CN1312531A - 薄纸上安全防伪全息图像 - Google Patents

Abstract

一种新型全息元件,它包含一个其上至少粘贴有两幅金属化全息图像的薄纸载体,此处前述金属化全息图像中的一幅可利用非相干光(例如白色光)来观察,而且前述金属化全息图像中至少还有另一幅可利用相干光(例如激光)来观察,此处那些前述金属化全息图像是在热和压力下从某一聚合物载体上转移到前述薄纸载体上,其中被转移到前述薄纸载体上的只是全息图像的金属化部分,而在聚合物载体上还剩下一幅全息图像被保留着供再次使用。

Description

薄纸上安全防伪全息图像

本发明涉及一些特殊的全息图像，形成这些特殊的全息图像以便在某些特殊条件下查验时可提供安全防伪作用，而且更特别地是涉及将这些特殊的全息图像作多次转移于纸上的工艺过程。

全息增强的材料在已有技术中已众所周知，而且它们在上述本人于以前提出申请并颁发给我的那些专利中均已作了充分说明。这些材料包括很多与全息图像联系在一起用来增强其安全防伪能力的产品，例如一些裹封薄纸、一些纸张、一些纸版箱以及某些类似的产品。那些经全息增强的图像还能够用在一些***和与之类似的物品上以提供安全防伪，因为这种图像难以复制。制备全息图像是一个众所周知的工艺过程，但在本人那些独特的、用来把一个金属化图像作多次转移于替换载体上的工艺过程未发现之前，它并未得到广泛使用。一种特别新的载体为薄纸载体，在此之前，由于这种载体太脆而未能利用全息图像来增强。这种全息增强的元件和工艺过程，前述那些有关的专利中已作了很好的说明。在其它的参考资料中，恽特塞尔等(Unterseher et al.)著的《全息学手册》(第二版，美国，加州，柏克莱，1996年罗斯书籍出版-2^nd Edition,(1996),Ross Books,Berkeley,CA.)对一些全息材料的制备也作了完整详尽的叙述。

一些典型的安全防伪全息材料在美国第3,894,756号专利中已举过例子。此处是一种放置在某一元件内，例如放置在某一安全防伪身份证内的编码全息图。为了恢复译出该编码全息图，必须使用一种复杂的光束恢复译出设备。当光束映照到该编码全息图上，形成图象并可被观察到。在美国第4,140,373号专利中叙述了另一种安全防伪***。于该参考资料中，是把一些重叠的全息图施加在所需的层面上。前述重叠的全息图中的一幅只有借助相干光(例如激光)而可见。当施加相干光时，该所谓不可见的全息图即可被看见。美国第4,400,616号专利叙述了再另一种安全防伪***，于该***中可制作身份证，例如把一个或多个平坦透明的波导全息图层叠在某一载体上。通过把一个光栅放置在终结产品上，该光栅只接收某一特定波长的光，于是所需的图像即可被照亮。另一参考资料，美国第5,825,475号专利叙述了一种供鉴别一幅编码全息图用的***和方法。于该特定的发明中，是利用特定波长的光把一幅全息图记录在一片基底上。通过用该特定波长的光来照明，即可观察到该图像。

如从仔细阅读这些已有技术的参考资料所能知悉者，制作、制造和销售含有一些所谓隐藏的全息图的产品是一个复杂的工艺过程，它要涉及很多步骤，以及复杂设备和观察装置。每个元件都必须分开来制造，因此它是一个花费大的工艺过程。

近来已找到一种制造所谓隐藏的全息图用的较新改进型***。于该***中，使用一种感光抗蚀剂层。把感光层部分地遮盖起来，并且把一幅第一全息图(白光-非相干-可观察的)成像在未加遮盖的区域。然后把遮光物移去，并把另一幅全息图(激光-相干-可观察的)成像在未感光区域。由于现在有两幅全息图施加在该层上，其中一幅全息图直接利用一些标准的照明方法是无法观察到的，必须利用相干光(例如激光)照射、经过90°角的反射映照到一个查验表面(例如像白色纸张之类的白色反射面)上才行。虽然这种独特且有用处的***能够生产一些安全防伪型隐藏的全息图，但由于缺少使该工艺过程商业化的方法，因而不能够广泛全面地在商业化工业中被采用。

为了防止伪造诈骗，制作、制造和销售某些含有一些隐藏的全息图的材料是当前的一种迫切需要。例如，像烟草和其它一些产品的假冒品目前正广泛地在世界上销售，而使得一些制造商和批发商为此蒙受相当可观的损失。如果有一种简单易行的方法，来使盛装和裹封这些商品的纸质产品被传载有一幅隐藏的全息图，则在众多的其它商品中查出那些假冒品将会是一件简单的事。因此，以成本低廉的方式而能使某些全息图重复地传载到一些薄纸(tissue paper)上，就是本发明的一个目的。

