Технология производства голограмм

Современные тенденции в области техно­логий голографической защиты направле­ны на использование комбинированных методов и средств защиты, причем чем дальше отстоят друг от друга защитные элементы (методы) в технологическом от­ношении, тем труднее задача для будуще­го злоумышленника. Исходя из этой кон­цепции, можно сформулировать опреде­ленные требования к уровню (степени) защищенности:

• уровень защищенности голограммы должен соответствовать ее назначению, (высокий уровень для более ответствен­ного применения метки);

• степени   голографической   защиты должны выполняться по различным техно­логиям так, чтобы их нельзя было воспро­извести в рамках обычного голографического процесса;

• идентификация подлинности голог­раммы должна представлять собой много­ступенчатую процедуру, в которой каж­дый из наблюдателей опознает свой за­щитный элемент или группу элементов;

• набор защитных элементов должен включать в себя: степени защиты, опозна­ваемые неосведомленным наблюдателем на уровне впечатления; степени защиты, предназначенные для различных уровней осведомленности наблюдателя, а также степени защиты с автоматической иденти­фикацией, не зависящей от квалификации и осведомленности наблюдателя.

В зависимости от применяемых техно­логий изготовления голограммы делятся на:

• физические,

• мультиплексные,

• синтези­рованные.

При изготовлении физических голограммиспользуют натурный объект.

Получение мультиплексных голограммосновано на технологии многоракурсной съемки физических голограмм.

Синтези­рованные голограммы— это результат математических расчетов голографического поля и прямого его рисования тем или иным способом на соответствующим носителе. В радужных голограммах изображение за счет частоты и угловой ориентации дифракционных решеток. Эти решетки могут создаваться путем прямого рисования сфокусированным электронным или оптическим лучом. Для этого существуют специальные ус­тановки, например, электронно-лучевой литограф. В последнее время большое распространение получили установки, которые позволяют получать радужные картинки, состоящие из большого коли­чества точек, размером 10-15 мкм. Каж­дая точка представляет собой простей­шую дифракционную решетку.

Сочета­ние вышеперечисленных способов запи­си картинок в одном изображении полу­чило название комбинированного.

Существует иная классификация го­лограмм по способу их изготовления. Она включает в себя три типа:

• аналоговый   —   при   изготовлении используется оптический стол (большая металлическая плита, которая устанав­ливается  на  специальных  балансирую­щих элементах для достижения макси­мальной точности в создании оптичес­кой схемы для записи),  соответствую­щий лазер.

• электронный — запись голографического изображения на матрице произво­дится электронным пучком по заранее составленной   компьютерной   программе (кстати,    мультиплексные    голограммы являются одним из результатов элект­ронного способа).

• комбинированный  —  включает эле­менты производства двух других способов.

Таблица 13.2

Примеры отдельных методов голографической защиты

Микрошрифты Микрошрифты– это внедренные в голограмму тексты с размером шрифта от 0,1 мм. Такой текст неразличим невооруженным глазом, его можно прочитать только при помощи увеличительного стекла или микроскопа.
	Гильйошная сетка Гильйошная сетка – это рисунок, состоящий из сложного переплетения тонких линий. Такой рисунок может быть фоновым, внедряться в любой элемент изображения или накладываться на любую часть голограммы.
	Скрытые изображения Скрытые изображения– это невидимые невооруженным глазом и неразличимые при помощи микроскопа. Такие изображения можно увидеть при помощи специальных приборов в лазерных лучах.
	Лазерная и термотрансферная нумерация Каждый голографический элемент может иметь индивидуальный номер, выполненный несмываемыми чернилами, на термотрансферном принтере или методом лазерной гравировки.
	Фрактальные структуры Если рассмотреть под микроскопом фрактальный рисунок, можно увидеть, что он состоит из множества мелких линий, которые, в свою очередь, состоят из еще более мелких. Таких уровней вложенности может быть достаточно много. Простой пример фрактальной структуры - обыкновенная снежинка.
	Деметаллизация С заданных участков голограммы удаляется отражающий металлизированный слой. Такая голограмма содержит прозрачные изображения или надписи.

