JPS61254975A - 透明型ホログラム - Google Patents

透明型ホログラム

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JPS61254975A JP9646985A JP9646985A JPS61254975A JP S61254975 A JPS61254975 A JP S61254975A JP 9646985 A JP9646985 A JP 9646985A JP 9646985 A JP9646985 A JP 9646985A JP S61254975 A JPS61254975 A JP S61254975A
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耕太郎 檀上
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茂彦 田原
Yoshiharu Yui
油井　喜春
Satoru Ikeda
哲 池田
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はレリーフホログラムの改良に係り、更に詳しく
は自身は透明でありながら反射型ホログラムとしての特
徴をも兼ね備えた透明型ホログラムに係る。
〔従来の技術〕
ホログラムの記録の一方法として、物体からの光の波面
に相当する干渉縞を材料表面の凹凸模様で記録する方法
があり、この方法により得られたレリーフホログラムは
プレス技術により大量複製を容易に行うことができる利
点がある。
今日において、レリーフホログラムをクレジットカード
、キャッシュカード、本の表紙、レコードジャケットな
どの基材に形成する試みが種々行われており、このよう
にレリーフホログラムを転写、貼付、直接形成等の方法
で基材に一体化した場合、反射光強度が重要な問題とな
る。一般にレリーフホログラムは合成樹脂で構成される
ためレリーフ形成面、即ち樹脂と空気との屈折率差を有
する界面での反射光強度が小さく、従ってホログラム効
果が小さい。
例えば屈折率：ｎ＝１．５の樹脂でレリーフホログラム
を形成した場合、レリーフ形成面での反射率：Ｒはフレ
ネルの公式によりＲ＝４％と非常に低（なり、ホログラ
ム効果は不充分である。
そこで従来は、反射率が９０％以上ある反射性金属薄Ｍ
（例えばアルミニウム薄膜）を蒸着等によりレリーフ形
成面に形成して反射光強度を大きくし、以て充分なホロ
グラム効果を発現させる工夫がなされており、反射型ホ
ログラムと称されるものはほとんどこのような構造を採
用している。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、レリーフ形成面に反射性金属薄膜を形成
してなる従来のホログラムにおいては、上記金属薄膜の
裏面に絵柄層を印刷形成したとしても、金属薄膜中を伝
播する光波は進行方向に減衰してしまうため絵柄層が見
えず、ホログラム形成面におけるデザイン面からの外観
向上を図ることはできなかった。
また金属薄膜は通常、銀白色で且つ輝度も高いため、カ
ード類、本の表紙等各種の基材にホログラムを設けたと
きの異和感が大きいという問題があり、デザイン上の要
請から、その改善が望まれていた。
本発明は上記の点に鑑みなされたもので、透明で且つ反
射光強度の大きい、即ち充分なホログラム効果を発現で
きる透明型ホログラムを堤供することを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明の透明型ホログラムは表面に物体からの光の波面
に相当する干渉縞が凹凸の模様として形成されているホ
ログラム層を有するレリーフホログラムであって、上記
ホログラム層のレリーフ形成面にホログラム層の屈折率
よりも大きい屈折率を有する透明連続薄膜を形成してな
ることを特徴とする。
〔実施例〕
以下、本発明の実施例を図面に基き説明する。
第１図においてｌは本発明の透明型ホログラムを示し、
該ホログラム１はレリーフホログラムとして構成され、
表面に物体からの光の波面に相当する干渉縞が凹凸の模
様として形成されているホログラム層２を有する。
このようにホログラム層２は干渉縞が凹凸の模様として
