RU2035315C1

RU2035315C1 - Method for stock and securities protection by means of applying holographic label

Info

Publication number: RU2035315C1
Authority: RU
Inventors: В.А. Комаров; В.А. Кочкин; И.А. Мочалов; А.Г. Писарев
Original assignee: Предприятие "Спекл"
Priority date: 1992-09-15
Filing date: 1992-09-15
Publication date: 1995-05-20

Abstract

FIELD: polygraphy; stock and securities protection by using special light effects. SUBSTANCE: method involves applying multilayer dielectric structure, having separating, protecting and thermoplastic layers to the flexible base layer. Phase- modulated relief hologram of the label is located on the thermoplastic layer with the following application of reflecting and adhesive layer to the thermoplastic layer. The label is located on a stock paper to be protected and secured there by means of an adhesive layer. The holographic layer is protected from mechanical actions by dielectric layers. So, the hologram is protected from being copied or accidentally damaged because it is impossible without implying mechanical damage. EFFECT: reliable protection of stock and securities. 5 dwg

Description

Изобретение относится к эмиссии ценных бумаг различного назначения, банковскому делу, преимущественно для защиты ценных бумаг и документов от возможной подделки, а также для придания защищаемым ценным бумагам и документам высоких потребительских свойств. Изобретение может быть использовано в полиграфии и рекламе для изготовления различных этикеток, ярлыков, товарных знаков и шильдиков, служащих для целей защиты оригинальных изделий от подделки, а также в целях рекламы. The invention relates to the issue of securities for various purposes, banking, mainly to protect securities and documents from possible counterfeiting, as well as to give the protected securities and documents high consumer properties. The invention can be used in printing and advertising for the manufacture of various labels, tags, trademarks and nameplates, which serve to protect the original products from counterfeiting, as well as for advertising.

Известен способ защиты ценных бумаг путем нанесения голографических меток, наносимых путем тиснения [1] заключающийся в формировании голограммы метки, регистрации первичной голограммы метки, формировании радужной голограммы, ее копировании на рабочий слой, нанесении клеящего покрытия на оборотную сторону метки и наклеивании метки на защищаемый документ. Копирование осуществляют путем регистрации вторичной голограммы на позитивном фоторезистивном материале, травления, изготовления матрицы-копии с травленной вторичной голограммы и нанесения голограммы метки на рабочий слой путем контактной деформации (штамповки) с помощью матрицы-копии. В качестве рабочего слоя при этом используют гибкую основу (преимущественно лавсановую) с нанесенным на нее до контактной деформации отражающим покрытием, а после контактной деформации на оборотную сторону гибкой основы наносят клеящее покрытие, обеспечивающее контакт голографической метки с защищаемой ценной бумагой. A known method of protecting securities by applying holographic marks applied by embossing [1] consists in forming a hologram of a mark, registering the primary hologram of a mark, forming a rainbow hologram, copying it onto the working layer, applying an adhesive coating to the back of the mark and sticking the mark on the document to be protected . Copying is carried out by registering a secondary hologram on a positive photoresistive material, etching, manufacturing a copy matrix from the etched secondary hologram, and applying a hologram mark on the working layer by contact deformation (stamping) using a copy matrix. In this case, a flexible base (mainly dacron) is used with a reflective coating applied to it before contact deformation, and after contact deformation, an adhesive coating is applied to the back of the flexible base to ensure that the holographic mark is in contact with the security to be protected.

