Голографічний елемент та спосіб його виготовлення

Пропоновані винаходи відносяться до голографічного елемента та способу його виготовлення. Пропонований голографічний елемент може бути використаний для маркування, з метою захисту від підробок різноманітних документів, зокрема, таких як банкноти, чеки, акцизні марки тощо. Найбільш близьким до пропонованого пристрою за технічною суттю і за кількістю суттєви х ознак є голографічний елемент, що містить основу у вигляді металізованої полімерної плівки, на поверхні основи сформована ділянка з голограмою, виконаною у вигляді голографічного мікрорельєфу з виступів і канавок, та ділянка з вилученим металевим шаром [інформація з сайту http://www.vera.com.pl/go.live.php/html default/PrintHTML/61.html, одержана 06.07.2007р.]. У описаному пристрої ділянка з вилученим металевим шаром створена шляхом обробки основи лазерним променем. При цьому характеристики лазерного променя вибирають такими, щоб під час обробки лазерним променем полімерна підкладка металізованої плівки залишилась неушкодженою, а вилучався б лише фрагмент металевого шару з поверхні металізованої плівки. У якості шару металу у описаній конструкції застосований шар алюмінію. Оптимальні геометричні параметри мікрорельєфу голограми такі: висота -0,1 - 0,3 мікрони, а період чергування виступів та канавок - 0,3 - 4,0 мікрони. Зазначені параметри є оптимальними для створення голограми, призначеної для візуального сприйняття неозброєним оком при освітленні видимим світлом. При таких геометричних параметрах ділянки з голографічним рельєфом яскраво переливаються райдужними кольорами. Збільшення чи зменшення геометричних параметрів голографічного рельєфу веде до втрати голографічних ефектів та яскравості. У описаному пристрої при деметалізації втрачається частина голографічного зображення, оскільки на етапі деметалізації неможливо точно потрапити лазерним променем у дизайн голограми, що веде до суттєвої втрати яскравості. Тобто, описаний об'єкт має обмеження на дизайн голограми, оскільки лазер дозволяє деметалізувати лінії з точністю збігу ділянок деметалізації та голограми не менше за 0,3 міліметра, що на багато більше за геометричні параметри мікрорельєфу голограми: висоту - 0,1 - 0,3 мікрони та період чергування виступів чи канавок - 0,3 - 4,0 мікрони. Найбільш близьким до пропонованого способу за технічною суттю і за кількістю суттєви х ознак є спосіб виготовлення голографічного елемента, що включає операції формування на поверхні основи, виготовленої з металізованої полімерної плівки, ділянки з голограмою у вигляді голографічного мікрорельєфу з виступів і канавок, що чергуються, та деметалізованої ділянки - ділянки з вилученим металевим шаром /інформація з сайту http://www.vera.com.pl/go.live.php/html default/PrintHTML/61.html. Одержана 06.07.2007р./. У описаному способі ділянку з вилученим металевим шаром створюють шляхом обробки основи лазерним променем. При цьому характеристики лазерного променя вибирають такими, щоб під час обробки полімерна підкладка металізованої плівки залишилась неушкодженою, а вилучався б лише фрагмент металевого шару на поверхні металізованої плівки. У якості шару металу у описаній металізованій плівці застосована алюмінієва фольга. Враховуючи сказане вище, а також через технічні особливості сучасних лазерів, описаний спосіб не дозволяє деметалізувати голограму з точністю збігу ділянок деметалізації та голограми вище ніж 0,3 міліметра, що на багато більше за геометричні параметри мікрорельєфу голограми: висоту - 0,1 - 0,3 мікрони та період чергування виступів чи канавок - 0,3 - 4,0 мікрони. До того ж, згаданий спосіб є малопродуктивним, оскільки процес термічної деметалізації є досить інерційним і потребує порівняно великих експозицій лазерного випромінювання. Спроби використання лазерів з більшою потужністю призводять до руйнування полімерної основи разом із металевим шаром, що є неприпустимим. У основу пропонованих винаходів поставлено задачу створення такого голографічного елемента і такого способу його виготовлення, які б дозволяли отримати голографічний елемент з підвищеними захисними властивостями, що