптически прозрачный участок без голограммы и металлизованный оптически непрозрачный участок с голограммой, а границы металлизованного и деметаллизованного участков совпадают с границами топографического рельефа.

Традиционно голографические элементы тиражируют на полимерной пленке с напиленным металлическим покрытием путем эмбоссирования матрицей с топографическим рельефом.

Авторами экспериментально выявлено, что голограмма - микрорельеф из чередующихся выступов и канавок - после нанесения на нее жидкости, благодаря капиллярному эффекту, "засасывает" жидкость на всю поверхность голограммы. При этом защитная жидкость не выходит за пределы голограммы, то есть защитная жидкость, например краска, покрывает лишь поверхность, строго ограниченную поверхностью с голограммой. Благодаря выявленной особенности голограммы возникли условия для избирательной деметаллизации (удаления металла) напиленного на пленку, а именно, металлического слоя на участках, где есть голографический рельеф или в смежных с ним местах, где его нет. При этом предлагаемый способ позволяет получить деметаллизованный участок, границы которого точно (без допусков) совпадают с границами топографического рельефа. В то же время способ-прототип позволяет получить деметаллизованный участок, который может совпадать с голографическим рельефом только с точностью (допуском) - до 0,3 миллиметров, что обязательно ведет к потере фрагментов голограммы.

Использование предлагаемого способа позволяет создать новый визуальный признак воспроизведения, например, контрольного топографического изображения на фоне деметаллизованной структуры, которая будет присуща лишь определенному документу или изделию, маркированному таким голографическим элементом. Для воспроизведения такого топографического элемента необходимо использование не только голографических технологий, а и новой технологии деметаллизации. Все это усложняет процесс подделки или имитации предлагаемого защитного элемента, а потому и повышает его защитные свойства.

Способ осуществляют так. Заказчик предлагает идею изображения и/или слов, которые должны быть воспроизведены на голографическом элементе. По выбору заказчика голографический элемент может содержать изображение и/или надпись, выполненную с помощью процесса деметаллизации, что соответствует, например, эстетическим потребностям заказчика. Так, по выбору заказчика изображение и/или надпись могут быть невидимыми при наблюденные невооруженным глазом и могут наблюдаться с помощью микроскопа или быть видимыми и могут наблюдаться невооруженным глазом в зависимости от размеров предлагаемого изображения и/или надписи. Кроме того, по выбору заказчика голографический элемент может содержать кодированное изображение, которое можно использовать для автоматической проверки аутентичности голографического элемента.

Сущность предлагаемых изобретений поясняется с помощью схематических чертежей.

На фиг.1, 2, 3 показаны общие виды образцов предлагаемого топографического элемента.

На фиг.4 для сравнения показаны топографические элементы традиционной и предлагаемой конструкций.

Предлагаемый голографический элемент содержит основу 1, выполненную в виде металлизованной пленки. На тонком металлическом слое основы 1 воспроизведена голограмма 2 в виде микрорельефа из чередующихся выступов и канавок, которые воссоздают изображение и текст. На основе 1 имеется участок без голографического рельефа 3. Предварительно защитной жидкостью - краской насыщают участок с голограммой 2. После высыхания слоя краски 4 последний защищает металлический слой основы 1 от действия травильного раствора, а металл в местах, незащищенных слоем затвердевшей краски, удаляется. При этом границы деметаллизованных участков 5 и участков с голограммой 2 совпадают. На фиг.4 для сравнения показаны традиционная - недеметаллизованная голограмма 6, деметаллизованная голограмма, где металл удален с участков без рельефа 7 и деметаллизованная голограмма, где металл удален с участков без рельефа 8.

