專利名稱：一種在紙板上獲得全息圖像的方法
本專利申請(qǐng)和發(fā)明與申請(qǐng)人所擁有的以下公布專利有關(guān)美國專利US.5662986，美國專利US.5766734，美國專利US.5735989，美國專利US.5900095；并是上述專利的部分繼續(xù)申請(qǐng)。本專利申請(qǐng)也與以下兩個(gè)其它同時(shí)申請(qǐng)的專利有關(guān)MS-7000Prov與MS-800-Prov。
本發(fā)明涉及特殊的全息圖像，它能在特殊條件下得以觀察到，從而可用來提供一種安全保證。它特別涉及一種把全息圖像轉(zhuǎn)移到紙板上去的工藝過程。
全息增強(qiáng)材料在已有技術(shù)中已經(jīng)廣為人知，并在本申請(qǐng)人以前申請(qǐng)和上述公布的專利中充分論述過。這些材料已被大量用做增強(qiáng)產(chǎn)品，這些增強(qiáng)產(chǎn)品可與包裝紙盒、紙板、紙板盒等結(jié)合在一起使用。另外因?yàn)檫@種圖像很難被復(fù)制，所以全息增強(qiáng)圖像也可被用在信用卡及其類似物品上，從而提供一種安全保證。全息圖像的制作過程是公知的方法，但是直到金屬化圖像重復(fù)轉(zhuǎn)移到支撐物上的特殊工藝發(fā)明之前，這種制作過程還沒有被廣泛使用。一種特殊新穎的支撐物是薄紙支撐物，該支撐物太脆，所以它不能用全息圖像來增強(qiáng)。這種元件和工藝在上述提到的有關(guān)專利中已充分論述。全息材料的制作也在其他參考資料中充分論述，如全息圖像手冊(cè)，1996年第二版。
典型的安全全息材料已在美國專利US.3894756中論述。其中一個(gè)密碼全息圖像被放置到一個(gè)元件中，例如安全身份卡。為了譯出密碼全息圖像，必須使用一個(gè)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的光束譯碼器。當(dāng)光束發(fā)射到密碼全息圖像上之后，圖像形成并被觀察到。另外一個(gè)安全系統(tǒng)在美國專利US.4140373中論及。在該參考資料中，重疊的全息圖被加到所希望的層上，重疊的全息圖之一只有通過相干光(如激光)才能看到。當(dāng)使用相干光時(shí)，所說的不可見全息圖才能被看見。美國專利US.4400616也描述了另外一種安全系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以制作身份證，例如它是將一個(gè)或多個(gè)平面透明波導(dǎo)全息圖壓制到支撐物上。通過放置一個(gè)光柵到成品上，光柵接受特殊波長的光，從而能看到所希望的圖像。另一個(gè)參靠資料是美國專利US.5825475，該資料描述了一種系統(tǒng)和方法，以識(shí)別密碼全息圖象。在這個(gè)特殊的發(fā)明中，使用特殊波長的光，使全息圖象記錄在感光基層上。使用特殊波長的光照射全息圖，即可觀察到圖像。
正如閱讀了許多現(xiàn)有文獻(xiàn)所看到的，制作、生產(chǎn)、銷售含有隱藏全息圖的產(chǎn)品是一個(gè)復(fù)雜的過程，它涉及大量的步驟，復(fù)雜的設(shè)備和觀察裝置，每部分必須分別制造，因此是一個(gè)成本很高的過程。
最近出現(xiàn)了一種更新更先進(jìn)的制造隱藏全息圖象的系統(tǒng)。在這個(gè)系統(tǒng)中，使用一個(gè)感光層。部分感光層被遮掩，第一個(gè)全息圖(可通過白光-非相干光觀察到)處于未遮掩區(qū)域。然后除去遮掩，另外一個(gè)全息圖(可用激光-相干光觀察到)在未暴露的區(qū)域成象。因?yàn)樵谶@一層使用了兩個(gè)全息圖，一個(gè)全息圖不能使用常規(guī)的顯示方法觀察，必須用與觀察平面成90度的相干光(如激光)來將其反射到顯示平面(例如白色反射表面，如白色廣告板)上。雖然這個(gè)特殊而且實(shí)用的系統(tǒng)可以產(chǎn)生安全性隱藏密碼，但沒有方法使這一過程商業(yè)化，以利于它在整個(gè)商業(yè)工業(yè)中廣泛使用。