Инновационные технологии в производстве товарных знаков и этикетки

Голографические технологии уже сравнительно давно внедрены в область защиты и идентификации документов, упаковок и этикеток. Они, в отличие от оптически неизменяемых и легко подделываемых путем репродуцирования защитных элементов, обеспечивают возможность получения преломляемых световыми лучами оптически изменяемых изобразительных элементов. Эти технологии носят название OVID, что означает «optically variable image devices – средства с оптически изменяемыми изображениями». Потребителя привлекают высокое качество изображения, а также возможность в течение длительного времени предотвращать фальсификацию защищаемых изделий. Ему для этого предлагается целый ряд оригинальных решений, которые не только обеспечивают высокую степень надежности, но и привлекательный вид продукции.

Для изготовления продуктов DOVID имеется ряд возможностей. Самая простая из них – механический перенос структур. Для этого могут быть изготовлены мало привлекательные геометрические структуры, часто используемые в упаковочном производстве.

Точечная матрица с изображениемоснована на дифракционных, преломляющих свет, точках изображения, вводимых одна за другой в фоторезист, посредством двух накладывающихся в фокусе лазерных лучей. Путем компьютерного синхронизированного экспонирования и одновременного перемещения фоторезиста возможно записать изображение на поверхности фотографического материала аналогично записи на матричном принтере. Здесь речь идет еще не о голографической технике, а о взаимном наложении лазерных лучей. Полученное изображение не является трехмерным и имеет относительно невысокое разрешение, а поэтому способ имеет ограниченное применение в защитной технике.

Способ маскирующей интерференционной голографиитакже находит применение в технике защиты этикеток. В то время как в предыдущем способе два лазерных луча образуют одну маленькую точку, этот способ требует области наложения обоих лазерных лучей, протяжение которой превышает величину будущего изображения. Посредством очень близкого наложения маскирующего слоя на фоторезист становится возможным создать четко обозначенную площадь изображения. Путем повторного экспонирования последовательности точно расположенных фотографических масок, содержащих соответствующие компоненты изображения при одновременном изменении направления лучей получают двумерное дифракционное изображение. Здесь можно воспроизводить как цветные, так и перемещающиеся сюжеты.

Способ электронно-лучевой литографиивключает ту же технологию, что и способ точечной матрицы. Существенное же различие состоит в использовании электронного луча для экспонирования голографической пластины. Этим способом описывается по отдельности каждая полоска, что обеспечивает большую техническую гибкость и точность. Но его реализация требует много времени.

Классическая трехмерная голография– это техника оптической физики как части волновой оптики. В отличие от предыдущих методов, здесь возможно получение действительного трехмерного изображения на двухмерном носителе. Здесь можно получить всю оптическую информацию об объекте. В этой технологии запись производится на специальную голографическую пленку, которая дает возможность записи трехмерного изображения.

Голограмма может содержать больше одного изобразительного элемента. Например, защитная голограмма для области банкнот включает до 50 элементов изображения или цветных элементов, которые размещаются в различных слоях. Комбинация ярких переливчатых изображений DOVID со свойствами классической радужной тисненой голограммы создает не только очень эффективную защиту от фальсификации, а также благодаря своему эстетичному виду привлекает внимание потребителя и обеспечивает его повторное распознавание.

Для повышения защиты от фальсификации используются комбинации разных голографических методов защиты. Чаще всего применяются сочетания матричного лазерного интерференционного способа с классической голограммой.

Для массового производства используются копировальные способы на фоторезист. При изготовлениитисненых голограммна него экспонируется радужная копия. На этом высокоразрешающем материале получается голографическая интерференционная структура с поверхностным рельефом, который в последующем формуется гальваническим путем и переносится на никелевую матрицу. Эти матрицы служат инструментами для тиснения в машинах, где с помощью нагрева и давления на пленочном материале образуется рельеф глубиной менее 0,0005 мм. Далее этот материал используется для создания защищенного голографического изображения.

Голограммы различной структуры сегодня уже используются достаточно широко при изготовлении банкнот, кредитных карточек, защиты товаров, как гарантия подлинности ценных бумаг. Также голография находит широкое применение для защиты марок. Снабженные голограммами этикетки часто применяются для идентификации, а также как знак подлинности товара. Есть все основания считать, что голографические способы защиты будут находить все более широкое применение в производстве и использовании этикеток.

В область внедрения новейших технологий изготовления и использования этикеток хорошие перспективы имеют такие технологии как использование радиочастот (RF),электромагнетика (EM)иакустомагнетика АМ, которые интенсивно развиваются и имеют хорошие шансы использования, в частности, в этикеточном производстве.

Одним из новых способов идентификации продукции по этикеткам является международная нормированная 13,56-мегагерцовая технология радиочастотной идентификация RFID (Radio Frequency Identification). Проведенные рыночные исследования показали хорошие перспективы ее внедрения на рынке. Эта технология особенно пригодна для особых случаев применения, как, например, в области логистики и транспортировки товаров, а также входного контроля и опознания. Хорошие шансы для внедрения имеет технология так называемых интеллектуальных этикеток с интегрированным транспондером (приемопередатчиком на интегральных схемах).

Для массового применения технологии особенно привлекают ее надежность и доступность по стоимости. Известный производитель машин и устройств для обработки бумаги фирма Bielomatic уже разработала полностью новую концепцию машин. Будущие интеллектуальные электронные бумажные продукты как билеты (Smart-Ticket), этикетки (SmartLabels) и т. п. могут изготавливаться большими тиражами рационально и с возможностью контроля при интеграции с ними специального оборудования.

Технология RFID основывается на передаче данных посредством радиоволн. Записывающее/считывающее устройство передает энергию на антенну в электромагнитном поле с интегрированной микросхемой (чипом). Обмен данными и энергией осуществляется в двустороннем их взаимодействии. Этим самым обеспечивается быстрый и надежный обмен данными. В настоящее время обмен информацией может осуществляться на расстояние в пределах 1 метра. Комбинация антенна/чип может быть, например, встроена в карту или в любую оболочку.

Транспондерная техникапо сравнению с другими системами идентификации, как, например, штриховые коды, имеет значительные преимущества. Так, данные могут считываться без визуального контакта, устройство для записи данных может перепрограммироваться, а благодаря антиконфликтным механизмам одновременно можно выполнять считывание нескольких транспондерных карт. В наиболее распространенных системах каждый транспондер имеет 32-битовый серийный номер и накопитель пользователя емкостью 256 бит. Современные транспондеры могут быть без проблем интегрированы в этикетки, а в дополнение к этому они могут быть запечатаны. Что касается области логистики, то с помощьютранспондерных этикетокбыстро и надежно считывающими устройствами могут опознаваться контейнеры с товарами, проводиться идентификация продуктов или определяться места их хранения на складе. При этом совершенно исключаются ошибки ручного ввода данных или считывания загрязненных штриховых кодов.

Для маркировки товаров или любого типа упаковки используются самоклеящиеся голографические этикетки иликомбинированные этикетки (полиграфия + голографический элемент). Любая этикетка может быть выполнена на разрушающейся основе, т.е. быть пломбой, что гарантирует защиту от вторичного использования или несанкционированного вскрытия. Для термоусадочных колпачков поставляется голографическая ленточка.

Самоклеящиеся голографические этикетки. Если выпуск продукции с голограммами разовый, а тираж составляет от нескольких десятков до нескольких тысяч, то наиболее целесообразно, просто и экономически выгодно наклеивать голограммы вручную, не забыв запланировать на эту операцию дополнительное время. Один человек, в зависимости от типа, размера, конфигурации голограммы, точности позиционирования на поверхность изделия и других параметров может наклеить в среднем не более 500 голограмм в час, т. е. в течение рабочего дня ‑ примерно 4 тысяч.

В тех случаях, когда тираж голограмм составляет несколько тысяч и голографические этикетки необходимо приклеить на готовые изделия, также можно обойтись ручным трудом. В этом случае работу по наклейке голограмм выполняет не один человек, а несколько. Можно также использовать этикетировочные пистолеты, если позволяет продукция.

Когда голографические самоклеящиеся этикетки используются в больших количествах и их тираж составляет миллионы штук, многие производители продукции ставят в технологическую линию этикетировочные автоматы, которые широко представлены отечественными и зарубежными моделями. При запуске этого оборудования учитывают специфику поверхности, на которую в дальнейшем будет наноситься голограмма, в т. ч. ее характер (плоская или криволинейная); часто требуется нанести голограмму на угол, т. е. изогнуть под прямым углом.

Спектр материалов, на которые наклеиваются голограммы, очень широк: бумага, кожа, дерево, пластик и т. д.

Производительность этикетировочного оборудования обычно рассчитывается в зависимости от объемов производства продукции плюс некоторый запас в случае увеличения объемов продаж.