这些以及还有的其它一些目的，利用一种全息元件均可达到，该全息元件由具有两个平坦表面的薄纸载体(tissue support)所组成。这张薄纸的前述两个表面中的一个按照次序具有：

      a．-层粘贴剂层，以及；

      b．-幅金属化的全息图像，其中金属化全息图像，其内至少包含两幅全息图，所述全息图中的一幅只有利用非相干光才能够看见，而其它的全息图只有利用相干光才能够看见，并且此处至少要通过两个成像步骤，才能把许多全息图像形成在一种聚合物载体上的感光元件上，然后再把前述那些全息图像金属化，并于以后涂上一层粘贴剂，从而接着便可利用覆盖在前述金属化全息图像上的粘贴剂层，在温度处于0℃至150℃之间、而且压力在大于每平方英寸1磅的条件下，把前述金属化全息图像从前述聚合物载体上转移到前述薄纸载体上，随后再把前述聚合物载体从前述薄纸载体上揭剥下来，于是全息图像的金属化部分大致全部都转移到前述薄纸载体上，而聚合物载体上的全息图像则被剩下适于再用。

在本发明的工艺过程中，是要制作一种感光聚合物载体而且其上至少置有两幅全息图像。在把感光聚合物载体所包含的感光层的一部分遮盖起来后，即可把第一幅全息图像以常规的方式置于感光聚合物载体上。把遮光物移去后，第二幅全息图像即可被传载到感光层的未感光区域。然后把这两幅全息图像金属化，接着把它们转移到一个薄纸载体上，而该全息图像首先已覆盖有一层粘贴剂层。如仅对这些全息图像的金属化部分进行转移，并且在揭剥后，仍能剩下这些全息图像保留在聚合物载体上，这就需要有特定的温度和压力。从而这些全息图像还可再次金属化以便再用。

图1为本发明的薄纸载体的一个平坦表面，在把一幅金属化全息图像层叠其上之前的顶视图。

图2为图1所示的、叠加到含有金属化全息图像的聚合物载体上的薄纸载体，在金属化全息图像被层叠到前述薄纸载体之前的侧视图。

图3为来自图1和图2的薄纸载体，于金属化全息图像已从聚合物载体上转移到薄纸载体上以后的侧视图。所被显示的该全息图像自身则保留在聚合物载体上。

图4为把金属化全息图像层叠到薄纸载体上工艺过程的概略图。

图5为把聚合物基底从薄纸载体上揭剥下来，以产生如图3所示的金属化全息图像的工艺过程的概略图。

图6为一个香烟盒图，该香烟盒内部含有一个其上具有新型全息图像的典型的薄纸载体，该薄纸载体上传载有两幅全息图像，其中一幅由因为在非相干光(例如室内光线)下而可看见。而第二幅全息图像于本图中则不能被看见。

图7示出一个过程，利用该过程，可把相干光照射到包含在来自图5的薄纸载体上的一些全息图像上，再经过90度角的反射而将该隐藏的全息图像映照到一个白色基底上。

现请具体地参考其中示有本发明的元件和工艺过程的一些优先实施例的附图，图1为本发明的薄纸载体的两平坦表面中的一个，如1所示，的顶视图。现请观看图2,1为再次从侧面来显示的薄纸载体，而且这个元件是对着其上含有一系列全息图像2的聚合物载体4作并列布置。该全息图像已金属化，它被表现得如同许多细微的金属颗粒3。请移到视图3，该示图示出金属化的全息图像3已转移到薄纸载体1上，而剩下全息图像仍保留在聚合物载体上。该保留在聚合物载体上的图像以后可再金属化，并且该金属化的图像可再次转移到其他另一薄纸载体上。

图4概略示出把金属化全息图像层叠到薄纸载体上的工艺过程。该图与图5在一起显示出本发明新颖的工艺过程。在图4中示出，一条于其上含有一些金属化全息图像(此处未示出)的聚合物载体4从解卷辊筒5拉出而进入对置的辊筒6和辊筒7所形成的间隙内。在该图中，例如，辊筒7可以是为一根标准的覆盖有照相凹版的印刷辊筒，而辊筒6可以是一根典型的支承辊筒。如8所示为一片与照相凹版相对的刮墨刀(用来控制涂层的重量)，如9所示为一只涂料盆(用来盛装一种标准粘贴剂溶液)。因此那些其上覆盖有一层粘贴剂层的全息图像然后被携带穿过一个如11和12所示的干燥器，并随后下落至加热辊筒13和14。取自辊筒15的薄纸载体1则进入由最后两根辊筒所形成的间隙内，而且该薄纸载体和其下含有一些金属化全息图像的粘贴剂层的干燥表面相接触。该步骤把该两载体(聚合物4和薄纸1)层叠为一种多层结构物16，使之从冷却辊筒17上绕过，然后再把它卷到重卷辊筒18上。