為了防止假冒偽造，對(duì)于含有隱藏密碼的材料的制作、生產(chǎn)、銷售有非常緊迫的需要。例如假冒仿制物品如香煙及其它產(chǎn)品正在全世界范圍銷售，這使生產(chǎn)者和銷售商遭受嚴(yán)重的損失。如果有一種簡單容易的方法把隱藏全息圖加到紙板產(chǎn)品中，這樣打擊偽造將是一件很容易的事。因此本發(fā)明的目的之一就是采用一種成本上有效的方法，可重復(fù)地把隱藏全息圖加到包裝各種物品的紙板材料中去。
本發(fā)明提供一種全息圖像元件來實(shí)現(xiàn)此目的及其它目的，該全息圖像元件包括一紙板支撐物，該紙板支撐物包括兩個(gè)平面，所說的平面之一依次包括以下兩部分，A、一個(gè)粘結(jié)層，B、一個(gè)金屬化的全息圖像。
其中所說的金屬化全息圖像包括至少兩個(gè)全息圖像，所說全息圖之一僅通過雜散光才能得以觀察，所說全息圖的另外一個(gè)僅通過相干光才能得以觀察，多個(gè)全息圖象通過至少兩個(gè)成像步驟形成在光敏元件或聚合支撐物上，其中所說的全息圖象被金屬化，然后用粘接劑涂覆，然后在0～150℃之間，壓力高于1磅/平方英寸的條件下，碾壓覆蓋在金屬化全息圖象到紙版支撐物上的粘接層，將全息圖象從聚合支撐物轉(zhuǎn)移到紙板支撐物上，然后從紙板支撐物上分離所說的聚合支撐物，將全息圖像的所有金屬化部分轉(zhuǎn)移到所說的紙板板支撐物上，將全息圖像留在聚合支撐物上以備重新利用。
本發(fā)明過程中，必須制備一個(gè)光敏聚合支撐物，至少兩個(gè)全息圖像放置其上。將一部分光敏層覆蓋后，用常規(guī)方式在光敏聚合支撐物上形成第一個(gè)全息圖像。移去光敏覆蓋物后，第二全息圖像加到光敏層的未暴露區(qū)域，然后兩個(gè)全息圖像都被金屬化，隨后將其轉(zhuǎn)移到紙板支撐物上，此時(shí)全息圖像已被覆蓋了粘結(jié)層。在特殊的溫度和壓力下，僅將全息圖像的金屬化部分轉(zhuǎn)移，分層后將全息圖像留在聚合支撐物上。全息圖像可重新金屬化已備再用。


圖1是本發(fā)明紙板支撐物平面在碾壓上金屬化全息圖像之前的頂視圖。
圖2是聚合支撐物放置在圖1所示的紙板支撐物之上的側(cè)視圖，該聚合支撐物包含有金屬化的還未碾壓到紙板支撐物上的全息圖像。
圖3是從圖1和圖2所示的紙板支撐物側(cè)視圖，此時(shí)，金屬化全息圖像已經(jīng)從聚合支撐物轉(zhuǎn)移到紙板支撐物上，全息圖像本身出現(xiàn)在聚合支撐物上。
圖4是金屬化全息圖象碾壓到紙板支撐物上去的系統(tǒng)流程5是從紙板支撐物分離聚合支撐物以產(chǎn)生圖3所示金屬化全息圖像的系統(tǒng)流程圖。
圖6是一個(gè)包容有全息圖像的紙板支撐物的元件示意圖。此圖例中是一香煙包裝，包裝的外部是一個(gè)典型的具有新穎全息圖像的紙板支撐物。里面形成有兩個(gè)全息圖像，一個(gè)在外部雜散光(如房間)下就可看見，在此圖中，第二個(gè)全息圖像用虛線來描繪。
圖7顯示了一個(gè)過程，在此過程中相干光照射到圖5所示的紙板支撐物的全息圖像上，隱藏的全息圖像被反射到與光線成90度角的白色基層上。
現(xiàn)在特別參照附圖來說明實(shí)施本發(fā)明的最好方式。圖1是本發(fā)明紙板支撐物的平面之一的頂視圖，用1來表示。再看圖2，1是從側(cè)面所視的紙板支撐物，該元件與聚合支撐物4相對(duì)并列，聚合支撐物上放置有一系列全息圖像2。此全息圖像已經(jīng)被金屬化，在圖中它用金屬3的細(xì)顆粒表示。如附圖3所示，此圖顯示金屬化圖像3被轉(zhuǎn)移到了紙板支撐物1上，而將全息圖像留在聚合支撐物4上。這些圖像能夠被重新金屬化，而金屬化圖像可以再次轉(zhuǎn)移到其它紙板支撐物上去。
