RU2310241C2 - Method for manufacturing holographic labels - Google Patents

Method for manufacturing holographic labels Download PDF

Info

Publication number
RU2310241C2
RU2310241C2 RU2002127973/12A RU2002127973A RU2310241C2 RU 2310241 C2 RU2310241 C2 RU 2310241C2 RU 2002127973/12 A RU2002127973/12 A RU 2002127973/12A RU 2002127973 A RU2002127973 A RU 2002127973A RU 2310241 C2 RU2310241 C2 RU 2310241C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
hologram
label
layer
image
mark
Prior art date
Application number
RU2002127973/12A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2002127973A (en
Inventor
В чеслав Александрович Комаров (UA)
Вячеслав Александрович Комаров
Василий Алексеевич Кочкин (RU)
Василий Алексеевич Кочкин
Original Assignee
Вячеслав Александрович Комаров
Василий Алексеевич Кочкин
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Вячеслав Александрович Комаров, Василий Алексеевич Кочкин filed Critical Вячеслав Александрович Комаров
Priority to RU2002127973/12A priority Critical patent/RU2310241C2/en
Publication of RU2002127973A publication Critical patent/RU2002127973A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2310241C2 publication Critical patent/RU2310241C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Holo Graphy (AREA)

Abstract

FIELD: protection of valuable papers and documents from forgery.
SUBSTANCE: method for manufacturing holographic labels includes forming a hologram of marking sign image on the surface of working layer of label, registration of relief-phase marking sign image hologram by non-contact deformation of working layer of label, serial application of reflecting and gluing layers onto the working layer surface. The working layer of label is made in form of multi-layer structure, which includes a substrate and a photo-sensitive thermo-plastic registering layer. Hologram of marking sign image is formed using separate fragments, where aforementioned forming and also registration of relief-phase marking sign image hologram are partially combined in time.
EFFECT: increased level of protection of marking sign image hologram from possible forgery.
5 cl, 4 dwg

Description

Данное изобретение относится к области защиты от подделок ценных бумаг, документов, полиграфической промышленности, преимущественно для изготовления оптических меток с элементами голографии, носящих защитный (от возможных подделок) или рекламный характер, а также для изготовления этикеток различного назначения.This invention relates to the field of protection against counterfeiting of securities, documents, the printing industry, mainly for the manufacture of optical tags with holographic elements that are protective (against possible counterfeiting) or advertising in nature, as well as for the manufacture of labels for various purposes.

Известен способ изготовления голографических этикеток [1], заключающийся в формировании и регистрации первичной голограммы маркировочного знака, формировании радужной голограммы и ее копировании на этикетку. Копирование осуществляют путем регистрации вторичной голограммы на позитивном фоторезистивном материале, травления, изготовления матрицы-копии с травленной вторичной голограммы и нанесения голограммы изображения маркировочного знака на этикетки путем их контактной деформации (штамповки) с помощью матрицы-копии. При этом в качестве подложки - основы этикетки используют металлизированную лавсановую ленту.A known method of manufacturing holographic labels [1], which consists in the formation and registration of the primary hologram of the mark, the formation of a rainbow hologram and its copying on the label. 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 of the image of the mark on the labels by contact deformation (stamping) using the copy matrix. In this case, as a substrate - the basis of the label using a metallized mylar ribbon.

К недостаткам известного способа относятся сложная технология изготовления, вызванная многоступенчатым процессом изготовления этикетки и многократным копированием голограмм, а также невысокая степень защиты, обусловленная потенциальной возможностью копирования микрорельефа, несущего информацию о зарегистрированной рельефно-фазовой голограмме, так как он расположен на внешней, открытой несанкционированному доступу стороне этикетки. К недостаткам известного способа относится также низкое быстродействие, обусловленное наличием операций перезаписи голограмм и процессов фотохимической обработки.The disadvantages of this method include the complex manufacturing technology caused by the multi-stage label manufacturing process and the multiple copying of holograms, as well as the low degree of protection due to the potential for copying the microrelief carrying information about the registered relief-phase hologram, since it is located on an external, open unauthorized access side of the label. The disadvantages of this method also include low speed due to the presence of operations of rewriting holograms and processes of photochemical processing.

Кроме того, присутствие операций штамповки с матрицы приводит к невозможности получения единичных экземпляров либо даже сравнительно малых серий голографических этикеток вследствие дороговизны используемой технологии.In addition, the presence of stamping operations from the matrix makes it impossible to obtain single copies or even relatively small series of holographic labels due to the high cost of the technology used.

Известен также 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, и нанесении на оборотную сторону этикетки клеящего покрытия.There is also known 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 - 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 of the label onto which pre-applied reflective coating, and applying to the back of the label adhesive coating.

Недостатки известного способа аналогичны недостаткам способа [1] и обусловлены теми же причинами.The disadvantages of the known method are similar to the disadvantages of the method [1] and are due to the same reasons.

Наиболее близок к изобретению и выбран авторами за прототип способ изготовления голографических этикеток [3], заключающийся в формировании голограммы изображения маркировочного знака на поверхности рабочего слоя этикетки, регистрации рельефно-фазовой голограммы изображения маркировочного знака путем бесконтактной деформации рабочей поверхности этикетки, последовательном нанесении на поверхность рабочего слоя отражающего и клеящего слоев, причем рабочий слой этикетки формируют в виде многослойной структуры, содержащей подложку и фоточувствительный термопластический регистрирующий слой.Closest to the invention and chosen by the authors for the prototype is a method of manufacturing holographic labels [3], which consists in the formation of a hologram of the image of the mark on the surface of the working layer of the label, registration of the relief phase hologram of the image of the mark by contactless deformation of the working surface of the label, sequential application to the surface of the work a layer of reflective and adhesive layers, and the working layer of the label is formed in the form of a multilayer structure containing a substrate and otochuvstvitelny thermoplastic recording layer.