суттєво ускладнило б їх підробку. Поставлена задача вирішується пропонованим пристроєм за рахунок використання в його конструкції оптично не прозорої ділянки з голограмою та оптично прозорої деметалізованої ділянки, кордони яких співпадають з межами голограми. Поставлена задача вирішується і пропонованим способом за рахунок використання капілярного ефекту голографічного рельєфу у процесі вибіркової деметалізації (видалення металу) з поверхні металізованої плівки, на яку нанесено голографічний рельєф. Пропонований, як і відомий голографічний елемент, містить основу у вигляді полімерної металізованої плівки, на основі є деметалізована ділянка з вилученим металевим шаром та металізована ділянка з голограмою, сформована у вигляді голографічного мікрорельєфу з виступів і канавок на металевій поверхні основи, а, відповідно до винаходу, деметалізована ділянка є оптично прозорою, ділянка з голограмою є оптично непрозорою, а кордони деметалізованої ділянки та ділянки з голограмою співпадають з межами голографічного рельєфу. Пропонований, як і відомий спосіб виготовлення голографічного елемента, включає операції формування на поверхні основи, виготовленої з металізованої полімерної плівки, ділянки з голограмою у вигляді голографічного мікрорельєфу з виступів і канавок, що чергуються, та деметалізованої ділянки - ділянки з вилученим металевим шаром, а відповідно до винаходу, попередньо на металевій поверхні основи, виготовленої з металізованої полімерної плівки, формують, щонайменше, дві ділянки з голографічним мікрорельєфом, висота якого складає 0,1 - 0,3 мікрони, а період чергування виступів та канавок - 0,3 - 4,0 мікрони, одну з ділянок насичують захисною рідиною, наприклад, фарбою, витримують насичену захисною рідиною ділянку до затвердіння захисної рідини, поверхню металізованої плівки з боку металевої поверхні піддають обробці хімічним травником до видалення з поверхні основи, вільної від захисної рідини, шару металу металізованої плівки і одержують голографічний елемент, який містить деметалізовану оптично прозору ділянку без голограми та металізовану оптично непрозору ділянку з голограмою, а кордони металізованих та деметалізованих ділянок співпадають з межами голографічного рельєфу. Традиційно голографічні елементи тиражують на полімерній плівці з напиленим металевим покриттям шляхом ембосування матрицею з голографічним рельєфом. Авторами експериментально виявлено, що голограма - мікрорельєф з виступів і канавок, що чергуються, після нанесення на неї рідини, завдяки капілярному ефекту, "засмоктує" рідину на всю поверхню голограми. При цьому захисна рідина не виходить за межі голограми, тобто захисна рідина, наприклад, фарба, захищає лише поверхню, строго обмежену поверхнею з голограмою. Завдяки виявленій особливості голограми, виникли умови для вибіркової деметалізації (видалення металу) напиленого на плівку металевого шару в місцях, де є голографічний рельєф або в суміжних з ним місцях, де його немає. При цьому пропонований спосіб дозволяє одержати деметалізовану ділянку, межі якої точно (без допусків) співпадають з межами голографічного рельєфу. В той же час спосіб-прототип дозволяє отримати деметалізовану ділянку, яка може співпадати з голографічним рельєфом лише з точністю (допуском) - до 0,3 міліметрів, що обов'язково веде до втрати фрагментів голограми. Використання пропонованого способу дозволяє створити нову візуальну ознаку відтворення, наприклад, контрольного голографічного зображення на фоні деметалізованої структури, яка буде притаманною лише певному документу або виробу, маркованому таким голографічним елементом. Для відтворення такого голографічного елементу потрібно використання не лише голографічних технологій, а і нової технології деметалізації. Все це ускладнює процес підробки або імітації пропонованого захисного елемента, а тому і підвищує його захисні властивості. Спосіб здійснюють так. Замовник пропонує ідею зображення або слів, які мають бути відтворені на голографічному елементі. На вибір замовника голографічний елемент може містити зображення і/або напис, виконаний за допомогою процесу деметалізації, що