Пример. Предлагаемый топографический элемент изготавливали так. Дизайнер по заказу владельца или заказчика изделия создавал изображение и/или текст, включающий голограмму 2 в виде микрорельефа из чередующихся выступов и канавок, и деметаллизованный участок 5, которые соответствовали единому целостному дизайнерскому замыслу. Изготавливали металлическую матрицу с созданной голограммой 2 и с будущим деметаллизованным участком 5. Металлическую матрицу использовали для воспроизведения голограммы 2 и будущего деметаллизованного участка 5. Механическое воспроизведение голограммы 2 и будущего деметаллизованного участка 5 на основе 1 выполняли на традиционном оборудовании - механическом прессе для эмбоссирования голограмм путем тиснения никелевой матрицей с топографическими рельефом по основе 1 - металлизованной алюминиевой фольгой лавсановой пленке толщиной 50 микрометров. Основу 1 после ее обработки никелевой матрицей с голографическим рельефом покрывали слоем защитной жидкости 4. В качестве защитной жидкости использовали акриловую водную дисперсию. Защитная жидкость пропитывала за счет использования капиллярного эффекта участки основы 1 с микрорельефом голограммы 2. Затем избыток защитной жидкости с поверхности основы 1 и с участка 3 удаляли путем воздействия на нее потоком сжатого воздуха. При этом слой 4 защитной жидкости удерживался только на участках с микрорельефом голограммы 2. Высушивали защитный слой 4, нагревая пленку до температуры +60…+70°С. Затем пленку погружали в травильный раствор - раствор на основе едкого натра, где происходило вытравливание тонкого слоя металла с поверхности основы 1, которая не была защищена затвердевшим слоем 4 защитной жидкости. Полученную пленку промывали проточной водой, погружали ее в растворитель защитного слоя и смывали его с пленки. Высушивали пленку и получали голографический элемент, содержащий основу 1 с оптически непрозрачным участком 2, изготовленным в виде голограммы со стороны металлической поверхности основы 1, и оптически прозрачный деметаллизованный участок 5 с удаленным металлическим слоем, границы которых совпадали с границами голографического рельефа с точностью, соразмерной с геометрическими параметрами микрорельефа голограммы 2. Чтобы получить обратный эффект, к защитной жидкости добавляли травильный раствор, который вытравливал металлический слой основы 1 на участках с голографическим рельефом 2 (фиг.3).

Изготовленный голографический элемент с повышенными защитными свойствами, которые существенно усложняют его подделку или имитацию, использовали для маркировки, с целью защиты от подделок документов, в частности, таких как банкноты, чеки или акцизные марки.

1. Голографический элемент, содержащий основу в виде полимерной металлизованной пленки, на основе имеется деметаллизованный участок с удаленным металлическим слоем и металлизованный участок с голограммой, сформированной в виде топографического микрорельефа из выступов и канавок на металлической поверхности основы, отличающийся тем, что деметаллизованный участок является оптически прозрачным, участок с голограммой является оптически непрозрачным, а границы деметаллизованного участка и участка с голограммой совпадают с границами голографического рельефа.

2. Способ изготовления голографического элемента, включающий операции формирования на поверхности основы, изготовленной из металлизованной полимерной пленки, участка с голограммой в виде голографического микрорельефа из чередующихся выступов и канавок, и деметаллизованного участка - участка с удаленным металлическим слоем, отличающийся тем, что предварительно на металлической поверхности основы, изготовленной из металлизованной полимерной пленки, формируют, по меньшей мере, два участка с голографическим микрорельефом, высота которого составляет 0,1-0,3 мкм, а период чередования выступов и канавок - 0,3-4,0 мкм, один из участков насыщают защитной жидкостью, например краской, выдерживают насыщенный защитной жидкостью участок до затвердения защитной жидкости, поверхность металлизованной пленки со стороны металлической поверхности подвергают химическому травлению до удаления с основы, свободной от слоя затвердевшей защитной жидкости, слоя металла металлизованной пленки и получают топографический элемент, который содержит деметаллизованный оптически прозрачный участок без голограммы и металлизованный оптически непрозрачный участок с голограммой, а границы металлизованного и деметаллизованного участков совпадают с границами топографического рельефа.