附圖4是將金屬化的全息圖像碾壓到紙板支撐物上的系統(tǒng)流程圖。結(jié)合圖5，它代表了本發(fā)明的新工藝。在圖4中，一個(gè)帶有全息圖像(圖中未顯示)的聚合支撐物4在卷輪5處被拉平，反向卷輪6和7構(gòu)成了一個(gè)夾子。在此圖中，卷輪7是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的照相凹版的涂敷輪，而卷輪6是一個(gè)典型的支撐輪。一個(gè)反轉(zhuǎn)的凹版刀片(用以控制涂敷量)用8表示，一個(gè)涂料盤子(內(nèi)盛粘結(jié)劑)用9表示。這樣涂覆有粘接劑層的全息圖像被傳送到一個(gè)用11和12表示的干燥機(jī)，然后傳送到加熱輪13和14。在卷輪13和14形成的夾箝處，紙板支撐物1通過卷輪15送入，紙板支撐物與含有金屬化全息圖像的聚合支撐物的粘接層的干燥表面相接觸。該步驟將兩個(gè)支撐物(聚合物4和紙板1)碾壓成一個(gè)夾層體16，它通過冷卻卷輪17，最后卷在重繞卷輪18上。
分層的過程如圖5所示。在該系統(tǒng)圖中，圖4的層壓夾層材料16被卷輪18展開，然后通過分層卷輪19和20形成的夾子。聚合基層2拉緊在薄膜重繞卷輪21上(該材料仍然含有全息圖象，而且可被重新金屬化以便再用)。現(xiàn)在攜帶金屬化全息圖像(圖中未示出)的紙板支撐物1被拉緊進(jìn)入涂敷頭22和23。利用這一步，可將一個(gè)保護(hù)涂層加到金屬化的全息圖上面。在涂敷頭22和23處從盤子42來的保護(hù)涂層可被加到上面。然后加了涂層的圖像通過干燥機(jī)24和25，最后紙板支撐物上硬化了的受保護(hù)的全息圖像卷在卷輪27上。這卷全息圖像紙板可以作為其他材料的安全包裝使用。
本發(fā)明帶有全息圖像紙板的典型使用作為產(chǎn)品正如圖6所示。在該實(shí)例圖中，28是一個(gè)典型的香煙盒，它裝有多根香煙29。香煙盒蓋30打開著，顯示里面有香煙29，香煙盒28帶有一個(gè)可見的全息圖像32，它能在白色的可見光下自然地觀察到，可在上面附加一些廣告標(biāo)牌或簡單的吸引人的的圖像。一個(gè)隱藏的全息圖像也加到紙板支撐物中，它不能在日光下看見，但可以在相干光(例如激光)下看見。在這個(gè)特殊圖例中，圖像33用虛線表示。這樣制造商的香煙可以含有這些隱藏的全息圖像來防止假冒。
為了觀察到隱藏在本發(fā)明紙板支撐物中的全息圖，必須看附圖7。在這個(gè)圖中，帶有全息圖像的紙板支撐物用31表示，它上面帶有日光下可見的全息圖像32。隱藏的全息圖像用虛線顯示為五星33。從手持光源34來的激光將其光線35照射到隱藏的全息圖像33上，這個(gè)光被射線36反射到白板或紙板38上。隱藏的全息圖像反射到板上而成為整星39被觀察到。
將全息圖像從聚合支撐物轉(zhuǎn)移到紙板支撐物的過程應(yīng)在下面條件下進(jìn)行溫度0～150℃，壓力大于1磅/平方英寸。較好的溫度為30～125℃，如圖4中所示卷輪6和7之間的夾子壓力可提升到5～10磅。為了不損傷包含在聚合物卷輪上的全息圖像，溫度不應(yīng)該超過150℃。同時(shí)干燥機(jī)中的溫度也不應(yīng)超過此范圍?？梢酝ㄟ^簡單的設(shè)計(jì)干燥機(jī)的長度和物品通過干燥機(jī)的速度來控制此溫度。冷卻卷輪17的目的是固定粘接劑，確保紙板支撐物和聚合支撐物上的全息圖像緊密結(jié)合。粘接材料在涂料技術(shù)中已廣為人知。每令紙板可用0.5～14磅涂料。此處一令即為500頁尺寸為24×36英寸的紙板。金屬化全息圖像可被轉(zhuǎn)移到紙板支撐物1的任何一側(cè)。粘結(jié)層首先被涂到金屬化全息圖像上，然后紙板支撐物1在夾子卷輪的頭部接觸粘結(jié)層，在此兩者相粘接。