Недостатками известного способа, наиболее близкого к изобретению и выбранного авторами за прототип, являются:The disadvantages of the known method closest to the invention and selected by the authors for the prototype are:

- сравнительно невысокая степень защиты голограммы от возможного считывания, вызванная возможностью восстановления геометрического рельефа на поверхности этикетки и его копирования при химическом удалении рабочего слоя. Дополнительно снижение степени защиты голограммы от копирования обусловлено тем, что в способе-прототипе нанесение отражающего слоя с высоким коэффициентом отражения, обеспечивающим высокие потребительские свойства фиксируемой голограммы, химически изолирует клеящий и рабочий слои друг от друга, позволяя посредством органических растворителей снять рабочий слой, не повредив микрорельеф, т.е. осуществить копирование голограммы;- a relatively low degree of protection of the hologram from possible reading, caused by the ability to restore the geometric relief on the surface of the label and copy it when the working layer is chemically removed. An additional reduction in the degree of protection of the hologram from copying is due to the fact that in the prototype method, applying a reflective layer with a high reflection coefficient that provides high consumer properties of the fixed hologram chemically isolates the adhesive and working layers from each other, allowing the working layer to be removed using organic solvents without damaging microrelief, i.e. copy the hologram;

- нерешенность задачи идентификации отдельно рассматриваемой голографической этикетки на уровне технического решения;- the unsolved problem of identifying a separately considered holographic label at the level of a technical solution;

- невысокое быстродействие, обусловленное последовательным характером формирования голограммы этикетки на поверхности рабочего слоя и фиксации рельефно-фазовой голограммы.- low speed, due to the consistent nature of the formation of the hologram of the label on the surface of the working layer and the fixation of the relief-phase hologram.

Целью заявляемого способа является повышение степени защищенности голограммы и повышение быстродействия.The aim of the proposed method is to increase the degree of security of the hologram and increase speed.

Поставленные цели решаются за счет того, что в известном способе изготовления голографических этикеток, заключающемся в формировании голограммы изображения маркировочного знака на поверхности рабочего слоя этикетки, регистрации рельефно-фазовой голограммы изображения маркировочного знака путем бесконтактной деформации рабочего слоя этикетки, последовательном нанесении на поверхность рабочего слоя отражающего и клеящего слоев, причем рабочий слой этикетки формируют в виде многослойной структуры, содержащей подложку и фоточувствительный термопластический регистрирующий слой, голограмму изображения маркировочного знака формируют из отдельных фрагментов, формирование и регистрацию рельефно-фазовой голограммы изображения маркировочного знака частично совмещают во времени.The goals are achieved due to the fact that in the known method of manufacturing holographic labels, which consists in forming a hologram of the image of the mark on the surface of the working layer of the label, registering the relief phase hologram of the image of the mark by contactless deformation of the working layer of the label, sequentially applying a reflective layer to the surface of the working layer and adhesive layers, and the working layer of the label is formed in the form of a multilayer structure containing a substrate and photosensitivity An effective thermoplastic recording layer, a hologram of the image of the mark are formed from separate fragments, the formation and registration of the relief phase hologram of the image of the mark is partially combined in time.

Поставленная цель достигается также тем, что фрагменты изображения голограммы маркировочного знака частично пространственно перекрываются в области формирования голограммы.This goal is also achieved by the fact that the fragments of the image of the hologram of the mark partially overlap spatially in the area of formation of the hologram.

Поставленная цель достигается также тем, что фрагменты изображения голограммы маркировочного знака разделяют при формировании на две группы: неизменные для изготавливаемых голографических этикеток и индивидуальные (идентификационные), отличающиеся для каждой этикетки.This goal is also achieved by the fact that fragments of the image of the hologram of the mark are divided during formation into two groups: unchanged for the holographic labels being produced and individual (identification), different for each label.

Поставленная цель достигается также тем, что между отражающим и клеящим слоями наносят маскирующий слой.This goal is also achieved by the fact that a masking layer is applied between the reflective and adhesive layers.

Поставленная цель достигается также тем, что отражающий слой выполнен частично прозрачным с коэффициентом отражения, меньшим 1.This goal is also achieved by the fact that the reflective layer is made partially transparent with a reflection coefficient less than 1.

На фиг.1 приведены блок-схема устройства, реализующего предложенный способ (фиг.1, а), где введены следующие обозначения: источник когерентного излучения (лазер) 1, затвор 2, схема формирования голограммы 3, маркировочный знак 4, изготавливаемая голографическая этикетка 5, задатчик временных интервалов 6, устройство регистрации голограммы 7; блок-схема устройства регистрации голограмм (фиг.1, б), где введены следующие обозначения: источник постоянного тока 8, ключи 9, высоковольтный источник 10 с электродом 10а, теплопровод 11; блок-схема маркировочного знака (фиг.1, в), где введены обозначения: пространственно-временной модулятор света 12, оригинал маркировочного знака (транспарант) 13, светоделитель 14, кодирующее устройство 15.Figure 1 shows a block diagram of a device that implements the proposed method (figure 1, a), where the following notation is introduced: coherent radiation source (laser) 1, shutter 2, hologram 3 forming circuit, marking 4, manufactured holographic label 5 , a time slider 6, a hologram recording device 7; a block diagram of a hologram recording device (FIG. 1, b), where the following designations are introduced: a direct current source 8, switches 9, a high voltage source 10 with an electrode 10a, a heat conductor 11; block diagram of the marking sign (FIG. 1, c), where the designations are introduced: the space-time light modulator 12, the original marking sign (transparency) 13, the beam splitter 14, the encoding device 15.

