способ защиты ценных бумаг путем нанесения голографических меток

Формула изобретения

1. СПОСОБ ЗАЩИТЫ ЦЕННЫХ БУМАГ ПУТЕМ НАНЕСЕНИЯ ГОЛОГРАФИЧЕСКИХ МЕТОК, заключающийся в последовательном нанесении на гибкую основу разделительного и защитного слоев, формировании голограммы метки, ее фиксации в виде рельефно-фазовой голограммы на рабочем слое, нанесении отражающего и клеящего покрытий, переносе голографической метки на поверхность защищаемой ценной бумаги и удалении гибкой основы, отличающийся тем, что перед формированием голограммы метки на защитный слой наносят рабочий слой, выполненный из материала с фототермопластическими свойствами, формирование голограммы метки осуществляют на поверхности рабочего слоя до нанесения отражающего покрытия, фиксацию голограммы проводят путем бесконтактной деформации непосредственно после формирования голограммы метки, а отражающее и клеящее покрытия наносят последовательно на рабочий слой после фиксации рельефно-фазовой голограммы.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что между отражающим и клеящим покрытиями наносят максирующий слой.

3. Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что отражающее покрытие выполняют с изменяющимся от метки к метке коэффициентом отражения.

Описание изобретения к патенту

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.

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.

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.

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.

Способ [2] является наиболее близким к изобретению техническим решением и выбран за прототип.

Задачей способа является повышение степени защищенности ценных бумаг от возможной подделки.

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.

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.

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.

Сущность способа заключается в следующем.

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.

Метка представляет собой многослойную структуру, формируемую следующим образом.

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.

Нанесение на диэлектрические основы покрытий с различными физико-химическими свойствами обеспечивается последовательным пропусканием гибкой основы через поливочные машины 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.

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.

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).

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.

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.

Рассмотрим пример реализации предложенного способа в устройстве.

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).

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.

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.

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.