當(dāng)兩個(gè)支撐物(聚合物4和紙板1)在圖5所示的過程中分離時(shí)，金屬化全息圖像從聚合支撐物4轉(zhuǎn)移到紙板支撐物1上。這一步驟通過使兩者剝離來完成。因?yàn)檎辰觿雍芾喂痰卣吃诩埌逯挝锷?，所以它能撕裂金屬化的全息圖像。這可以涂敷合適的保護(hù)層來克服，事實(shí)上效果很好。保護(hù)涂層可用普通材料，例如含有丙烯烴的溶劑或水。根據(jù)需要保護(hù)涂層可以染色。
紙板支撐物需要量很大。如果想在紙板上做多個(gè)全息圖像(僅為安全目的)，針對(duì)不同的產(chǎn)品可使用每令80～300磅(最好是120～240磅/令)的紙板，在此每令為500張尺寸為24×36英寸的薄紙板。另外一個(gè)本領(lǐng)域常用的紙板或板料的定義是點(diǎn)分制，在此紙板的范圍為8～24點(diǎn)。此種紙板特別有用，因?yàn)樗亓枯p，可用來包裝各種物品如香煙等。因?yàn)橐恍┤D像在常規(guī)視線下被隱藏(例如在非相干日光下)，這些材料可用于安全目的，又因?yàn)樗f的隱藏全息圖像僅能在相干光(如激光)下觀察到，這樣可以防止偽造。本發(fā)明所描述的帶有全息圖像的紙板可用于許多場合，包括禮品盒，儲(chǔ)存盒，裝飾容器，食品盒的等的廣告。牢固的全息圖像意味著紙板能被廣泛的用于其他領(lǐng)域。而且有很好的使用質(zhì)量。
正如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所熟知和本發(fā)明技術(shù)所描述的那樣，全息圖像可被置于各種光敏層，如碘化銀、光敏電阻等等。這些光敏層能用于多種聚合支撐物如聚乙烯，聚丙烯，和聚乙烯對(duì)苯二酸鹽等等。這些基層的厚度通常為0.03～4微米。
本發(fā)明中，干燥、粘結(jié)、碾壓然后再分離，含有多個(gè)金屬化的全息圖像，這需要特殊的工藝，在此發(fā)明之前這種全息圖像的轉(zhuǎn)移過程還不為人所知。本發(fā)明的過程使用了某些特殊的設(shè)備，它被設(shè)計(jì)用來支撐、碾壓、分離一些相當(dāng)脆的材料。它也保證了工藝過程中所有物品都維持在其加工范圍以內(nèi)。用本發(fā)明的方法所生產(chǎn)的產(chǎn)品，將極大地增加全息圖像的商業(yè)化使用。
較好的聚合支撐物是T-BOSS，它可以從麻省Peabody應(yīng)用科技公司獲得。
權(quán)利要求
1.一種全息元件，包括一紙板支撐物，該紙板支撐物有兩個(gè)平面，所說的平面之一依次包括A、一個(gè)粘結(jié)層，B、一個(gè)金屬化的全息圖像，其中所說的金屬化全息圖像包括至少兩個(gè)全息圖像，所說的全息圖像之一僅可通過雜散光才能觀察，所說的全息圖象的另外一個(gè)僅可通過相干光才能觀察，其中所述的金屬化全息圖通過至少兩個(gè)成像步驟在聚合支撐物的光敏物質(zhì)上形成，其中所述的全息圖被金屬化，并涂以粘接劑，然后在0～150℃之間，壓力高于1磅/平方英寸的條件下，碾壓覆蓋在金屬化全息圖象到紙板支撐物上的粘接層，從而所說的全息圖象從聚合支撐物轉(zhuǎn)移到紙板支撐物上，然后從紙板支撐物分離所說的聚合支撐物，將全息圖像的所有金屬化部分轉(zhuǎn)移到所說的紙板支撐物上，將全息圖像留在聚合支撐物上以備重新利用。
全文摘要
一個(gè)紙板支撐物，它有一個(gè)粘接層和一個(gè)金屬化全息圖像，其中金屬化全息圖像包括至少兩個(gè)全息圖，其中之一僅可通過非相干光觀察到，另外一個(gè)僅能通過相干光觀察到。通過成像過程，在聚合支撐物的光敏元件上形成全息圖像。該過程包括全息圖像金屬化和用粘接層覆蓋全息圖像。然后在設(shè)定的溫度和壓力下，通過碾壓粘接層將金屬化的全息圖像轉(zhuǎn)移到紙板上，隨后從紙板上分離聚合支撐物，這樣全息圖像被保存在聚合支撐物上，以備再用。
文檔編號(hào)B44C1/17GK1316678SQ00130049
公開日2001年10月10日 申請(qǐng)日期2000年10月25日 優(yōu)先權(quán)日1999年10月25日
發(fā)明者邁克爾J·斯蒂賓克 申請(qǐng)人:伊利諾斯器械工程公司