На фиг.2 приведен вид голограммы маркировочного знака и введены следующие обозначения: неизменный фрагмент голограммы маркировочного знака 16, фрагмент, индивидуальный для каждой голограммы маркировочного знака 17, область перекрытия фрагментов 18.Figure 2 shows a view of the hologram of the mark and the following notation is introduced: an invariable fragment of the hologram of the mark 16, a fragment individual for each hologram of the mark 17, the overlap area of the fragments 18.

На фиг.3 приведена временная диаграмма процессов формирования и фиксации голограммы маркировочного знака для способа-прототипа (фиг.3, а) и предложенного способа (фиг.3, б). Буквами А, Б отмечены циклограммы процессов формирования и фиксации голограммы маркировочного знака. Буквой В отмечена циклограмма процесса ввода-вывода последовательно изготавливаемых голографических меток из зоны формирования и фиксации голограммы.Figure 3 shows the timing diagram of the processes of formation and fixation of the hologram of the mark for the prototype method (figure 3, a) and the proposed method (figure 3, b). Letters A, B indicate cyclograms of the processes of formation and fixation of the hologram of the mark. The letter B marks the sequence diagram of the input-output process of sequentially produced holographic marks from the zone of formation and fixation of the hologram.

На фиг.4 приведен разрез голографической этикетки в процессе изготовления после нанесения рабочего слоя (фиг.4, а), после фиксации рельефно-фазовой голограммы (фиг.4, б), после нанесения клеящего слоя (фиг.4, в - без нанесения маскирующего слоя, фиг.4, г - при нанесении маскирующего слоя) и введены следующие обозначения: подложка 19, рабочий слой 20, рельефно-фазовая голограмма 21, отражающий слой 22, клеящий слой 23, маскирующий слой 24.Figure 4 shows a section of a holographic label in the manufacturing process after applying the working layer (figure 4, a), after fixing the relief phase hologram (figure 4, b), after applying the adhesive layer (figure 4, c - without applying 4, d, when applying the masking layer) and the following designations are introduced: substrate 19, working layer 20, relief phase hologram 21, reflection layer 22, adhesive layer 23, masking layer 24.

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

Формируют маркировочный знак 4, голограмму изображения которого необходимо зафиксировать на этикетке. Собственно маркировочный знак представляет собой физически либо транспарант, либо объемную модель, либо совокупность плоских и объемных составных частей. Отличительной особенностью предложенного способа является то, что голограмму изображения маркировочного знака формируют из отдельных фрагментов, т.е. маркировочный знак, в свою очередь, представляет собой совокупность отдельных фрагментов. Рассмотрим возможные варианты изображения маркировочного знака (фиг.2).A mark 4 is formed, the hologram of the image of which must be fixed on the label. The mark itself is physically either a banner, or a three-dimensional model, or a combination of flat and three-dimensional components. A distinctive feature of the proposed method is that the hologram of the image of the mark is formed from individual fragments, i.e. the mark, in turn, is a collection of individual fragments. Consider the possible image of the mark (figure 2).

Для первого варианта неизменный для всей совокупности формируемых голограмм изображения маркировочного знака фрагмент 16, например товарный знак фирмы; неизменный для определенной группы формируемых голограмм изображения маркировочного знака фрагмент 16а, например код защищаемого документа. На фиг.2, а приведен вид двух таких маркировочных знаков, имеющих неизменный фрагмент голограммы метки и разные коды защищаемых документов (неизменные фрагменты А1 и В1).For the first option, the fragment 16, which is unchanged for the entire set of generated holograms of the image of the marking sign, for example, a trademark of a company; a fragment 16a that is unchanged for a certain group of generated holograms of the image of the marking sign, for example, the code of the protected document. Figure 2, a shows a view of two such markings having an unchanged fragment of a hologram of a label and different codes of documents to be protected (unchanged fragments A1 and B1).

Для второго варианта неизменный для всей совокупности формируемых голограмм изображения маркировочного знака фрагмент 16, например товарный знак фирмы; неизменный для определенной группы формируемых голограмм изображения маркировочного знака фрагмент 16а, например код защищаемого документа, изменяющийся от голограммы к голограмме фрагмент 17, например порядковый номер голограммы (21 и 22). На фиг.2, б приведен вид двух таких последовательно изготавливаемых голограмм изображения маркировочного знака, имеющих неизменный фрагмент голограммы метки 16 (например, товарный знак), код защищаемого документа (А1) и оригинальный для каждой отдельно взятой формируемой и регистрируемой голограммы фрагмент 17 - порядковый номер голограммы (21 и 22).For the second option, the fragment 16, which is unchanged for the whole set of generated holograms of the image of the marking sign, for example, a trademark of a company; Fragment 16a, which is unchanged for a certain group of generated holograms of the image of the mark, for example, the code of the protected document, fragment 17 changing from hologram to hologram, for example, the hologram serial number (21 and 22). Figure 2, b shows a view of two such sequentially produced holograms of the image of the marking sign having an unchanged fragment of the hologram of label 16 (for example, a trademark), the code of the protected document (A1) and the original fragment 17 for each individually generated and registered hologram hologram number (21 and 22).