在图5中示出揭剥的工艺过程。于该概略图中绘有来自图4的层叠起来的多层结构材料16，它从解卷辊筒18上拉出并使之穿过两根揭剥辊筒19和20所形成的间隙。聚合物基底2则是承装在薄膜重卷辊筒21上(该基底材料，其上仍含有一些全息图像，而且它们可以再金属化和再使用)。现在携带金属化全息图像的薄纸载体1被拿送到敷涂头22和23。因此利用本步骤，一层保护涂层就可以被加到该已金属化的全息图像上。该保护涂层可以在敷涂头22和23所形成的间隙内借助盛料盆42而施加上去。于是该被覆盖起来的图像可以被传送穿过干燥器24和25，而且那些在薄纸载体上已硬化和被保护起来的全息图像然后即可被卷到辊筒27上。该成卷的具有全息图像的薄纸现已准备就绪，可用来作为大量其它物件的安全防伪的裹封纸张。

利用本发明所产生的含有一些全息图像的薄纸的典型应用如图6所示。举个例子，于该特定的图中，28可以是一个普通的香烟盒，其内含有许多支如29所示的香烟。图中所示的香烟盒的翻盖已被打开，显露出盒内所装的一些香烟。在制造期间即可围绕一些香烟进行裹封的薄纸31，它含有许多可在自然的白色可视光下观察的全息图像32。而在该薄纸载体上还放有一些隐藏的全息图像，它们在白色光下是不可见的，但在相干光(例如激光)下则可加以观察。因此，由制造商所制造的那些香烟可以含有这些隐藏的全息图像能够用来防止假冒。

为了观察含在本发明的薄纸载体上的隐藏全息图，则需观看图7。于该图中，31所示为其上含有一些如32所示的、用白色光可见的全息图像的薄纸载体。一幅隐藏的全息图像是用虚线来示出，其形状像一颗星33。来自手提式激光源34的激光使其一些光线35射到隐藏的全息图像33上，而后该激光通过反射成为另一些光线36而射到一块白色板或卡纸板38上。作为反射在该白色板或卡纸板上的一颗完整的星39，该隐藏的全息图像可被观察到。

把一些全息图像从聚合物载体上转移到薄纸载体上的工艺过程，是在温度处于0℃至150℃之间、而且压力在大于每平方英寸1磅的条件下进行。本人建议温度处于30℃至125℃之间，而在如图4所示的辊筒6和辊筒7所形成的间隙内所施加的压力则提高到每平方英寸5到10磅。温度应不高于150℃，以便不致损坏聚合物辊筒上的那些全息图像。因此在那些干燥器中的条件应不超过该温度。简单地设计那些干燥器的长度和传送元件经过这些干燥器的输送速率(web speed)，即可对这些温度进行控制。冷却辊筒17的用途是在于固定住粘贴剂，以及保证薄纸载体和在聚合物载体4上的那些全息图像是安全可靠的。粘贴剂材料在涂料技术中是众所周知的，而且每一令薄纸敷涂用的粘贴剂重量在0.5到8磅(干的)之间，此处设想每一令大约具有500张尺寸为24英寸×36英寸的薄纸。那些金属化全息图像可转移到薄纸载体1的两个面的任一面上。首先把粘贴剂层施加在那些金属化全息图像上。然后薄纸载体1于那些顶头间隙辊筒(head niprolls)和该粘贴剂层相接触，并被粘到该粘贴剂层上。

当这两种载体(聚合物4和薄纸1)按照图5中所示的工艺过程进行揭剥时，这些金属化全息图像即从聚合物载体4上转移到薄纸载体1上。这个步骤是通过把该两载体剥离开来的办法来完成。由于粘贴剂层是比较强有力地粘在薄纸载体上，它将沿着那些金属化全息图像拉开。从而这些金属化全息图可被覆盖上一层适当的保护层；事实上这也是更宁愿如此的。该保护层可由许多常规材料中的某一种，例如溶剂基或水基丙烯酸来组成，而且如有需要，该保护层可以着色也可以不着色。

薄纸载体元件也是品种繁多。例如，若某一位人士希望在裹封薄纸上具有许多全息图像(其中一些仅是供一些安全防伪查验用)，在许多裹封过程里这是有用的，本人将使用每令5到24磅重的薄纸，此处每令具有500张尺寸为24英寸×36英寸的薄纸。这种薄纸特别有用处，因为它这样轻的重量，而可用来裹封任何数目、诸如香烟之类的物件。因为这些全息图像中的某一些对常规观察(例如在非相干的白色光下)是隐藏起来的，故这些材料在一些安全防伪用途上非常有用，这是由于那些所谓隐藏的全息图像只有在相干光(例如激光)下才能被观察出来，从而可防止假冒。