Известен способ защиты ценных бумаг путем нанесения голографических меток [2] заключающийся в аналогичном рассмотренному выше способу формировании голограммы метки, фиксации ее на рабочем слое в виде рельефно-фазовой голограммы и переносе голограммы метки на защищаемый документ путем контакта клеящего покрытия с поверхностью защищаемого документа. При этом до фиксации рельефно-фазовой голограммы последовательно наносят на гибкую диэлектрическую основу разделительный слой, защитный слой, отражающее покрытие, клеящее покрытие, а после переноса голограммы на защищаемый документ удаляют гибкую основу по разделительному слою, изменяя его физические параметры. There is a method of protecting securities by applying holographic marks [2], which consists in the method described above for forming a hologram of a mark, fixing it on the working layer in the form of a relief phase hologram and transferring the hologram of the mark to the protected document by contacting the adhesive coating with the surface of the protected document. In this case, before fixing the relief-phase hologram, a separation layer, a protective layer, a reflective coating, an adhesive coating are successively applied to the flexible dielectric base, and after the hologram is transferred to the protected document, the flexible base is removed along the separation layer, changing its physical parameters.

Недостатками известных способов являются сложность технологии изготовления, вызванная многоступенчатым процессом изготовления метки, включающим технологические операции различного вида (фотохимическая обработка, травление, многократное копирование голограмм при изготовлении); невысокая степень защиты, обусловленная потенциальной возможностью копирования зафиксированного геометрического рельефа (рельефно-фазовой голограммы), нанесенного на внешнюю поверхность голограммной метки; низкое быстродействие, обусловленное многоступенчатой технологией изготовления и нанесения голограммы метки; невозможность идентификации метки (в рамках единого технологического процесса изготовления голографической метки), используемой для защиты ценных бумаг. The disadvantages of the known methods are the complexity of the manufacturing technology, caused by a multi-stage process of manufacturing tags, including technological operations of various kinds (photochemical processing, etching, multiple copying of holograms during manufacturing); low degree of protection due to the potential for copying a fixed geometric relief (relief-phase hologram) deposited on the outer surface of the hologram mark; low speed due to multi-stage manufacturing technology and applying a hologram label; the impossibility of identifying a tag (within the framework of a single technological process for manufacturing a holographic tag) used to protect securities.

Способ [2] является наиболее близким к изобретению техническим решением и выбран за прототип. Method [2] is the closest to the invention technical solution and is selected as a prototype.

Задачей способа является повышение степени защищенности ценных бумаг от возможной подделки. The objective of the method is to increase the degree of security of securities from possible counterfeiting.

Поставленная задача решается за счет того, что по способу, заключающемуся в последовательном нанесении на гибкую основу разделительного и защитного слоев, формировании гологораммы метки, ее фиксации в виде рельефно-фазовой голограммы, нанесении отражающего и клеящего покрытий, переносе голограммы метки на поверхность защищаемой ценной бумаги и удалении гибкой основы перед формированием голограммы метки, на защитный слой многослойной структуры наносят рабочий слой, выполненный из материала с фототермопластическими свойствами, формирование голограммы метки осуществляют на поверхности рабочего слоя до нанесения отражающего покрытия, отражающее и клеящее покрытия наносят последовательно на рабочий слой после фиксации рельефно-фазовой голограммы, причем фиксацию рельефно-фазовой голограммы осуществляют непосредственно после формирования голограммы метки. The problem is solved due to the fact that by the method consisting in sequentially applying a separating and protective layers on a flexible base, forming a holo-gram of a mark, fixing it in the form of a relief-phase hologram, applying reflective and adhesive coatings, transferring the hologram of the mark to the surface of the security and removing the flexible base before forming the hologram of the label, a working layer is applied to the protective layer of the multilayer structure made of a material with photothermoplastic properties, forming The marking hologram is carried out on the surface of the working layer before applying the reflective coating, the reflective and adhesive coatings are applied sequentially to the working layer after fixing the relief phase hologram, and fixing the relief phase hologram is carried out immediately after the formation of the mark hologram.

Поставленная задача решается за счет того, что между отражающим и клеящим покрытиями наносят маскирующий слой, а также за счет того, что отражающее покрытие выполняют с изменяющимся от метки к метке коэффициентом отражения. The problem is solved due to the fact that a masking layer is applied between the reflective and adhesive coatings, and also due to the fact that the reflective coating is performed with a reflection coefficient varying from mark to mark.