відповідає, наприклад, естетичним потребам замовника. Так, на вибір замовника зображення і/або напис можуть бути невидимими при спостережені неозброєним оком і можуть спостерігатись за допомогою мікроскопу або бути видимими і можуть спостерігатись неозброєним оком в залежності від розмірів пропонованого зображення і/або напису. Крім того, на вибір замовника, голографічний елемент може містити кодоване зображення, яке можна використати для автоматичної перевірки автентичності голографічного елемента. Суть пропонованих винаходів пояснюється за допомогою схематичних креслень. На фіг.1, 2, 3 показано загальні вигляди зразків пропонованого голографічного елемента. На фіг.4 для порівняння показані голографічні елементи традиційної і пропонованої конструкцій. Пропонований голографічний елемент містить основу 1, виконану у вигляді металізованої плівки. На тонкому металевому шарі основи 1 відтворено голограму 2 у вигляді мікрорельєфу з виступів і канавок, що чергуються, які відтворюють зображення і/або текст. На основі 1 є ділянка без голографічного рельєфу 3. Попередньо захисною рідиною - фарбою насичують ділянки з голограмою 2. Після висихання шару фарби 4 останній захищає металевий шар основи 1 від дії травника, а метал в місцях незахищених фарбою видаляється. При цьому кордони деметалізованих ділянок 5 та ділянок з голограмою 2 співпадають. На фіг.4 для порівняння показані звичайна недеметалізована голограма 6, деметалізована голограма, де метал видалений з ділянок без рельєфу 7 та деметалізована голограма, де метал видалений з ділянок без рельєфу 8. Приклад. Пропонований голографічний елемент виготовляли так. Дизайнер за дорученням власника чи замовника виробу створював зображення і/або текст, що включав голограму 2 у вигляді мікрорельєфу з виступів і канавок, які чергуються, та деметалізовану ділянку 5, що відповідали єдиному цілісному дизайнерському задуму. Виготовляли металеву матрицю із створеною голограмою 2 та з майбутньою деметалізованою ділянкою 5. Металеву матрицю використовували для відтворення голограми 2 та майбутньої деметалізованої ділянки 5. Ме ханічне відтворення голограми 2 та майбутньої деметалізованої ділянки 5 на основі 1 виконували на традиційному обладнанні - механічному пресі для ембосування голограм шляхом тиснення нікелевою матрицею з голографічними рельєфом по основі 1 - металізованій алюмінієвою фольгою лавсановій плівці товщиною 50 мікрометрів. Основу 1 після її обробки нікелевою матрицею з голографічними рельєфом покривали шаром захисної рідини 4. У якості захисної рідини використовували акрилову водну дисперсію. Захисна рідина просочувала за рахунок використання капілярного ефекту ділянки основи 1 з мікрорельєфом голограми 2. Потім зайву кількість захисної рідини з поверхні основи 1 та з ділянки 3 вилучали шляхом дії на неї потоком стисненого повітря. При цьому шар 4 захисної рідини утримувався лише на ділянках з мікрорельєфом голограми 2. Висушували захисний шар 4, нагріваючи плівку до температури +60...+70°С. Потім плівку занурювали до травника - розчину на основі їдкого натру, де відбувалося витравлювання шару металу з поверхні основи 1, яка не була захищена затверділим шаром 4 захисної рідини. Одержану плівку промивали проточною водою, занурювали її до розчинника захисної рідини і змивали отриманий розчин з плівки. Висушували плівку і одержували голографічний елемент, який містив основу 1 з оптично непрозорою ділянкою 2, виготовленою у вигляді голограми з боку металевої поверхні основи 1 і оптично прозору деметалізовану ділянку 5 - ділянку з вилученим металевим шаром, кордони яких співпадали з межами голографічного рельєфу з точністю, спільномірною з геометричними параметрами мікрорельєфу голограми 2. Щоб отримати зворотній ефект, до захисної рідини додавали травник, який стравлював металевий шар основи 1 у ділянках з голографічним рельєфом 2 (фіг.3). Виготовлений голографічний елемент з підвищеними захисними властивостями, які суттєво ускладнюють його підробку або імітацію, використовували для маркування з метою захисту від підробок документів, зокрема, таких як банкноти, чеки чи акцизні марки.