Данные фрагменты голограмм могут быть как пространственно разнесенными, непересекающимися, как показано на фиг.2, а и 2, б, так и частично пространственно совпадать, образуя сложную интерференционную картину в области пересечения, как показано на фиг.2,в. На данной фигуре приведены два варианта пересечения различных фрагментов формируемой голограммы. При этом так как в области пространственного пересечения фрагментов формируемой голограммы один из фрагментов индивидуален для каждой отдельно взятой голограммы, то и область пространственного пересечения будет представлять собой варьирующуюся от голограммы к голограмме интерференционную картину. Особый интерес представляет вариант, представленный на второй картинке фиг.2, в. В данном случае индивидуальный для каждой голограммы фрагмент - номер (Т22) определяет собой границу фрагмента 17 (его форму). Внутренняя область данного фрагмента является общей для фрагментов голограммы 16 и 17. При этом после регистрации голограммы изображения маркировочного знака при ее визуализации в отличие от известных случаев нумерации голограмм изображения маркировочного знака внутреннее заполнение номера (индивидуального, меняющегося для каждой отдельно взятой голограммы!) будет представлять собой радужную интерференционную картину, в общем случае, изменяющуюся от этикетки к этикетке, что дополнительно затрудняет процесс копирования голограммы в целях подделки.These fragments of holograms can be either spatially separated, disjoint, as shown in Fig. 2, a and 2, b, or partially spatially coincide, forming a complex interference pattern in the intersection, as shown in Fig. 2, c. This figure shows two options for the intersection of various fragments of the generated hologram. Moreover, since in the region of the spatial intersection of fragments of the generated hologram, one of the fragments is individual for each individual hologram, the region of spatial intersection will also be an interference pattern that varies from hologram to hologram. Of particular interest is the option presented in the second picture of figure 2, c. In this case, an individual fragment for each hologram - number (T22) defines the boundary of fragment 17 (its shape). The inner region of this fragment is common for fragments of the hologram 16 and 17. After registration of the hologram of the image of the mark, when it is visualized, in contrast to the known cases of numbering of holograms of the image of the mark, the internal filling of the number (individual, changing for each hologram!) Will represent a rainbow interference pattern, generally changing from label to label, which further complicates the process of copying a hologram into firs fakes.

При освещении маркировочного знака 4 когерентным излучением лазера 1 получают его когерентное изображение, преобразуя которое посредством оптической системы формируют голограмму заданного типа, например Фурье-голограмму, радужную голограмму, голограмму изображения. Формирование голограммы изображения маркировочного знака осуществляют на поверхности рабочего слоя, выполненного из термопластического материала, обладающего свойством фоточувствительности. Формирующие голограмму изображения маркировочного знака пучки когерентного излучения вызывают в каждой точке рабочего слоя локальные изменения физико-химических свойств фототермопластического материала, преимущественно изменение напряженности поверхностного электростатического заряда. Перед формированием голограммы на поверхность рабочего слоя наносят равномерный электростатический заряд, который при экспонировании излучением (пространственно промодулированным соответственно формируемой голограмме изображения маркировочного знака) преобразуется вследствие индуцированной излучением фотопроводимости в потенциальный рельеф - распределение локальных величин поверхностного заряда по поверхности рабочего слоя, пропорциональное пространственному распределению интенсивности излучения, формирующего голограмму, на поверхности рабочего слоя.When marking sign 4 is illuminated with coherent radiation from laser 1, a coherent image is obtained, which is converted by means of an optical system to form a hologram of a given type, for example, a Fourier hologram, a rainbow hologram, an image hologram. The formation of a hologram of the image of the mark is carried out on the surface of the working layer made of a thermoplastic material with the property of photosensitivity. Beams of coherent radiation forming a hologram of the marking image cause local changes in the physicochemical properties of the photothermoplastic material at each point of the working layer, mainly a change in the surface electrostatic charge. Before the formation of the hologram, a uniform electrostatic charge is applied to the surface of the working layer, which, when exposed to radiation (spatially modulated accordingly to the generated hologram of the image of the mark), is converted due to radiation-induced photoconductivity into a potential relief — the distribution of local surface charge values over the surface of the working layer proportional to the spatial distribution of radiation intensity forming a hologram and the surface of the working layer.

Осуществляя нагрев рабочего слоя до температуры, превышающей температуру стеклования его материала, преобразуют сформированный потенциальный рельеф в геометрический микрорельеф, глубина которого пропорциональна локальным вариациям поверхностного заряда и, следовательно, локальной интенсивности когерентного излучения, формирующего голограмму маркировочного знака. Процесс преобразования потенциального рельефа в геометрический обусловлен следующими физическими процессами. При нагреве рабочего слоя до температуры, превышающей температуру стеклования (средняя температура плавления полимерных материалов) рабочий слой приобретает текучесть, вследствие чего локальные неоднородности поверхностного заряда приводят к возникновению поверхностных сил натяжения, отталкивающих друг от друга участки рабочего слоя, имеющие большие поверхностные заряды.By heating the working layer to a temperature higher than the glass transition temperature of its material, the formed potential relief is transformed into a geometric microrelief, the depth of which is proportional to local variations in the surface charge and, therefore, the local intensity of coherent radiation, which forms a hologram of the mark. The process of converting a potential relief into a geometric one is due to the following physical processes. When the working layer is heated to a temperature higher than the glass transition temperature (average melting temperature of polymeric materials), the working layer becomes fluid, as a result of which local inhomogeneities of the surface charge lead to the appearance of surface tension forces that repel sections of the working layer that have large surface charges.

Прекращение тепловой нагрузки приводит к застыванию рабочего слоя и позволяет зафиксировать геометрический микрорельеф, тем самым регистрируя рельефно-фазовую голограмму изображения маркировочного знака. При этом деформацию рабочего слоя этикетки осуществляют бесконтактно, за счет формирования потенциального рельефа и его преобразования в геометрический микрорельеф за счет теплового воздействия на рабочий слой.The termination of the heat load leads to the solidification of the working layer and allows you to fix the geometric microrelief, thereby registering the relief phase hologram of the image of the mark. In this case, the deformation of the working layer of the label is carried out non-contact, due to the formation of a potential relief and its transformation into a geometric microrelief due to the thermal effect on the working layer.