На фиг. 1 и 2 приведена схема изготовления голографической метки по предложенному способу, где 1 оригинал метки, 2 источник когерентного излучения, 3 блок формирования голограммы, 4 голограммная метка, 5 устройство фиксирования голограммы, 6 высоковольтный источник напряжения, 7 теплопровод, 8 источник постоянного тока, 9 ключевые каскады, 10- затвор, 11 задатчик временных интервалов; на фиг. 3 приведена обобщенная схема нанесения голографической метки и даны разрезы изготавливаемой метки на соответствующих операциях, где 12 блоки нанесения диэлектрических покрытий (поливочные машины), 13 блок нанесения отражающего покрытия, 14 блок переноса метки (штамп), 15 разделительный слой, 16 защитный слой, 17 рабочий слой, 18 отражающее покрытие, 19 клеящее покрытие, 20 подложка, 21 маскирующий слой, 22 рельефно-фазовая голограмма, 23 защищаемая поверхность. In FIG. Figures 1 and 2 show the manufacturing scheme of a holographic mark according to the proposed method, where 1 is the original mark, 2 coherent radiation source, 3 hologram generating unit, 4 hologram mark, 5 hologram fixing device, 6 high voltage voltage source, 7 heat conductor, 8 DC current source, 9 key cascades, 10-gate, 11 time slider; in FIG. Figure 3 shows a generalized scheme for applying a holographic mark and sections of the manufactured mark are given for the corresponding operations, where 12 dielectric coating units (watering machines), 13 reflective coating unit, 14 mark transfer unit (stamp), 15 separation layer, 16 protective layer, 17 working layer, 18 reflective coating, 19 adhesive coating, 20 substrate, 21 masking layer, 22 relief-phase hologram, 23 protected surface.

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

Изготавливают оригинал метки, голограмму которой необходимо нанести на защищаемую поверхность бумаги (документа). Он может представлять собой объемную модель (для получения радужной голограммы) или плоский транспарант (для получения двумерной голограммы), либо комбинацию плоских и объемных компонентов. Освещая оригинал метки пучком когерентного излучения, получают его когерентное изображение, посредством которого формируют голограмму требуемого типа. Голограмму метки формируют на рабочем слое, нанесенном на метку, через блок формирования голограммы. The original mark is made, the hologram of which must be applied to the protected surface of the paper (document). It can be a three-dimensional model (to obtain a rainbow hologram) or a flat banner (to obtain a two-dimensional hologram), or a combination of flat and volume components. By illuminating the original label with a beam of coherent radiation, its coherent image is obtained, by means of which a hologram of the required type is formed. A hologram of the mark is formed on the working layer deposited on the mark through the hologram forming unit.

Метка представляет собой многослойную структуру, формируемую следующим образом. A label is a multilayer structure formed as follows.

До формирования голограммы на гибкую диэлектрическую подложку 10 (например, лавсановую ленту) наносятся последовательно разделительный, защитный и рабочий слои. Разделительный слой 15 представляет собой пленочную структуру, способную под воздействием внешних факторов (нагрев, механические напряжения) изменять свои физические свойства, обеспечивая после переноса голограммы метки на защищаемый документ удаление гибкой основы подложки. Функции защитного слоя 16 сводятся к защите нанесенной на поверхность документа голограммы метки от внешних воздействий после удаления подложки. Он обеспечивает устойчивость к механическим и химическим воздействиям и выполняется на базе лакового покрытия с заданными физико-химическими свойствами. Голограмму метки фиксируют на специально наносимом на основу рабочем слое 17. В качестве рабочего слоя используют фоточувствительный термопластический слой, нанесенный на основу метки, т.е. поверх защитного слоя. Prior to the formation of the hologram, a separating, protective and working layer is applied sequentially to a flexible dielectric substrate 10 (for example, an mylar ribbon). The separation layer 15 is a film structure that is capable of changing its physical properties under the influence of external factors (heating, mechanical stresses), after removing the hologram of the label on the document to be protected, removing the flexible substrate base. The functions of the protective layer 16 are reduced to the protection of the mark applied to the surface of the document hologram from external influences after removal of the substrate. It provides resistance to mechanical and chemical influences and is performed on the basis of a varnish coating with specified physicochemical properties. The hologram of the mark is fixed on a specially applied working layer 17. The photosensitive thermoplastic layer deposited on the base of the mark, i.e. over the protective layer.

