RU2035762C1

RU2035762C1 - Method of making holographic marks

Info

Publication number: RU2035762C1
Authority: RU
Inventors: В.А. Комаров; В.А. Кочкин
Original assignee: Предприятие "Спекл"
Priority date: 1992-07-28
Filing date: 1992-07-28
Publication date: 1995-05-20

Abstract

FIELD: protection of stocks. SUBSTANCE: multilayer mark is formed which has dielectric substrate, working thermoplastic layer, reflecting layer and cementing layer. The method concludes in forming hologram of image of mark sign onto working layer. Reflecting hologram is fixed by contact-free thermal deformation of working layer of the mark. Reflecting and cementing layers are applied in sequence after fixation. Mark is applied with its working layer to stocks due to heating thermo-cementing layer. Copying and random mechanical damage of the hologram are excluded as the hologram is protected by dielectric transparent substrate. EFFECT: improved reliability of protection. 2 cl, 5 dwg

Description

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. The invention relates to the field of security of securities, printing, banknote business (for the protection and advertising of various securities and other documents) and can be used mainly for the manufacture of optical tags with holographic elements that are advertising or protective (against counterfeiting) in nature, and also manufacturing various labels, nameplates and labels.

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. A known method of manufacturing holographic labels [1] consists in registering the primary hologram of the marking, forming a rainbow hologram and copying it on the label, moreover, copying is carried out by registering the secondary hologram on a positive photoresistive material, etching, manufacturing a matrix copy from the etched secondary hologram and applying the hologram images of the mark on the labels by their contact deformation (stamping) using a copy matrix. In this case, a metallized mylar ribbon is used as the substrate of the label base.

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. The disadvantages of this method include the complex manufacturing technology due to the multi-stage label manufacturing process and multiple copying of holograms, a low degree of protection due to the potential for copying the microrelief located on the open surface of the holograms, as well as low speed due to the presence of hologram rewriting operations and photochemical processing processes. In addition, the use of stamping operations from the matrix in the manufacture of holographic labels makes it impossible to obtain single copies (small series) of holographic labels due to the high cost of the process.

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. Closest to the invention and chosen as a prototype is a method of manufacturing holographic labels [2] which consists in forming a hologram of the image of the mark, registering it on an intermediate recording medium, manufacturing a matrix of a relief copy of the registered hologram, fixing the relief phase hologram of the image of the mark by contact deformation of the working surface labels pre-coated with a reflective coating having a constant reflectance for the whole okupnosti produced labels, applied to the reverse side of the label adhesive coating.

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. The disadvantages of this method are technical complexity (leading to an increase in the cost of the manufacturing process), low security and low speed, due to the same reasons as in the methods-analogues.

Задачами заявляемого способа являются упрощение технологии и повышение степени защищенности голограммы. The objectives of the proposed method are to simplify the technology and increase the degree of security of the hologram.

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. The tasks are solved due to the fact that by the method of manufacturing holographic labels, which consists in forming a hologram of the image of the mark and registering the relief phase hologram of the image of the mark by deforming the working layer of the label, applying reflective and adhesive coatings, the working layer of the label is formed in the form of a multilayer structure containing a substrate and a photosensitive thermoplastic recording layer, the formation of a hologram of the image of the mark o uschestvlyayut on the surface of the recording layer, recording a phase hologram relief-image mark is carried out immediately after its formation, reflective and adhesive coatings are applied sequentially to the surface of the recording layer after recording the hologram, the deformation of the working surface of the label producing contactlessly.

Поставленные задачи решаются также за счет того, что в предлагаемом способе отражающее покрытие выполняют с изменяющимся коэффициентом отражения от этикетки к этикетке. The tasks are also solved due to the fact that in the proposed method, the reflective coating is performed with a varying reflectance from label to label.

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. In FIG. 1 is a diagram of the manufacturing of a holographic label according to the proposed method, where 1 is a mark, 2 a coherent radiation source, 3 a hologram formation circuit, 4 a label, 5 a hologram development device, 6 high voltage source, 7 heat conductor, 8 synchronizer; in FIG. 2-5 cutaway label before the formation of the hologram (Fig. 2), during the manufacturing process after fixing the hologram before (Fig. 3) and after (Fig. 4) the application of reflective and adhesive coatings, as well as after its application to the security paper (Fig. 5), where 9 is a recording layer, 10 is a reflective coating, 11 is an adhesive coating, 12 is a substrate, 13 is a security paper.

Сущность заявляемого способа заключается в следующем. The essence of the proposed method is as follows.

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. A mark 1 is formed, the holographic label of the image of which must be obtained (for example, the mark can be a three-dimensional model or a flat banner). When the marking is illuminated by coherent radiation, its coherent image is obtained, transforming it to form a hologram of the required type. Using the hologram generation circuit 3 (for example, in the case of registering a rainbow hologram, an image hologram reconstructed from a slit hologram is used), a hologram of the marking image is formed on the surface of the label.