С целью повышения качества регистрируемой голограммы операции формирования и регистрации голограммы изображения маркировочного знака частично совмещают во времени.In order to improve the quality of the registered hologram, the operations of forming and registering the hologram of the image of the mark are partially combined in time.

В способе-прототипе операции формирования голограммы изображения маркировочного знака (формирование потенциального рельефа на поверхности рабочего слоя) и регистрации рельефно-фазовой голограммы (преобразование потенциального рельефа в геометрический и фиксация геометрического микрорельефа) осуществляют последовательно (см. временные диаграммы А и Б на фиг.3, а). Это приводит к снижению дифракционной эффективности регистрируемой голограммы вследствие частичного расплывания потенциального рельефа (вызвано конечной проводимостью рабочего слоя) и, следовательно, к снижению качества голограммы. В предложенном способе эти процессы частично совпадают во времени (см. временные диаграммы А и Б на фиг.3, б). В этом случае, помимо сокращения времени формирования голограммы знака и ее регистрации, обеспечивающего повышение быстродействия предложенного способа, повышается качество формируемой голограммы. Это может быть объяснено следующим. Процесс формирования голограммы на поверхности рабочего слоя приводит к возникновению поверхностного градиента электростатического поля, т.е. к появлению потенциального рельефа. При размягчении материала рабочего слоя в процессе теплового воздействия термопластический материал приобретает текучесть, т.е. приобретает некоторые свойства жидкости. Если во время теплового воздействия продолжать процесс экспонирования рабочего слоя излучением, т.е. продолжать процесс формирования голограммы метки, то вследствие фоточувствительности материала рабочего слоя будет продолжаться процесс формирования потенциального рельефа, что приведет к увеличению градиентов поверхностного заряда по поверхности рабочего слоя, а следовательно, и к увеличению глубины геометрического рельефа. Это приводит к повышению дифракционной эффективности регистрируемой рельефно-фазовой голограммы, тем самым повышая ее качество.In the prototype method, the operations of forming a hologram of the image of the marking sign (forming a potential relief on the surface of the working layer) and registering the relief-phase hologram (converting the potential relief to geometric and fixing the geometric microrelief) are carried out sequentially (see time diagrams A and B in figure 3 , but). This leads to a decrease in the diffraction efficiency of the recorded hologram due to the partial spreading of the potential relief (caused by the finite conductivity of the working layer) and, therefore, to a decrease in the quality of the hologram. In the proposed method, these processes partially coincide in time (see time diagrams A and B in Fig. 3, b). In this case, in addition to reducing the time of formation of the hologram of the sign and its registration, which provides increased performance of the proposed method, the quality of the generated hologram increases. This can be explained as follows. The process of forming a hologram on the surface of the working layer leads to the appearance of a surface gradient of the electrostatic field, i.e. to the appearance of a potential relief. When the material of the working layer is softened during thermal exposure, the thermoplastic material acquires fluidity, i.e. acquires some properties of a liquid. If during the heat exposure continue the process of exposure of the working layer by radiation, i.e. to continue the process of forming the hologram of the label, then due to the photosensitivity of the material of the working layer, the process of forming the potential relief will continue, which will lead to an increase in the gradients of the surface charge along the surface of the working layer, and consequently, to an increase in the depth of the geometric relief. This leads to an increase in the diffraction efficiency of the recorded relief-phase hologram, thereby increasing its quality.

Формирование голограммы и ее регистрацию на поверхности рабочего слоя изготавливаемой этикетки аналогично способу-прототипу осуществляют непосредственно на поверхности каждой отдельно взятой этикетки, что позволяет вводить в голограммы изображения маркировочного знака фрагменты, индивидуальные для каждой этикетки (см. на фиг.2).The formation of a hologram and its registration on the surface of the working layer of the manufactured label, similarly to the prototype method, is carried out directly on the surface of each individual label, which allows you to enter fragments individual for each label into the hologram of the image of the marking sign (see figure 2).

После регистрации голограммы на поверхность рабочего слоя наносят, например, испарением в вакууме отражающий слой 22, выполненный из металла (алюминий, серебро, молибден и т.п.). Отражающее покрытие повышает дифракционную эффективность зафиксированной голограммы, повышая ее потребительские свойства. Вместе с тем, выполнение отражающего слоя частично прозрачным, с коэффициентом отражения, меньшим 1, повышает защитные свойства голограммы изображения маркировочного знака, снижая возможность ее качественного копирования и затрудняя процесс подделки.After registering the hologram, a reflective layer 22 made of metal (aluminum, silver, molybdenum, etc.) is applied, for example, to the surface of the working layer. A reflective coating increases the diffraction efficiency of a fixed hologram, increasing its consumer properties. At the same time, the implementation of the reflective layer is partially transparent, with a reflection coefficient less than 1, increases the protective properties of the hologram of the image of the mark, reducing the possibility of high-quality copying and complicating the fake process.

