CH656721A5 - Support presentant une figure lisible de diffraction de la lumiere, son utilisation et procede pour le preparer. - Google Patents
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Description
L'invention concerne un support présentant une figure lisible de diffraction de la lumière, son utilisation et un procédé pour fabriquer cette figure.
20 La construction d'hologrammes dits «à surface en relief» a été décrite par de nombreux auteurs, y compris Bartolini et al., dont l'article a été publié dans Applied Optics, vol. 9, N° 10, en octobre 1970, pages 2283-2290. Ce même article décrit des procédés de création, à partir d'hologrammes photorésistants, de matrices en nickel 25 que l'on utilise ensuite pour graver en relief des hologrammes dans des feuilles de matière plastique. Mais les procédés de gravure holographique ne sont pas limités quant à la technique, et on peut utiliser des plaques ou des rouleaux de gaufrage classiques.
L'invention a pour but de fournir un support présentant une 30 figure lisible de diffraction constituée d'une matière gaufrée mince et fragile sur un substrat approprié. Ce substrat peut avoir une structure très texturée et être souple, comme c'est le cas par exemple de certains papiers. L'invention a également pour but de fournir une technique de fabrication d'un support présentant une figure lisible 35 de diffraction qui permette la manipulation et le traitement à la machine, sans problème, à l'aide d'une bande porteuse. Cette bande porteuse peut se présenter sous la forme de rouleaux de matériau. L'invention a enfin pour but de fournir une utilisation d'un support présentant une figure lisible de diffraction pour rendre un document 40 inviolable en raison de la fragilité de la figure lisible de diffraction, étant donné que toute tentative pour retirer celle-ci du document ou autre substrat aurait pour effet de la détruire. Le support selon l'invention et son procédé de fabrication sont définis respectivement dans les revendications 1 et 11.
45 Un procédé de fabrication d'un support selon l'invention commence par la fabrication d'une matrice dans l'une des faces de laquelle un diagramme ou une figure d'interférence est gravée en relief. Dans une forme de réalisation du procédé, on prépare une feuille de matériau stratifié ou feuilleté pour qu'elle puisse recevoir une so gravure en relief d'un diagramme de diffraction de la lumière. Cette feuille de matériau stratifié comporte une couche de support, une couche antiadhérence recouvrant la couche de support, une ou plusieurs couches de matière thermoplastique placées par-dessus la couche antiadhérence et moins sensibles à la chaleur que cette der-55 nière, et une couche de feuille mince, de préférence de métal, de moins de 100 nanomètres d'épaisseur et réunie à la surface de la couche thermoplastique à l'opposé de la couche antiadhérence.
On enfonce ensuite la matrice dans la feuille mince et la couche thermoplastique adjacente pour y former une figure gaufrée de dif-60 fraction de la lumière. La gravure en relief peut éventuellement être plus profonde que l'épaisseur de la feuille mince. On recouvre ensuite la feuille mince d'une couche d'adhésif. On retourne ensuite la feuille de matériau stratifié et on la comprime contre le substrat souple, du papier par exemple, à l'aide d'une plaque appropriée. 65 Cela provoque l'adhérence de la feuille mince au substrat et une séparation de la couche de support d'avec la couche de matière thermoplastique, du fait de la fusion de la couche antiadhérence. Cette adhérence et cette séparation ne se produisent que dans les zones qui
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se trouvent au-dessous de la plaque d'application de la pression. Dans les autres zones, la feuille mince et la couche thermoplastique sont maintenues en contact avec la couche de support. Quand on soulève la couche de support du substrat, la feuille mince et la couche de matière thermoplastique se cassent le long des bords de la plaque d'application de la pression, si bien que tout ce qui reste sur le substrat est la zone, y compris la gravure en relief, qui se trouvait au-dessous de la plaque d'application de la pression. Ce procédé est semblable à l'étampage à chaud. Une différence majeure, naturellement, réside dans l'étape de prégaufrage du matériau stratifié avec des figures de diffraction et holographiques très minces. Il faut prendre les plus grandes précautions pour préserver ces figures dans cette étape d'application, ainsi que dans le choix de matériaux appropriés pour la couche antiadhérence, la matière thermoplastique et le matériau réflecteur.