Нанесение на диэлектрические основы покрытий с различными физико-химическими свойствами обеспечивается последовательным пропусканием гибкой основы через поливочные машины 12. The application of coatings with different physicochemical properties to dielectric substrates is ensured by sequentially passing the flexible substrates through irrigation machines 12.

Формирующие гологограмму пучки когерентного излучения вызывают в каждой точке изображения локальные изменения физико-химических свойств рабочего слоя, пропорциональные интенсивности излучения. Перед формированием голограммы на его поверхность наносят электростатический заряд. Под воздействием излучения однородное электростатическое поле на поверхности рабочего слоя изменяется пропорционально интенсивности излучения, формирующего голограмму метки. 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 изображения метки. Beams of coherent radiation forming a hologram cause local changes in the physicochemical properties of the working layer at each point in the image, which are proportional to the radiation intensity. Before the formation of a hologram, an electrostatic charge is applied to its surface. Under the influence of radiation, a uniform electrostatic field on the surface of the working layer changes in proportion to the intensity of the radiation forming the mark hologram. 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, which forms the hologram of the image of the mark.

Прекращение тепловой нагрузки и застывание рабочего слоя позволяет зафиксировать геометрический рельеф и тем самым получить рельефно-фазовую голограмму, т.е. зафиксировать голограмму метки на рабочем слое. При этом деформацию рабочего слоя осуществляют без механического контакта за счет теплового воздействия на рабочий слой. The termination of the heat load and the solidification of the working layer allows us to fix the geometric relief and thereby obtain a relief-phase hologram, i.e. fix the hologram of the label on the working layer. In this case, the deformation of the working layer 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 метки, что позволяет оперативно вводить в регистрируемые метки изменения, обеспечивающие идентифицируемость каждой метки (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 changes in the registered labels that ensure the identifiability of each label (for example, number).

После фиксации рельефно-фазовой голограммы на поверхность рабочего слоя наносятся отражающее и клеящее покрытия. Отражающее покрытие 18 повышает дифракционную эффективность зафиксированной голограммы, увеличивая ее потребительские свойства. Его выполнение с регулируемым коэффициентом отражения, например, изменяющимся от метки к метке, позволяет также повысить защитные свойства голографической метки, так как вариация коэффициента отражения от метки к метке является дополнительным фактором, затрудняющим подделку. Клеящее покрытие 19 наносят после отражающего покрытия, обеспечивая фиксацию метки на поверхности защищаемого документа, и выполняют из клея, обладающего хорошей адгезией к контактирующим с ним слоям метки и к защищаемому документу. After fixing the relief phase hologram, reflective and adhesive coatings are applied to the surface of the working layer. Reflective coating 18 increases the diffraction efficiency of a fixed hologram, increasing its consumer properties. Its implementation with an adjustable reflection coefficient, for example, varying from label to label, also allows you to increase the protective properties of the holographic label, since the variation of the reflection coefficient from label to label is an additional factor that complicates the fake. The adhesive coating 19 is applied after the reflective coating, fixing the mark on the surface of the document to be protected, and is made of glue having good adhesion to the label layers in contact with it and to the document to be protected.

Для повышения степени защищенности голограммной метки между рабочим и клеящим покрытиями наносят дополнительный маскирующий слой 21, выполненный из материала, аналогичного по физико-химическим свойствам рабочему слою. В этом случае рельефно-фазовая голограмма оказывается заключенной внутри "сэндвич-структуры" из двух идентичных слоев, между которыми нанесено по геометрическому рельефу металлизированное отражающее покрытие. При малой толщине металлического слоя, обладающего хорошей адгезией к фототермопластическому материалу, эта стpуктура не позволяет осуществить снятие контактных копий голограмм при физическом (химическом) уничтожении одного из слоев (например, растворением). Предложенная технология нанесения голографических меток на защищаемые ценные бумаги не мешает введению в наносимые слои различных добавок и нанесению защитных знаков с использованием других технологий, что повышает количество степеней защиты. To increase the degree of protection of the hologram mark between the working and adhesive coatings, an additional masking layer 21 is applied, made of a material similar in physical and chemical properties to the working layer. In this case, the relief phase hologram is enclosed inside a “sandwich structure” of two identical layers, between which a metallized reflective coating is applied over the geometric relief. With a small thickness of the metal layer having good adhesion to the photothermoplastic material, this structure does not allow contact copies of the holograms to be removed during the physical (chemical) destruction of one of the layers (for example, by dissolution). The proposed technology for applying holographic labels to protected securities does not prevent the introduction of various additives into the applied layers and the application of security signs using other technologies, which increases the number of degrees of protection.

Рассмотрим пример реализации предложенного способа в устройстве. Consider an example of the implementation of the proposed method in the device.

Оригинал 1 метки освещают излучением источника 2 когерентного излучения (лазера) и с помощью блока 3 формирования голограммы формируют на поверхности голограммной метки 4 голограмму метки требуемого вида (например, радужную). Устройство 5 фиксирования голограммы состоит из следующих блоков. С помощью высоковольтного источника 6, в разрядный промежуток которого помещают метку, на рабочий слой наносят равномерный электростатический заряд. Для преобразования потенциального рельефа в геометрический при тепловом воздействии на рабочий слой может быть применен источник 8 постоянного тока, нагруженный на теплопровод 7 (токопроводящее покрытие на диэлектрическом основании, прижатом к оборотной стороне метки), находящийся в тепловом контакте с меткой. Синхронизацию процессов освещения оригинала метки, формирования ее голограммы, нанесения заряда, экспонирования, проявления и фиксации голограммы осуществляют посредством задатчика 11 временных интервалов с выходными ключами 9 и затвором 10 (для модуляции излучения лазера). После снятия тепловой нагрузки голограмма метки фиксируется на поверхности рабочего слоя в виде рельефно-фазовой голограммы 22 (фиг. 3). The original 1 of the mark is illuminated by the radiation of a source of coherent radiation 2 (laser) and, using the hologram generating unit 3, a hologram of the mark of the desired type (for example, rainbow) is formed on the surface of the hologram mark 4. The hologram fixing device 5 consists of the following blocks. Using a high-voltage source 6, in the discharge gap of which a mark is placed, a uniform electrostatic charge is applied to the working layer. To convert a potential relief into a geometrical one under thermal influence on the working layer, a direct current source 8 loaded on a heat conductor 7 (a conductive coating on a dielectric base pressed against the back of the mark) in thermal contact with the mark can be used. The synchronization of the illumination processes of the original label, the formation of its hologram, application of a charge, exposure, manifestation and fixation of the hologram is carried out by means of a dial 11 time intervals with output keys 9 and shutter 10 (for modulating laser radiation). After removing the heat load, the hologram of the mark is fixed on the surface of the working layer in the form of a relief-phase hologram 22 (Fig. 3).