形成された凹凸模様面即ちレリーフ形成面３を有し、更
に該レリーフ形成面３には、ホログラム層２の屈折率よ
りも大きい屈折率を有する透明連続薄膜４が凹凸模様の
形に沿って形成されている。
本発明において、ホログラム層２の材質として、ポリ塩
化ビニル、アクリル（例、ＭＭＡ）、ポリスチレン、ポ
リカーボネート等の熱可塑性樹脂、不飽和ポリエステル
、メラミン、エポキシ、ポリエステル（メタ）アクリレ
ート、ウレタン（メタ）アクリレート、エポキシ（メタ
）アクリレート、ポリエーテル（メタ）アクリレート、
ポリオール（メタ）アクリレート、メラミン（メタ）ア
クリレート、トリアジン系アクリレート等の熱硬化性樹
脂を硬化させたもの、或いは、上記熱可塑性樹脂と熱硬
化性樹脂の混合物が使用可能である。
更に本発明のホログラム層２の材質として、ラジカル重
合性不飽和基を有する熱成形性Ｔｈｆｆが使用可能であ
り、これには次の２種類のものがある。
（１）ガラス転移点が０〜２５０℃のポリマー中にラジ
カル重合性不飽和基を有するもの。さらに具体的には、
ポリマーとしては以下の化合物■〜■を重合もしくは共
重合させたものに対し後述する方法（イ）〜（ニ）によ
りラジカル重合性不飽和基を導入したものを用いること
ができる。
■水酸基を有する単量体二Ｎ−メチロールアクリルアミ
ド、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキ
シエチルメタクリレート、２−ヒドロキシプロピルアク
リレート、２−ヒドロキシプロピルメタクリレート、２
−ヒドロキシブチルアクリレート、２−ヒドロキシブチ
ルメタクリレート、２−ヒドロキシ−３−フェノキシプ
ロビルメタクリレート、２−ヒドロキシ−３−フェノキ
シプロピルアクリレートなど。
■カルボキシル基を有する単量体ニアクリル酸、メタク
リル酸、アクリロイルオキシエチルモノサクシネートな
ど。
■エポキシ基を有する単量体ニゲリシジルメタクリレー
トなど。
■アジリジニル基を有する単量体：２−アジリジニルエ
チルメタクリレート、２−アジリジニルプロピオン酸ア
リルなど。
■アミノ基を有する単量体ニアクリルアミド、メタクリ
ルアミド、ダイア七トンアクリルアミド、ジメチルアミ
ノエチルメタクリレート、ジエチルアミノエチルメタク
リレートなど。
■スルフォン基を有する単量体：２−アクリルアミド−
２−メチルプロパンスルフォン酸など。
■イソシアネート基を有する単量体７２．４−トルエン
ジイソシアネートと２−ヒドロキシエチルアクリレート
の１モル対１モル付加物などのジイソシアネートと活性
水素を有するラジカル重合性単量体の付加物など。
■さらに、上記の共重合体のガラス転移点を調節したり
、硬化膜の物性を調節したりするために、上記の化合物
と、この化合物と共重合可能な以下のような単量体と共
重合させることもできる。このような共重合可能な単量
体としては、例えばメチルメタクリレート、メチルアク
リレート、エチルアクリレート、エチルメタクリレート
、プロピルアクリレート、プロピルメタクリレート、ブ
チルアクリレート、ブチルメタクリレート、イソブチル
アクリレート、イソブチルメタクリレート、ｔ−ブチル
アクリレート、ｔ−ブチルメタクリレート、イソアミル
アクリレート、イソアミルメタクリレート、シクロへキ
シルアクリレート、シクロへキシルメタクリレート、２
−エチルへキシルアクリレート、２−エチルへキシルメ
タクリレートなどが挙げられる。
次に上述のようにして得られた重合体を以下に述べる方
法（イ）〜（ニ）により反応させ、ラジカル重合性不飽
和基を導入することによって、本発明に係る材料を得る
ことができる。
（イ）水酸基を有する単量体の重合体または共重合体の
場合にはアクリル酸、メタクリル酸などのカルボキシル
基を有する単量体などを縮合反応させる。
（ロ）カルボキシル基、スルフォン基を有する単量体の
重合体または共重合体の場合には前述の水酸基を有する
単量体を縮合反応させる。
（ハ）エポキシ基、イソシアネート基あるいはアジリジ
ニル基を有する単量体の重合体または共重合体の場合に
は前述の水酸基を有する単量体もしくはカルボキシル基
を有する単量体を付加反応させる。
（ニ）水酸基あるいはカルボキシル基を有する単量体の