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). Beams of coherent radiation forming a hologram cause at each image point proportional to the radiation intensity local changes in the physicochemical properties of the recording layer 9 deposited on the working side of the label 4. A photosensitive thermoplastic layer deposited on a polymer substrate 12 is used as such a layer, for example, lavsan, which is the basis labels (Fig. 2). Before the formation of the hologram, a uniform electrostatic charge is applied to the surface of layer 9, which, when exposed to coherent radiation (carrying information about the hologram of the mark), is transformed due to the photoconductivity of the working layer into a potential relief proportional to the spatial distribution of the radiation intensity over the surface of the working layer. During subsequent heat treatment, local changes in the surface electric field that occur under the influence of radiation are transformed into a geometric relief, the depth of which is proportional to the local intensity of the coherent radiation that forms the hologram of the sign (Fig. 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. The termination of the heat load and the hardening of the recording layer make it possible to fix the geometric relief and thereby obtain the relief phase hologram of the hologram of the image of the mark. The deformation of the working surface of the label is carried out without mechanical contact due to thermal effects on the working layer.

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). The formation of the hologram and the fixation of the relief-phase hologram is carried out directly on the surface of each individual label, which allows you to quickly enter into the registered marking signs changes that ensure the identifiability of each label (for example, number).

Для более полного описания работы заявленного способа приведем пример его реализации в устройстве. For a more complete description of the operation of the claimed method, we give an example of its implementation in the device.

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. The marking sign 1 is highlighted by the radiation of a coherent radiation source 2 (laser) and, using the hologram generating circuit 3, a coherent image of the marking is formed on the surface of the recording layer 9 of label 4. The electrostatic charge is applied to the recording layer by means of a high-voltage source 6, in the discharge gap of which a label is placed. Synchronization of the deposition of charge, exposure, manifestation and fixation of the hologram is carried out by means of a synchronizer 8 (for example, a time slider with output keys and a shutter) to modulate laser radiation. As a result of the physicochemical process described above, a geometric relief and, therefore, a phase relief hologram are formed on the surface of the label. As a device 5 for developing a hologram (for thermal action on the working layer), a pulsed current source loaded on a heat conductor 7 in thermal contact with the label can be used, for example, a conductive coating on a dielectric base pressed against the back of the label.

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. To increase the diffraction efficiency of the recorded hologram of the image of the mark, the reflective coating 10 (metallized layer) is applied, for example, by evaporation in a vacuum. Its reflection coefficient depends on the specific application of the manufactured hologram (the degree of transparency can vary) and is provided by the choice of the application mode of the reflective layer (its material and thickness). The reflective coating may vary from label to label. After applying the reflective coating, an adhesive coating is applied to it from a material having thermo-adhesive properties. The application of the thermo-adhesive layer is carried out, for example, on a standard sprinkler.

Нанесение изготовленной голограммы на носитель (например, защищаемую ценную бумагу) происходит в дальнейшем рабочей стороной к защищаемому документу (фиг. 5) за счет прогрева термоклеящего слоя. The manufactured hologram is applied to the medium (for example, a security to be protected) in the future by the working side to the document to be protected (Fig. 5) by heating the hot-melt adhesive.

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. The main advantages of the proposed method compared to the prototype are to increase the security of the hologram and simplify the manufacturing technology of the label. This is ensured by the rejection of photochemical processing operations and the direct formation of holograms on the surface of manufactured labels. Since after applying the hologram to the protected document from mechanical impact by the dielectric transparent substrate 12 (Fig. 5), copying of the hologram and its accidental mechanical damage are impossible, which ensures a positive effect. An additional positive effect is the increase in speed associated with saving time on the process of forming a hologram on a photoresist, its photochemical processing, and the process of removing a nickel matrix. For the proposed method, there is no loss of time for their implementation, since the hologram is formed directly on the working surface of the label.

Claims

1. METHOD FOR PRODUCING HOLOGRAPHIC LABELS, which consists in forming a hologram of the image of the mark and registering the relief phase hologram of the image of the mark by deforming the working layer of the label, applying reflective and adhesive coatings, characterized in that the working layer of the label is formed into a multilayer structure containing a substrate and a photosensitive thermoplastic recording layer, an adhesive coating is made of a material with thermal adhesive properties, the formation of golog Amma of the image of the marking mark is carried out on the surface of the recording layer, registration of the relief-phase hologram of the image of the marking mark is carried out immediately after its formation, reflective and hot-adhesive coatings are applied sequentially to the surface of the recording layer, and the working layer of the label is deformed non-contact.

2. The method according to claim 1, characterized in that the reflective coating is performed with a reflection coefficient that varies from label to label.