T-BOSS是一种优先采用的聚合物载体，它可从麻塞诸塞州匹波迪的实用挤压技术有限公司(Applied Extrusion Technologies,Inc.of Peabody,Massachussetts)购得。

如那些熟练此种技术的人士所知悉，以及如对列在本发明中的已有技术所叙述的那样，一些全息图像可传载在许多感光层上，例如在卤化银、某些光致抗蚀剂及其类似物剂上。这些感光层可施加在许多聚合物载体上，其中包括那些聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯。这些基底的厚度通常为0.03到4.0千分之一英寸。

由于在本发明之前，对这样一些金属化全息图像可以被转移是不知道的，故本发明中这种可把含有许多金属化全息图像的元件进行干粘层叠和以后再揭剥开来的能力，为此而提供了一种独特的工艺过程。于此所述的工艺过程需要使用某些独特的设备，它们被设计得可对一些十分薄的材料进行夹持、层叠、以及然后再进行揭剥。必须保证该工艺过程的全部元件都被仔细地保持在该工艺过程所规定的那些限度内。采用本发明范围内所生产的那些元件，可使全息图像的使用在商业上的用途大大地增加。

Claims (9)

1．一种全息图元件，它由具有两个平坦表面的薄纸载体所组成。这张薄纸的前述两个面中的一个按照次序具有：

      c．一层粘贴剂层，以及；

      d．一幅金属化的全息图像，此处所述金属化全息图像，其内至少包含两幅全息图，其中的一幅只有利用非相干光才能被看见，而其它的全息图则只有利用相干光才能被看见，而且此处所述的那些金属化全息图像，至少要通过两个成像步骤，才能由敷涂在某一聚合物载体上的感光元件上所形成的许多全息图像来得到，而且然后把此处所述那些全息图像金属化，并于以后再涂上一层粘贴剂，从而接着便可在温度处于0℃至150℃之间、以及压力在大于每平方英寸1磅的条件下，通过把粘贴剂层层叠覆盖到前述金属化全息图像上，而使所述金属化全息图像从所述聚合物载体上转移到前述薄纸载体上，随后再把所述聚合物载体从薄纸载体上揭剥下来，于是全息图像的金属化部分大致全部都转移到所述薄纸载体上，而剩下该全息图像仍旧保留在聚合物载体上适于再用。

2．权利要求1的全息图元件，其两幅全息图像是含在所述薄纸载体上，而且所述两幅全息图像中的一幅可利用从全息图像上反射出来的相干激光来观察。

3．权利要求1的全息图元件，其前述转移温度在60℃至90℃之间，而其前述压力则在每平方英寸1磅到5磅之间。

4．权利要求1的全息图元件，其前述薄纸载体每令的重量在5磅到24磅之间，前述每一令规定有500张尺寸为24英寸×36英寸的薄纸。

5．权利要求2的全息图元件，其前述那些全息图像中的一幅可利用从前述图像反射到一块白色板上的激光来进行观察，而该白色板则与前述图像保持成直角。

6．权利要求1的全息图元件，其前述薄纸是用来作为裹封元件，而且其前述那些全息图像是用来作为一些安全防伪元件。

7．权利要求1的全息图元件，其中一层保护层是敷涂在前述薄纸载体上所包含的金属化全息图层上。

8．一种把许多全息图像从一个聚合物载体上转移到一个薄纸载体上的工艺过程，它所包含的步骤：

a．把一层感光层敷涂到一个聚合物载体上；

b．把前述感光层部分地遮盖起来；

c．在前述感光层未遮盖的部分上形成一幅利用非相干光而可见

   的第一全息图像；

d．把前述遮光物移去；

e．在感光层已被前述遮盖物遮盖过的区域上形成一幅利用相干

   光而可见的第二全息图像；

f．把前述那些全息图像中的一部分金属化；

g．在前述那些金属化全息图像的顶部敷涂一层粘贴剂层；

h．在温度处于0℃至150℃之间、压力在每平方英寸大于1磅的

   条件下使前述粘贴剂层与薄纸载体相接触，从而形成一个含

   有薄纸载体、粘贴剂层、金属化全息图层以及聚合物载体的

   多层结构物；以及

i．把前述多层结构物揭剥开来，从而前述全息图像的金属化部

   分被转移到薄纸载体上，而前述全息图像仍旧被保留在前述

   聚合物载体上适合于再用。

9．权利要求8的工艺过程，其一层保护层是施加在前述薄纸载体上的前述金属化全息图上。

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