При нанесении отражающего покрытия на диэлектрические поверхности (микрорельеф рабочего слоя 20) коэффициент отражения зависит как от свойств материала отражающего покрытия, так и от его толщины. Поэтому при нанесении тонкого отражающего покрытия, имеющего остаточную прозрачность, т.е. имеющего коэффициент отражения, меньший 1, данный слой вследствие наличия микропор не является изолирующим (в смысле химической инертности), обеспечивая химический контакт и химическое взаимодействие граничащих с ним слоев голографической этикетки (рабочий слой 20, клеящее покрытие 23, маскирующий слой 24). При выполнении данного условия подделка голографической этикетки путем ее несанкционированного копирования затруднена, так как для копирования зарегистрированной рельефно-фазовой голограммы необходимо удалить рабочий слой 20, чтобы получить доступ к собственно голограмме - геометрическому микрорельефу. В силу тонкости слоев (доли и единицы мкм) это может быть осуществлено только химическим способом посредством растворения слоя 20. Если отражающий слой 22 выполнен тонким, то при растворении рабочего слоя частицы растворителя проникают через слой 22 и частично растворяют нижележащие слои (клеящий слой 23 и маскирующий слой 24), что приводит к искажению геометрического микрорельефа (из-за "размывания" тонкой высокочастотной структуры голограммы) и, следовательно, к невозможности копирования голограммы с высоким качеством.When applying a reflective coating to dielectric surfaces (microrelief of the working layer 20), the reflection coefficient depends on both the material properties of the reflective coating and its thickness. Therefore, when applying a thin reflective coating having a residual transparency, i.e. having a reflection coefficient less than 1, this layer due to the presence of micropores is not insulating (in the sense of chemical inertness), providing chemical contact and chemical interaction of the adjacent layers of the holographic label (working layer 20, adhesive coating 23, masking layer 24). When this condition is fulfilled, it is difficult to counterfeit a holographic label by unauthorized copying, since in order to copy a registered phase-hologram, it is necessary to remove the working layer 20 in order to gain access to the actual hologram - a geometric microrelief. Due to the thinness of the layers (fractions and units of microns), this can only be done chemically by dissolving layer 20. If the reflective layer 22 is thin, then when the working layer is dissolved, the solvent particles penetrate through layer 22 and partially dissolve the underlying layers (adhesive layer 23 and masking layer 24), which leads to a distortion of the geometric microrelief (due to "blurring" of the fine high-frequency structure of the hologram) and, consequently, to the inability to copy the hologram with high quality.

Поверх отражающего покрытия на формируемую голограмму изображения маркировочного знака наносят клеящий слой 23. Этот слой наносят поверх отражающего. Он обеспечивает фиксацию сформированной голографической этикетки на поверхности защищаемого документа. Клеящий слой выполняют из материала, преимущественно органического, обладающего хорошими адгезионными свойствами к контактирующим с ним слоям этикетки и к поверхности защищаемого документа (бумага, пластик).An adhesive layer 23 is applied over the reflective coating onto the generated hologram of the image of the mark. This layer is applied over the reflective. It provides fixation of the formed holographic label on the surface of the protected document. The adhesive layer is made of a material, mainly organic, with good adhesive properties to the label layers in contact with it and to the surface of the document to be protected (paper, plastic).

Для повышения степени защиты голографической этикетки от подделки между отражающим и клеящим слоями дополнительно наносят маскирующий слой 24, выполненный из фоточувствительного термопластического материала, аналогичного по физико-химическим параметрам материалу рабочего слоя 22. Этот слой выполняют из материала, близкого либо идентичного по физико-химическим свойствам материалу рабочего слоя. После нанесения данного слоя зарегистрированная рельефно-фазовая голограмма оказывается внутри двух идентичных по физико-химическим параметрам слоев, по границе раздела которых нанесено отражающее покрытие. Остаточная пористость отражающего слоя, обеспечиваемая его малой толщиной при коэффициенте отражения, меньшем 1, дополнительно повышает величину адгезии рабочего (20) и маскирующего (24) слоев. При этом данная структура не позволяет осуществить снятие контактных копий зарегистрированных голограмм при уничтожении каким-либо способом, например химическим растворением одного из слоев вследствие частичного растворения нижележащего слоя.To increase the degree of protection of the holographic label from counterfeiting between the reflective and adhesive layers, an additional masking layer 24 is applied, made of a photosensitive thermoplastic material similar in physical and chemical parameters to the material of the working layer 22. This layer is made of material that is close or identical in physical and chemical properties the material of the working layer. After applying this layer, the recorded phase-hologram is inside two layers with identical physicochemical parameters, at the interface of which a reflective coating is applied. The residual porosity of the reflective layer, provided by its small thickness with a reflection coefficient less than 1, further increases the adhesion of the working (20) and masking (24) layers. Moreover, this structure does not allow the removal of contact copies of registered holograms when destroyed in any way, for example by chemical dissolution of one of the layers due to the partial dissolution of the underlying layer.

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 4 подсвечивают излучением лазера 1 через затвор 2 и посредством схемы 3 формирования голограммы формируют на поверхности рабочего слоя 20 голографической этикетки 5 голограмму изображения маркировочного знака. Перед формированием голограммы на поверхность рабочего слоя этикетки 5 наносят электростатический заряд. Его наносят посредством помещения этикетки в разрядный промежуток, образованный заземленным теплопроводом 11 и электродом 10а высоковольтного источника напряжения 10.The marking sign 4 is highlighted by laser radiation 1 through the shutter 2, and by means of a hologram generating circuit 3, a hologram of the marking image is formed on the surface of the working layer 20 of the holographic label 5. Before forming a hologram, an electrostatic charge is applied to the surface of the working layer of the label 5. It is applied by placing the label in the discharge gap formed by the grounded heat conductor 11 and the electrode 10a of the high voltage voltage source 10.