La matière thermoplastique est transparente, mais elle peut éventuellement être colorée. La figure de diffraction de la lumière, qui se trouve alors sur la surface la plus proche du substrat, est visible à travers la matière thermoplastique transparente sous la forme d'une figure de réflexion. L'effet tridimensionnel d'un hologramme ou l'effet iridescent d'un réseau de diffraction peuvent facilement être observés à travers la matière thermoplastique.
Le procédé est particulièrement utile pour la préparation de documents précieux, étant donné que le document résultant portant un hologramme ou un réseau de diffraction est impossible à réaliser sans l'aide d'un matériel coûteux. La surface gaufrée, se trouvant au-dessous de la couche thermoplastique extérieure, est inaccessible. D'autre part, la couche réflectrice et la couche thermoplastique, qui constituent la feuille mince subsistant sur le document ou autre substrat, sont si minces qu'elles ne sont pas autoporteuses. L'épaisseur de cette feuille mince peut ne pas dépasser 200 nanomètres. Toute tentative pour l'enlever de manière à avoir accès à la surface gaufrée ou à la transférer sur un substrat différent (document, etc.) a pour effet de la détruire.
L'utilité du procédé et du produit qui en résulte ne se limite pas aux documents précieux, mais peut éventuellement s'étendre à la " production de marques ou d'étiquettes, par exemple, ou bien à la préparation de tout document, ou publication, ou autre enregistrement, dans les cas ou l'on souhaite obtenir un effet particulièrement inhabituel et attrayant. Dans la technique antérieure, les opérations de gaufrage et de transfert sont exécutées simultanément, alors qu'avec la technique décrite ici, ces opérations sont exécutées séparément. Dans certains procédés de la technique antérieure, le gaufrage se fait à travers une couche porteuse, ce qui a pour effet de limiter la finesse de la figure gaufrée au point que le gaufrage d'hologrammes ne serait pas possible, alors qu'avec la technique qui est décrite ici il n'y a pas de couche intermédiaire. De tels procédés selon la technique antérieure aboutissent à une surface gaufrée non protégée qu'il est possible d'altérer ou de falsifier, alors que la technique qui est décrite ici crée automatiquement une surface hermétiquement fermée de diffraction de la lumière.
Sur les planches de dessins ci-jointes:
la fig. 1 est une vue en plan d'un document précieux portant un hologramme et un réseau de diffraction produit conformément à l'invention;
la fig. 2 est une vue en bout du document de la fig. 1, montrant la direction et l'angle d'inclinaison qui permettent de voir l'image holographique contenue dans le document;
la fig. 3 est une vue schématique montrant la direction et l'angle d'inclinaison qui permettent de voir le réseau de diffraction;
la fig. 4 est une vue partielle du document de la fig. 1, incliné comme sur la fig. 3 pour mettre en évidence le réseau de diffraction plus que l'hologramme;
la fig. 5 est une vue en coupe représentant une feuille de matériau stratifié ou feuilleté utilisée dans le procédé de préparation des documents selon les fig. 1 à 4;
la fig. 6 illustre l'application d'une matrice de gaufrage portant une figure d'interférence lumineuse sur la face supérieure de la feuille de matériau stratifié de la fig. 5;
la fig. 7 représente le matériau de la fig. 5 après que la matrice y a s gravé une figure en relief;
la fig. 8 illustre le procédé de fixation de la feuille gaufrée de matériau stratifié sur un substrat au moyen d'un procédé d'étampage, et la fig. 9 illustre, de façon quelque peu schématique, un autre procédé permettant de former une feuille gaufrée de matériau stratifié, io La fig. 1 représente un document précieux désigné dans son ensemble par le repère numérique 1, sur lequel est appliqué un disque circulaire 2 portant un hologramme qui contient une image de l'écus-son 3 qui semble flotter dans l'espace derrière la surface de l'hologramme. Le disque 2 porte également un réseau de diffraction 4, reis présenté sous la forme du nombre 20. Il est mis au point sur la surface de l'hologramme et il est représenté en trait interrompu. L'hologramme 3 et le réseau de diffraction 4 sont tous deux visibles. Cependant, pour un angle d'observation donné (l'angle d'inclinaison A de la fig. 2), c'est l'image 3 qui apparaît le plus nettement; c'est pourquoi 20 l'image 4 du réseau de diffraction est représentée en trait interrompu. L'image 3 est représentée apparaissant derrière la surface 1.
En inclinant légèrement le document par rapport à un axe horizontal (c'est-à-dire en augmentant l'angle A de la fig. 2 à l'angle B de la fig. 3), on fait en sorte que le réseau de diffraction 4 devient l'image 25 la plus visible et que les composants de l'image 3 tendent à être moins en évidence, comme le montre la fig. 2. Par conséquent, l'hologramme 3 est représenté en trait interrompu sur la fig. 4. les images contenues dans la structure représentée sur ces figures peuvent contenir des images holographiques très diverses. D'autre part, il doit également 30 être évident que le cachet qui est représenté ici ne se limite pas nécessairement à une forme circulaire.
Les termes «horizontal» et «vertical» sont utilisés dans la description précédente par référence au document représenté sur la fig. 1, «horizontal» se rapportant à la grande dimension du document et 35 «vertical» à la petite dimension du document.
Les fig. 5 à 8 représentent une forme de réalisation d'un procédé permettant de préparer l'hologramme gravé en relief et de le fixer sur le document.
On commence par préparer une structure stratifiée ou feuilletée 40 13 comprenant une couche de support 5, qui peut être en polyester et dont l'épaisseur peut aller d'environ 0,012 à environ 0,025 mm. La couche de support est recouverte d'une couche antiadhérence 8, laquelle peut être faite d'un matériau extrêmement sensible à une augmentation de température, par exemple une cire appropriée. Par-45 dessus la couche antiadhérence il est prévu une couche de matière thermoplastique 6, laquelle est moins sensible à la chaleur, c'est-à-dire qu'elle a un point de fusion plus élevé que la couche antiadhérence. Une seconde couche thermoplastique 7 est placée par-dessus la couche 6, et une couche de feuille réflectrice mince 10, de préfé-50 rence en aluminium, est placée par-dessus la seconde couche thermoplastique et lui est réunie.
Les couches thermoplastiques peuvent être toutes les deux transparentes. La couche 6 est choisie pour sa résistance à l'usure étant donné qu'elle constituera la couche externe sur le produit fini. Une 55 seule couche thermoplastique peut éventuellement être utilisée à la place des couches 6 et 7, si sa résistance à l'usure est suffisante.
Après avoir préparé le matériau stratifié 13 de la fig. 5, on le place sous une matrice 11 dont l'une des faces 12 prend la forme d'un hologramme à surface en relief. Cela est représenté sur la fig. 6. 60 Plusieurs procédés de construction d'une matrice métallique de gravure en relief des hologrammes sont connus dans la technique. On applique fortement la matrice 11 contre le matériau stratifié 13, ce qui a pour effet de déformer la feuille mince 10 et de former une gravure en relief 13a dans le matériau stratifié, comme le montre la 65 fig. 7.
On recouvre alors la feuille mince 10, y compris la gravure en relief 13a, d'une couche 14 d'un adhésif à chaud. Comme le montre la fig. 8, on retourne le matériau stratifié 13 et on le place sur le subs-
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trat auquel il doit être fixé, lequel peut être le document représenté sur la fig. 5. Le document peut éventuellement porter des caractères imprimés classiques, de préférence en creux. On applique de préférence ces caractères avant de mettre en œuvre le procédé de l'invention, mais cette application peut éventuellement être effectuée en s second. On applique ensuite une plaque d'application de pression ou une matrice d'étampage (repère numérique 15 sur la fig. 8) sur le matériau stratifié 13 superposé au papier 1, et on maintient la plaque ou la matrice contre le matériau stratifié tout en chauffant et comprimant suffisamment pour faire adhérer le matériau stratifié 13 au 10 papier 1. L'adhésif à chaud est absorbé par les pores du papier 1. La couche antiadhérence 8 fond, permettant l'enlèvement de la couche de support 5. La couche extérieure est alors la couche thermoplastique 6 ou 7, qui sont toutes deux transparentes. Il est produit sur la fâce du document 1 un disque 2, portant un hologramme et un '5 réseau de diffraction qui sont visibles à partir de sa face comme décrit relativement aux fig. 1 à 4.
Le procédé décrit ci-dessus peut être utilisé pour un hologramme simple, sans aucun réseau de diffraction complémentaire, ou bien il peut être utilisé pour un réseau de diffraction sans hologramme. Il 20 est également possible d'utiliser ce procédé pour plusieurs hologrammes ou plusieurs réseaux de diffraction. On peut encore utiliser une combinaison de plusieurs hologrammes ou de plusieurs réseaux de diffraction. L'image particulière que l'on observe à un moment donné quelconque dépend de l'angle dont l'observateur incline le do- 25 cument.
Au lieu d'utiliser une feuille métallique mince 10 qui est réunie à la surface de la matière thermoplastique 6, on peut déposer, par dépôt sous vide ou par d'autres méthodes, une couche mince d'aluminium ou d'un autre matériau réflecteur sur la surface de la matière 30 thermoplastique 6. Ou bien, on peut procéder à ce dépôt de matière après l'opération de gravure en relief qui est représentée sur les fig. 6 et 7, mais avant l'application de l'adhésif désigné par le repère numérique 14 sur la fig. 8.
Une autre possibilité de production du matériau stratifié 13 con- 3S tenant un hologramme à surface en relief consiste à utiliser un moulage plutôt qu'une gravure en relief classique.
Les couches stratifiées d'hologramme 6, 7 et 10 qui subsistent sur le document 1 peuvent ne pas avoir plus de 200 nanomètres d'épaisseur. Ce stratifié doit de préférence être assez délicat pour que le ma- 40 tériau ne conserve pas son intégrité en cas de tentative de transfert du cachet holographique du document 1.
La fig. 9 illustre un autre procédé permettant de former une structure stratifiée 30 correspondant à la structure 13 de la fig. 8, et d'y imprimer un hologramme. La fig. 9 représente un cylindre 21 tournant sur un arbre 22. Le cylindre 21 porte un hologramme en relief sur sa surface externe. L'hologramme se répète à intervalles sur le pourtour du cylindre 21.
Un matériau transparent provenant d'une source appropriée 23 est amené par une buse 24 et se dépose sous la forme d'une feuille coulante 25 sur la surface du cylindre tournant 21. Une feuille stratifiée, se composant d'une couche de support 5 et d'une couche antiadhérence 8, arrive d'une source appropriée, en passant sur un galet de guidage 26, de manière à venir en contact avec la surface externe de la feuille 25. Le cylindre 21 peut éventuellement être chauffé au point de contact de la feuille 25 avec la feuille stratifiée. On oblige la feuille 25 à venir en contact avec les hologrammes en relief sur la surface du cylindre 25. Une partie de ce cylindre peut éventuellement être refroidie, si c'est nécessaire, avant qu'elle atteigne un autre galet de guidage 25 au niveau duquel le matériau stratifié, maintenant désigné par le repère numérique 30, est recueilli par une bobine réceptrice appropriée (non représentée). En fait, la feuille 25 peut être décrite comme étant coulée entre le cylindre de matrice 21 et la bande stratifiée comportant la couche de support 5. Les hologrammes sont alors imprimés sur la feuille de matériau transparent 25. Le matériau stratifié 30 qui part du galet de guidage 27 diffère du matériau de la fig. 5 en ce qu'une couche transparente unique 25 est utilisée à la place des deux couches transparentes 6 et 7 de la fig. 5.
On peut ensuite placer éventuellement une surface réflectrice, comparable à la feuille mince 10 de la fig. 5, sur le matériau transparent 25 en y déposant une couche d'aluminium, par exemple, par dépôt de vapeur ou projection. Le matériau stratifié de la fig. 9 constitue alors l'équivalent de celui qui est représenté sur la fig. 8.
« Le substrat peut être du papier ou un succédané approprié du papier. Par exemple, on peut utiliser les feuilles fibrillées de film de polyêthylène qui sont décrites dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N° 4.247.318. On peut éventuellement utiliser d'autres substrats appropriés, par exemple des matières plastiques rigides telles que celles que l'on utilise actuellement pour les cartes de crédit et les articles similaires.
Les contours des gravures en relief sont représentés sous une forme arrondie. L'échelle des dessins est fortement agrandie. Il est difficile, sinon pratiquement impossible, de déterminer si une crête ou un creux donné dans une structure réelle forme un angle aigu ou est arrondi. Mais on pense qu'il est correct de les représenter sous une forme arrondie.
2 feuilles dessins
Claims (16)
1. Support présentant une figure lisible de diffraction de la lumière, caractérisé en ce qu'il comprend un substrat (1), au moins une couche transparente (7 ; 6, 7 ; 25), une couche réflectrice ( 10) liée à une surface de la couche transparente, une couche de matériau de liaison (14) située entre la couche réflectrice et le substrat et produisant une liaison dont la résistance au cisaillement est plus grande que celle de la couche transparente, de sorte que la couche transparente ne puisse pas être retirée du substrat sans être détruite, la couche réflectrice et la surface de la couche transparente la plus proche de celle-ci étant mises sous la forme d'un hologramme.
2. Support selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche transparente a une épaisseur de 1 à 10 micromètres.
2
REVENDICATIONS
3. Support selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche transparente est une couche de matière thermoplastique.
4. Support selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche réflectrice est une couche mince métallique.
5. Support selon la revendication 1, caractérisé en ce que le substrat est souple.
6. Support selon les revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la couche réflectrice a une épaisseur de moins de lOO.nanomètres et que l'hologramme est réalisé sous forme d'indentations dans la couche transparente et la couche réflectrice, au moins une partie des inden-tations ayant une profondeur supérieure à l'épaisseur de la couche réflectrice.
7. Support selon la revendication I, caractérisé en ce que la couche transparente n'est pas autoporteuse tandis que le substrat est autoporteur.
8. Support selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche transparente est dimensionnellement instable à moins d'être supportée tandis que le substrat est autopôrteur.
9. Support selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche transparente comprend une strate (7) relativement molle sur son côté le plus proche de la couche, réfletrice et une strate (6) d'un matériau résistant à l'abrasion par-dessus la strate relativement molle précitée.
10. Utilisation du support selon la revendication 1 pour rendre un document inviolable.
11. Procédé de fabrication d'un support présentant une figure lisible de diffraction de la lumière selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on prépare une feuille (13) de matériau comportant une couche de support (5) et une couche transparente (7; 6, 7; 25) dont l'une des surfaces est adjacente à la couche de support et dont l'autre surface supporte une couche réflectrice (10), la couche réflectrice et la surface de la couche transparente la plus proche de celle-ci ayant été mises sous la forme d'un hologramme, l'on fait adhérer (14) la feuille (13) de matériau à un substrat (1) de façon telle que la couche réflectrice (10) supportée par la couche transparente (7; 6, 7; 25) soit la plus proche du substrat (1), et l'on sépare la couche de support de la couche réflectrice supportée par la couche transparente.
12. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que dans l'étape de préparation on dispose une couche antiadhérence (8) sensible à la chaleur entre la couche de support (5) et la couche transparente (7 ; 6, 7 ; 25), dans l'étape d'adhérence on dispose une couche d'adhésif (14) sensible à la chaleur entre la couche réflectrice (10) supportée par la couche transparente et le substrat (1), et dans l'étape de séparation on applique de la chaleur et de la pression aux couches superposées de façon à faire adhérer au substrat la couche réflectrice supportée par la couche transparente et à séparer la couche transparente de la couche de support.
13. Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que dans l'étape de préparation la couche transparente a une épaisseur de moins de 500 nanomètres et que ce qui en reste sur le substrat après l'étape de séparation a une épaisseur de 1 à 10 micromètres.
14. Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que dans l'étape de séparation on applique la chaleur sur la face du substrat qui est opposée à celle qui est adjacente à la couche réflectrice supportée par la couche transparente.
15. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que dans l'étape de préparation on applique la couche transparente (25) sur la s couche de support (5) sous la forme d'un liquide que l'on solidifie ensuite.
16. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que la couche réflectrice et la surface de la couche transparente la plus proche de celle-ci sont mises sous la forme d'un hologramme en y io appliquant une matrice (21) qui porte en relief la figure de diffraction de la lumière à produire.
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