重合体または共重合体の場合にはエポキシ基を有するｓ
量体あるいはアジリジニル基を有する単量体あるいはジ
イソシアネート化合物と水酸基含有アクリル酸エステル
単量体の１対１モルの付加物を付加反応させる。
上記の反応を行うには、微量のハイドロキノンなどの重
合禁止剤を加え乾燥空気を送りながら行うことが好まし
い。
（２）融点が０〜２５０℃でありラジカル重合性不飽和
基を有する化合物。具体的にはステアリルアクリレート
、ステアリルメタクリレート、トリアクリルイソシアヌ
レート、シクロヘキサンジオールジアクリレート、シク
ロヘキサンジオールジメタクリレート、スピログリコー
ルジアクリレート、スピログリコールジメタクリレート
などが挙げられる。
また、本発明においては、前記＋１１、（２）を混合し
て用いることもでき、さらに、それらに対してラジカル
重合性不飽和単量体を加えることもできる。
このラジカル重合性不飽和単量体は、電離放射線照射の
際、架橋密度を向上させ耐熱性を向上させるものであっ
て、前述の単量体の他にエチレングリコールジアクリレ
ート、エチレングリコールジメタクリレート、ポリエチ
レングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコー
ルジメタクリレート、ヘキサンジオールジアクリレート
、ヘキサンジオールジメタクリレート、トリメチロール
プロパントリアクリレート、トリメチロールプロパント
リメタクリレート、トリメチロールプロパンジアクリレ
ート、トリメチロールプロパンジメタクリレート、ペン
タエリスリトールテトラアクリレート、ペンタエリスリ
トールテトラメタクリレート、ペンタエリスリトールト
リアクリレート、ペンタエリスリトールトリメタクリレ
ート、ジペンタエリスリトールへキサアクリレート、ジ
ペンタエリスリトールへキサメタクリレート、エチレン
グリコールジグリシジルエーテルジアクリレート、エチ
レングリコールジグリシジルエーテルジメタクリレート
、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテルジアク
リレート、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテ
ルジメタクリレート、プロピレングリコールジグリシジ
ルエーテルジアクリレート、プロピレングリコールジグ
リシジルエーテルジメタクリレート、ポリプロピレング
リコールジグリシジルエーテルジアクリレート、ポリプ
ロピレングリコールジグリシジルエーテルジメタクリレ
ート、ソルビトールテトラグリシジルエーテルテトラア
クリレート、ソルビトールテトラグリシジルエーテルテ
トラメタクリレートなどを用いることができ、前記した
共重合体混合物の固型分１００重量部に対して、Ｏ，１
〜１００重量部で用いることが好ましい。また、上記の
ものは電子線により充分に硬化可能であるが、紫外線照
射で硬化させる場合には、増感剤としてベンゾキノン、
ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテルなどのベンゾイ
ンエーテル類、ハロゲン化アセトフェノン類、ビアチル
類などの紫外線照射によりラジカルを発生するものも用
いることができる。
ホログラム層２は従来既知の方法によって得ることがで
きる。例えば干渉縞が凹凸の形で記録されたホログラム
原版をプレス型として用い、このホログラム原版上にホ
ログラム形成用樹脂シートを置き、加熱ロールなどの手
段によって両者を加熱圧接し、ホログラム形成用樹脂シ
ート表面にホログラム原版の凹凸模様を複製する方法に
よってホログラム層２を得ることができる。
またホログラム層２は表面の凹凸によりホログラムの情
報を記録できるタイプのもので、具体的には上記ホログ
ラム層２としてリップマンホログラムを除く、フレネル
ホログラム、フーリエ変換ホログラム、フランホーファ
ーホログラムなどの原理のものに及び、それらの原理を
利用したイメージホログラム、レインボーホログラム、
ホログラフィックステレオグラム、ホログラフィック回
折格子などが用いられる。
透明連続薄膜４はホログラムＮ２の屈折率（通常、屈折
率：ｎ＝１．３〜１．６である）よりも大きい屈折率を
有するもので、従来の反射性金属薄膜を設けるのと同様