Тепловое проявление сформированной голограммы осуществляют путем подключения источника постоянного тока 8 к теплопроводу 11 посредством ключевого каскада 9. Теплопровод находится в тепловом контакте с этикеткой (ее подложкой 19) и представляет собой, например, токопроводящее покрытие на диэлектрическом основании, прижатое к обратной стороне этикетки. При тепловом проявлении происходит размягчение материала рабочего слоя и преобразование потенциального рельефа в геометрический микрорельеф (тем самым осуществляют регистрацию рельефно-фазовой голограммы изображения маркировочного знака). Снятие тепловой нагрузки посредством отключения ключевого каскада 9 приводит к застыванию рабочего слоя и к фиксации зарегистрированной голограммы. Синхронизацию процессов нанесения электростатического заряда, экспонирования рабочего слоя когерентным излучением, проявления и фиксации голограммы осуществляют посредством задатчика временных интервалов 6, снабженного выходными ключами и выполняющего функцию синхронизатора. Временная диаграмма осуществления данных процессов соответствует приведенной на фиг.3, б, т.е. процессы формирования и регистрации рельефно-фазовой голограммы частично совпадают во времени.The thermal manifestation of the generated hologram is carried out by connecting a direct current source 8 to the heat conduit 11 through the key stage 9. The heat conduit is in thermal contact with the label (its substrate 19) and is, for example, a conductive coating on a dielectric base, pressed against the back of the label. During thermal development, the material of the working layer softens and the potential relief is transformed into a geometric microrelief (thereby registering the relief phase hologram of the image of the mark). Removing the heat load by turning off the key stage 9 leads to the solidification of the working layer and to fixation of the registered hologram. The synchronization of the processes of electrostatic charge deposition, exposure of the working layer by coherent radiation, development and fixation of the hologram is carried out by means of a time slider 6, equipped with output keys and acting as a synchronizer. The timing diagram of the implementation of these processes corresponds to that shown in figure 3, b, i.e. the processes of formation and registration of the relief phase hologram partially coincide in time.

Для повышения дифракционной эффективности зарегистрированной голограммы наносят отражающий слой 22, например, испарением в вакууме на рабочий слой 20 этикетки тонкого слоя металла. В качестве материала покрытия могут быть применены серебро, алюминий, молибден и др. металлы. Варьируя временем нахождения этикетки в активной зоне напылительной установки, выбирают толщину наносимого отражающего слоя, обеспечивающую заданный коэффициент отражения, меньший 1 и соответствующий наличию частичной прозрачности слоя. После нанесения отражающего покрытия на него наносят клеящий слой 23, выполненный из материала, обладающего сильными адгезионными свойствами к материалу объекта, на который наносится этикетка. Если этикетки предназначены для нанесения на бумажные основы, например документы, то клеящее покрытие может быть выполнено из материала, обладающего термоклеящими свойствами. В случае нанесения этикеток на массивные объекты клеящее покрытие может быть выполнено из материала, обладающего свойствами холодного клея, например, скотч. В этом случае клеящее покрытие выполняют двухслойным, включающим собственно клеящее покрытие и защитный слой, например, из полиэтиленовой пленки.To increase the diffraction efficiency of the registered hologram, a reflective layer 22 is applied, for example, by evaporation in vacuum on the working layer 20 of the label of a thin metal layer. As the coating material, silver, aluminum, molybdenum and other metals can be used. Varying the residence time of the label in the active zone of the spraying installation, the thickness of the applied reflective layer is selected, which provides a given reflection coefficient of less than 1 and corresponding to the presence of partial transparency of the layer. After applying the reflective coating, an adhesive layer 23 is applied to it, made of a material having strong adhesive properties to the material of the object on which the label is applied. If the labels are intended to be applied on paper substrates, for example documents, then the adhesive coating can be made of a material having thermal adhesive properties. In the case of applying labels to massive objects, the adhesive coating can be made of a material having the properties of cold glue, for example, adhesive tape. In this case, the adhesive coating is performed in two layers, including the adhesive coating itself and a protective layer, for example, of a polyethylene film.

Для способа по п.4 перед нанесением клеящего покрытия 23 на отражающее покрытие 22 наносят маскирующий слой 24, выполненный из материала, аналогичного по физико-химическим свойствам материалу рабочего слоя 20.For the method according to claim 4, before applying the adhesive coating 23, a masking layer 24 is applied to the reflective coating 22, made of a material similar in physical and chemical properties to the material of the working layer 20.

Последовательное нанесение рабочего и маскирующего слоев клеящего покрытия на подложку осуществляют посредством стандартных поливальных машин.Sequential application of the working and masking layers of the adhesive coating on the substrate is carried out using standard sprinklers.

Нанесение изготовленной этикетки на носитель (защищаемый документ, упаковку, т.п.) происходит в дальнейшем рабочей стороной этикетки к носителю либо засчет прогрева термоклеящего покрытия, либо посредством удаления защитного слоя и механического контакта холодного клея с защищаемой поверхностью.Application of the manufactured label to the carrier (document to be protected, packaging, etc.) is subsequently carried out by the working side of the label to the carrier either by heating the hot-melt adhesive, or by removing the protective layer and mechanical contact of the cold glue with the surface to be protected.

Основным преимуществом предложенного способа по сравнению с прототипом является повышение защищенности голограммы изображения маркировочного знака от возможной подделки. Это объясняется повышением качества зарегистрированной голограммы за счет частичного совмещения во времени процессов формирования и регистрации рельефно-фазовой голограммы, выполнением отражающего покрытия частично прозрачным и нанесением маскирующего слоя (последние две операции делают невозможным процесс механического копирования микрорельефа рельефно-фазовой голограммы путем химического удаления внешних слоев этикетки). Дополнительным положительным эффектом является повышение быстродействия, связанное с частичным совмещением во времени процессов формирования и регистрации рельефно-фазовой голограммы.The main advantage of the proposed method compared to the prototype is to increase the security of the hologram of the image of the marking from possible falsification. This is explained by an increase in the quality of the registered hologram due to the partial combination of the formation and registration of the relief phase hologram in time, the implementation of the reflective coating partially transparent and the application of a mask layer (the last two operations make it impossible to mechanically copy the microrelief of the relief phase hologram by chemically removing the outer layers of the label ) An additional positive effect is the increase in speed associated with the partial combination in time of the processes of formation and registration of the relief-phase hologram.