Отражающее покрытие 18 наносят на рабочий слой 17 в блоке 13 нанесения отражающего покрытия (установка для напыления металлических покрытий, например, испарением в вакууме). Коэффициент отражения покрытия регулируют выбором соответствующего материала и варьированием времени нахождения метки в активной зоне напылительной установки. Нанесение клеящего покрытия 19 и маскирующего слоя 21 осуществляют в блоках 12 нанесения диэлектрических покрытий с использованием стандартных поливальных машин. Вид метки в процессе ее изготовления приведен на фиг. 3. The reflective coating 18 is applied to the working layer 17 in the reflecting coating unit 13 (installation for spraying metal coatings, for example, by evaporation in vacuum). The reflection coefficient of the coating is controlled by the selection of the appropriate material and by varying the residence time of the mark in the active zone of the spraying unit. The application of the adhesive coating 19 and the mask layer 21 is carried out in blocks 12 for applying dielectric coatings using standard sprinklers. The type of label in the manufacturing process is shown in FIG. 3.

После нанесения клеящего покрытия голографическую метку наносят на поверхность защищаемого документа. Для этого ее размещают между блоком 14 переноса метки (плоский штамп с контуром, определенным геометрией метки) и защищаемой поверхностью 23 документа. Позиционирование осуществляют посредством прецизионного лентопротяжного механизма, в который заправляют изготовленные метки (в этом случае гибкая основа представляет собой перфорированную ленту). Посредством штампа клеящее покрытие приводится в механический контакт с поверхностью защищаемого документа и приклеивается к ней. Одновременно (или после) изменяются физические свойства разделительного слоя (например, путем нагрева до температуры размягчения его материала), что обеспечивает отделение гибкой основы-подложки. По окончании этой операции изготовленная голографическая метка зафиксирована на поверхности защищаемого документа. After applying the adhesive coating, a holographic mark is applied to the surface of the document to be protected. To do this, it is placed between the block 14 transfer labels (flat stamp with a contour defined by the geometry of the label) and the protected surface 23 of the document. The positioning is carried out by means of a precision tape drive mechanism into which the manufactured tags are tucked (in this case, the flexible base is a perforated tape). By means of a stamp, the adhesive coating is brought into mechanical contact with the surface of the document to be protected and glued to it. At the same time (or after), the physical properties of the separation layer are changed (for example, by heating to the softening temperature of its material), which ensures the separation of the flexible base substrate. At the end of this operation, the manufactured holographic mark is fixed on the surface of the document to be protected.

Основными преимуществами способа являются повышение защищенности голограммы и упрощение технологии изготовления метки, что обеспечивается непосредственным формированием голограмм на поверхности изготавливаемых меток в реальном масштабе времени. Так как после изготовления голограмма защищена от механического воздействия диэлектрическими слоями, то копирование голограммы и ее случайное механическое повреждение без повреждения голограммы невозможны. Дополнительно положительный эффект проявляется в повышении быстродействия. The main advantages of the method are increasing the security of the hologram and simplifying the manufacturing technology of the mark, which is ensured by the direct formation of holograms on the surface of the manufactured marks in real time. Since, after manufacturing, the hologram is protected from mechanical stress by dielectric layers, copying the hologram and its accidental mechanical damage without damaging the hologram are not possible. Additionally, a positive effect is manifested in increased performance.

Claims

1. THE METHOD FOR PROTECTING SECURITIES BY APPLYING HOLOGRAPHIC METHODS, which consists in sequentially applying a separation and protective layer onto a flexible base, forming a hologram of the mark, fixing it in the form of a relief-phase hologram on the working layer, applying reflective and adhesive coatings on the surface of the holographic mark security paper and removing a flexible base, characterized in that before the formation of the hologram of the label on the protective layer is applied a working layer made of material with photothermoplast cal properties, the formation of the hologram marks carried on the surface of the working layer prior to applying the reflective coating, the hologram is performed by contactless fixation deformation directly after forming a hologram mark and reflective and adhesive coatings are applied sequentially on the working layer after fixing the relief phase holograms.

2. The method according to claim 1, characterized in that between the reflective and adhesive coatings a max layer is applied.

3. The method according to PP. 1 and 2, characterized in that the reflective coating is performed with a reflection coefficient varying from label to label.