な位置に形成でき、このような薄膜４．の材質としては
（以下、材質名の右にカッコ書きで屈折率：ｎを付記す
る）　、５ｂｔｓｘ（ｎ＝３．０）、Ｆｅｗ（１＋（ｎ
＝２．７）、Ｔｉ１ｔ（ｎ＝２．６）　、Ｃｄ５（ｎ＝
２．６）、Ｃｅ０ｚ（ｎ＝２．３）　、Ｚｎ５（ｎ＝２
．３）、ＰｂＣＩｚ（ｎ１１２．３）、Ｃｄ０（ｎ＝２
゜２）、５ｂｚＯｓ　（ｎ＝２．０）、ｉｉ　（ｎ＝２
．０）、５ｉＯ（ｎ＝２．０）、ＢｉｚＯｓ（ｎ−２，
５）、ＩｎｚＯｓ（ｎ□２．ｏ）、Ｐｂ０（ｎ＝２．６
）、Ｔａ、０５（ｎ＝２．４）　、ＺｎＯ（ｎ＝２．１
）　、Ｚｒ０ｔ（ｎ＝２．０）　、ＣｄｚＯ＊（ｎ＝１
．８）　、Ａｌｘ０ｓ（ｎ＝１．６）、ＣａＯ１ｉＯｔ
（ｎ＝１．８）などが挙げられる。
上記薄膜４はその屈折率がホログラム層２の屈折率より
も０．３以上大きいことが好ましく、より好ましくは０
．５以上大きいことである。本発明者等の実験によれば
１．０以上大きいことが最適であるという結果がもたら
されている。
上記薄膜４の膜厚は薄膜を形成する材料の透明領域であ
ればよいが通常は１００〜１０．０００人が好ましい。
上記薄膜４をホログラム層のレリーフ形成面３に形成す
る方法として、真空蒸着法、スパッタリング法、反応性
スパッタリング法、イオンブレーティング法などの一般
的薄膜形成手段が保用できる。
このように屈折率の大きい透明連）ｉＦｉ膜を設けると
、ホログラムの特徴である再生の角度依存性により、ホ
ログラムの再生可能な角度範囲外では単なる透明体とし
てしか見えず、ホログラムの再生可能な角度範囲内では
光の反射率が最大になり、反射型ホログラムとしての効
果が出てくる。
本発明ホログラムは第２図に示すように絵柄層５を備え
ていてもよい。絵柄層５が任意の位置に設けることがで
き、例えば上記薄膜４の表面に設けることも或いはホロ
グラム層２の表面に設けることも更には薄膜４、ホログ
ラム層２の両表面に設けることもできる。絵柄層５は通
常、印刷によって形成され、絵柄層５を構成するインキ
も通常用いられているインキを使用でき、任意の模様及
び色彩を施すことができる。
また絵柄層５に限らず、上記薄膜４の表面には任意色相
のベタ印刷により連続印刷層を設けてもよい。
上記薄膜４は透明であり且つホログラム層２の屈折率よ
りも大きな屈折率を有しているため、必要にして充分な
透明度と反射光強度を得ることができ、その結果、薄膜
４の表面に設けられた絵柄層５　（本実施例においては
薄膜４側が下面となるため薄膜４の下面に絵柄Ｎ５が設
けられている態様となっている）を外部から見ることが
できると共にホログラム効果も大きい。
例えば、ホログラム層の樹脂の屈折率：ｎ＝１．４とし
透明連続薄膜の屈折率ｎ、＝３．０とすると、垂直入射
光に対する反射率：ＲはＰ、Ｓ両偏光波に対し、Ｒ＝５
０％となり（但し、入射光の波長：λ々４　、０００人
、透明連続薄膜の膜厚：ｄ々１　、０００人とする）、
その結果、充分なホログラム効果が得られる。
本発明はホログラム層２の上面にレリーフ形成面３を形
成してもよく、この場合、透明連続薄膜４はホログラム
層２の下面に形成される。また上記薄膜４はレリーフ形
成面３の凹凸に沿った形状に形成することに限定されず
、その下面は平坦であってもよい。
更に本発明は第２図に示すように薄膜４及び絵柄層５の
下面に保護層６を設けることができる。
保護層６の材質としては通常用いられる合成樹脂を使用
することができる。このように保護層６を設けることに
よってレリーフ形成面及び透明連続薄膜を保護できる他
、レリーフを型取りすることによって行われる偽造を防
止できる利点がある。
このように透明連続薄膜４の下面に保護層を設けること
は、本発明のように透明連続薄膜４があってはじめて可
能になることで、従来、透明連続薄膜４なしに保護層を
設けると、保護層の屈折率と近いためホログラムの凹凸
が単に埋まってホログラムが再生されなかったのである
。
更に本発明においてはホログラム層及び透明連ＶｔＴｉ
１膜は透明であるため、ホログラム層や透明連Ｖｔ３膜
に絵柄を設けるかわりに、紙やプラス千ツク等の別体の
支持体７の表面上に絵柄層５を設けておき、接着剤８を
介する等の任意の積層手段によって積層しても同様な効
果を示す（第３図）。
本発明のホログラムは種々の用途に用いることができ、
例えばクレジットカード、キャッシエカードなどのカー
ド類に本発明ホログラムを設ければ、外観上の美しさ、
目新しさに加え、カード自体の偽造、変造の困難なカー
ド類が得られる。また本の表紙、レコードジャケットな
どに設ければデザインバラエティ−に冨んだものとなり
、商品価値の向上に寄与できる。
更に本発明のホログラムは特定の再生角度範囲内でのみ
再生されるので、他の通常の角度ではホログラムが認識
されず、別体の支持体と積層するときはその支持体及び
支持体表面のデザイン、絵柄の視覚的特徴を妨げない利
点があり、従来の反射性金属薄膜を有する反射型ホログ
ラムを各種の基材上に設けたときの異和感が解消する。
又、ホログラムの再生可能な角度範囲近傍においては観
察位置を多少変えるだけでホログラムと絵柄の両方を見
ることができ、デザインの２面性が発揮される。
次に、本発明の具体的な実施例を挙げる。
実　　施　　例 アクリル樹脂とメラミン樹脂とを重量比で４：１の割合
で混合してなる混合樹脂を用いてホログラム層（屈折率
：　ｎ　＝、１．４　）を形成し、該ホログラム層のレ
リーフ袷成面に真空蒸着法にてＺｎＳ薄膜（屈折率ｎ＋
　＝２．３　）を形成した。蒸着条件は真空度：　１０
−”ｔｏｒｒｓタンタルボート抵抗加熱方式でＺｎＳを
昇華させ、水晶振動子法で厚さを測定しながらレリーフ
形成面に蒸着させた。
ＺｎＳの密度：ｐ＝４．１で、Δｆ　＝２，４００Ｈｇ
まで蒸着したところＺｎＳ薄膜の厚さ：ｄタ１　、２０
０　人であった（厚さ：ｄ＝２Δ「／ρ）。このＺｎＳ
面に絵柄印刷を行った上、保護層（屈折率：ｎｚ、１．
４の樹脂を用いた）を設けた。その結果、充分なホログ
ラム効果があることが認められた。また外部から絵柄層
を見ることができ、透明性にも優れていることが認めら
れた。
〔発明の効果〕
本発明は、ホログラム層のレリーフ形成面にホログラム
層の屈折率よりも大きい屈折率を有する透明連続薄膜を
形成したので、必要にして充分な透明度と反射光強度を
得ることができ、その結果、絵柄層を設けた場合でも該
絵柄層を外部から見ることができると共に充分なホログ
ラム効果を発現することができる。
従って本発ｊｊｌｊによれば絵柄層などに種々の模様や
着色を施すことにより、外観的に優れたホログラムを提
供できる効果がある。
また従来においては、レリーフ形成面に保護層を設けよ
うとすると、ホログラム層と保護層との屈折率差がほと
んどなくなるため、界面での反射、屈折、従って回折も
起こらず、ホログラム効果が失われてしまうという難点
があったが、本発明によれば透明連Ｖｔ薄膜表面に保護
層を設けてもホログラム効果の劣化、消失もない。又絵
柄層の印刷形成によるホログラム効果の劣化、消失もな
く充分なホログラム効果が発現される。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明ホログラムの実施例を示す縦断面図、第
２図は本発明の他の実施例を示す縦断面図、第３図は透
明連続薄膜の表面に絵柄層を介して支持体を積層してな
る他の実施例を示す縦断面図である。 ２・・・ホログラム層　３・・・レリーフ形成面４・・
・透明連続薄膜

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）表面に物体からの光の波面に相当する干渉縞が凹
    凸の模様として形成されているホログラム層を有するレ
    リーフホログラムであつて、上記ホログラム層のレリー
    フ形成面にホログラム層の屈折率よりも大きい屈折率を
    有する透明連続薄膜を形成してなることを特徴とする透
    明型ホログラム。
  2. （２）透明連続薄膜の表面に絵柄層を印刷形成してなる
    特許請求の範囲第１項記載の透明型ホログラム。
  3. （３）ホログラム層の表面に絵柄層を印刷形成してなる
    特許請求の範囲第１項又は第２項記載の透明型ホログラ
    ム。
  4. （４）透明連続薄膜の表面に絵柄層を介して支持体が積
    層されている特許請求の範囲第１項〜第３項のいずれか
    に記載の透明型ホログラム。
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