Список использованной научно-технической литературы.List of used scientific and technical literature.

1. Журнал Америка, № 340, март 1985, с.46-48.1. Journal of America, No. 340, March 1985, pp. 46-48.

2. Оптическая голография. / Под ред. Г.Колфилда, т.2, М.: Мир, 1982, с.412-413.2. Optical holography. / Ed. G. Culfield, vol. 2, M .: Mir, 1982, p. 412-413.

3. Патент России № 2035762, МКИ 6 G03H 1/00, В44F 1/12, В42D 15/10, В44F 1/14, G09F 19/12/19|20 - прототип.3. Russian patent No. 2035762, MKI 6 G03H 1/00, B44F 1/12, B42D 15/10, B44F 1/14, G09F 19/12/19 | 20 - the prototype.

Claims (5)

1. Способ изготовления голографических этикеток, заключающийся в формировании голограммы изображения маркировочного знака на поверхности рабочего слоя этикетки, регистрации рельефно-фазовой голограммы изображения маркировочного знака путем бесконтактной деформации рабочего слоя этикетки, последовательном нанесении отражающего и клеящего слоев на поверхность рабочего слоя, причем рабочий слой этикетки формируют в виде многослойной структуры, содержащей подложку и фоточувствительный термопластический регистрирующий слой, отличающийся тем, что голограмму изображения маркировочного знака формируют из отдельных фрагментов, формирование и регистрацию рельефно-фазовой голограммы изображения маркировочного знака частично совмещают во времени.1. A method of manufacturing holographic labels, which consists in forming a hologram of the image of the mark on the surface of the working layer of the label, registering a relief phase hologram of the image of the mark by contactless deformation of the working layer of the label, sequentially applying reflective and adhesive layers to the surface of the working layer, the working layer of the label form in the form of a multilayer structure containing a substrate and a photosensitive thermoplastic recording layer, distinguish In that the hologram of the image of the mark is formed from separate fragments, the formation and registration of the relief phase hologram of the image of the mark is partially combined in time. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что фрагменты изображения голограммы маркировочного знака частично пространственно перекрываются в области формирования голограммы.2. The method according to claim 1, characterized in that the image fragments of the hologram of the mark partially overlap spatially in the hologram formation region. 3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что фрагменты изображения голограммы маркировочного знака разделяют при формировании на две группы: неизменные, для изготавливаемых голографических этикеток и индивидуальные (идентификационные), отличающиеся для каждой этикетки.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the image fragments of the hologram of the marking sign are divided into two groups during formation: unchanged, for manufactured holographic labels and individual (identification), different for each label. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что между отражающим и клеящим слоями наносят маскирующий слой.4. The method according to claim 1, characterized in that a masking layer is applied between the reflective and adhesive layers. 5. Способ по п.1, отличающийся тем, что отражающий слой выполнен частично прозрачным с коэффициентом отражения, меньшим 1.5. The method according to claim 1, characterized in that the reflective layer is made partially transparent with a reflection coefficient less than 1.
RU2002127973/12A 2002-10-18 2002-10-18 Method for manufacturing holographic labels RU2310241C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002127973/12A RU2310241C2 (en) 2002-10-18 2002-10-18 Method for manufacturing holographic labels

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002127973/12A RU2310241C2 (en) 2002-10-18 2002-10-18 Method for manufacturing holographic labels

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2002127973A RU2002127973A (en) 2004-04-20
RU2310241C2 true RU2310241C2 (en) 2007-11-10

Family

ID=38958407

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2002127973/12A RU2310241C2 (en) 2002-10-18 2002-10-18 Method for manufacturing holographic labels

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2310241C2 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6975765B2 (en) Optically variable form birefringent structure and method and system and method for reading same
US5786910A (en) Pattern metallized optical varying security devices
US4921319A (en) Surface relief hologram structure with reflection from an air interface
KR20020020755A (en) Method of producing a diffractive structure in security documents
RU2346825C2 (en) Protective element with readable information of two types
US20090207464A1 (en) Holograms and Hologram Fabrication Methods and Apparatus
KR20010072256A (en) Inorganic sheet carrying symbols for making pigments
TW200846854A (en) An article with micro indicia security enhancement
EP0497837A1 (en) Optical device.
KR20070085937A (en) Optically variable element comprising an electrically active layer
EA017886B1 (en) Holographic security device
US7212323B2 (en) Methods and apparatus for mass manufacturing two-dimensional binary information on transparent substrates using phase contrast modulated templates
RU2431571C2 (en) Optically changing protective device
RU2386544C1 (en) Protective element based on transparent polymer film, method of its manufacturing and printing produce with such elements
RU2310241C2 (en) Method for manufacturing holographic labels
RU2035762C1 (en) Method of making holographic marks
WO1995027925A1 (en) Protected relief patterns
RU2310924C2 (en) Method of protection of securities due to application of holographic marks
RU2035315C1 (en) Method for stock and securities protection by means of applying holographic label
EP0341047B1 (en) Pre-imaged high resolution hot stamp transfer foil, article and method
RU2035763C1 (en) Method of making holographic marks
RU2035314C1 (en) Method for producing holographic labels
RU2077071C1 (en) Method for precious metal pieces of work protecting from falsification
JP4857715B2 (en) IC card
CN107771129B (en) Security tag with tilting effect

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees