阅读说明：本技术 用于将图像信息引入体积全息图的方法 (Method for introducing image information into a volume hologram ) 是由 金特·道斯曼 伊丽娜·门茨 奥利弗·埃梅里希 于 2018-04-17 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种用于通过涂敷能借助UV光失活的膨胀剂将例如形式为图像或形式为个人数据的图像信息引入到体积全息图中的方法,该膨胀剂用喷墨打印头在应当包含图像信息的区域中被打印到体积全息图的打印面上,因而膨胀剂能在限定的时间段内扩散到体积全息图中并且体积全息图的布拉格晶面的晶面间距因此变大,其中,膨胀剂在限定的时间段结束后通过UV光的光照而硬化。按照本发明规定,膨胀剂具有大于70％的单体份额和5至20mPas的动态粘度并且用在1皮升和20皮升之间的微滴大小打印,其中,膨胀剂可以扩散到体积全息图中的限定的时间段至少是10秒和最长是8分钟,因此图像信息紧接着既能在可见光下也能在红外光下读取。(The invention relates to a method for introducing image information, for example in the form of an image or in the form of personal data, into a volume hologram by applying a swelling agent which can be deactivated by means of UV light, which is printed with an inkjet print head onto the printing surface of the volume hologram in the region which is intended to contain the image information, so that the swelling agent can diffuse into the volume hologram within a defined period of time and the interplanar spacing of the Bragg interplanar faces of the volume hologram is consequently enlarged, wherein the swelling agent is hardened by the illumination with UV light after the end of the defined period of time. According to the invention, the swelling agent has a monomer content of more than 70% and a dynamic viscosity of 5 to 20mPas and is printed with a droplet size of between 1 picoliter and 20 picoliters, wherein the defined time period during which the swelling agent can diffuse into the volume hologram is at least 10 seconds and at most 8 minutes, so that the image information can be read immediately both in the visible and in the infrared.)

用于将图像信息引入体积全息图的方法

技术领域

本发明涉及一种按照独立权利要求1的前序部分所述的用于将例如形式为图像或形式为个人数据的图像信息引入到体积全息图中的方法。在这种方法中，能借助UV光失活的膨胀剂用喷墨打印头打印到体积全息图的打印面上，其中，打印在应当包含图像信息的范围内完成。膨胀剂可以在限定的时间段内扩散到体积全息图中，因而体积全息图的布拉格晶面的晶面间距因此变大。在限定的时间段结束后，膨胀剂通过UV光的光照而硬化。由此使膨胀剂停止扩散到体积全息图中。

本发明也涉及一种用于制造带有这样制造的全息图的防伪文件的方法。

背景技术

由现有技术已知，由光聚合物构成的体积全息图的布拉格晶面的晶面间距，可以通过与含单体的膨胀剂的接触而改变。通过有机分子扩散进入体积全息图引起了一种膨胀，所述膨胀导致了晶面间距的变大，由此产生了朝着较长波长的色域的色移动。

例如由DE 10 2006 048768 A1已知一种按照独立权利要求1的前序部分所述的方法。

发明内容

本发明的任务是，这样来扩展设计通用类型的方法，从而改进所产生的体积全息图的成像质量并且提高其防伪性。

该任务通过独立权利要求1的特征解决。因此，当膨胀剂优选具有大于70％的单体份额并且优选具有5至20mPas的动态粘度以及用在1皮升和20皮升之间的微滴大小打印时，在按照独立权利要求1的前序部分所述的方法中就存在所述任务的按本发明的解决方案，其中，膨胀剂可以扩散到体积全息图中的限定的时间段，至少为10秒并且最长为8分钟，因而能在可见光下和在红外光下读取图像信息。

通过按本发明的方法在所述体积全息图的不同的层中这样来改变布拉格晶面的晶面间距，使得引入到所述体积全息图中的图像信息在可见光下和在红外光下均被重建。这种效应作为安全特征用于确定配设有全息图的文件的真实性。用相应的红外扫描仪可以检验，图像信息是否实际上也在红外范围内存在。本发明的另一个优点是相比现有技术有改进的成像质量。

所使用的全息图优选涉及反射体积全息图。体积全息图进一步优选由光聚合物箔构成。这个箔的厚度进一步优选为至少8μm并且最大为20μm。厚度进一步优选为约10μm。尽管优选使用光聚合物体积全息图，但本发明原则上也可以转用到由银箔构成的体积全息图上。布拉格晶面优选不平行于体积全息图的延伸平面延伸，而是与体积全息图的延伸平面优选夹成一个至少为35°的角。

被引入到体积全息图中的图像信息，可以例如涉及证件照或打印的个人数据。原则上可以用按本发明的方法将任一类型的图像信息引入到体积全息图中。

打印优选在完全排除UV光的情况下发生，以便防止膨胀剂的不期望的提前硬化。膨胀剂优选是无色的和透明的。膨胀剂进一步优选含有单体，所述单体可以扩散到光聚合物中并且由此产生了期望的膨胀。视在打印后通过用UV光照射的硬化被延迟了多长时间而定，在全息图中调整不同的单体浓度。打印与灰度打印类似地进行。这意味着，视期望的波长移动来选择特定的微滴体积，因而体积全息图在各个图像点上视所施加的膨胀剂的体积而定不同地膨胀。具有大于70％、优选大于80％的能扩散的高单体份额以及优选在3至20mPas范围内的低动态粘度的透明的UV墨尤为优选适合作为膨胀剂。这些膨胀剂特性实现了布拉格晶面在相邻的全息图层区域中的快速的扩散和强烈的扩张，所述膨胀剂特性可以在红外光下被良好地探测到，而不会妨碍在白光观察下对全息图信息的可识别性。油墨可以例如由低聚物和丙烯酸酯单体的混合物构成。

本发明的有利的实施方式是从属权利要求的主题。

按照本发明的一种优选的实施方式，膨胀剂用在1.3皮升和10皮升之间的微滴大小打印。由此产生了特别高的成像质量。

此外被证实有利的是，按照本发明的另一种优选的实施方式，膨胀剂可以扩散到体积全息图中的限定的时间段至少是30秒。

按照本发明的另一种实施方式，膨胀剂可以扩散到体积全息图中的限定的时间段，最长为120秒、进一步优选最长为1分钟。在这种实施方式中，在上方的全息图层中的单体浓度很高，因而在这个区域内的晶面强烈扩展。这样的结果是，在这个区域内的晶面间距这样大，使得造成了到红外范围中的移动，其中，所引入的图像信息在可见光范围内作为正像存在并且在红外范围内作为负像存在。这个效应可以同样用作用于确定配设有全息图的文件的真实性的安全特征。

按照本发明的另一种备选的实施方式，膨胀剂可以扩散到体积全息图中的限定的时间段，至少为2分钟并且进一步优选最长约为8分钟，进一步优选最长为3分钟。在这种实施方式中，图像信息既在可见光范围内也在红外范围内分别作为正像存在。视应用而定，这个效应也可以用作用于确定相应的文件的真实性的安全特征。

按照本发明的另一种优选的实施方式，膨胀剂到体积全息图中的扩散在50℃和80℃之间的升高的温度下进行。所述升高的温度进一步优选约为70℃。在本发明的这个实施方式中，扩散持续时间可以减小了直至50％。同时获得了再一次改善的成像质量。

按照本发明的另一种优选的实施方式，体积全息图用于执行按本发明的方法，该体积全息图在初始状态下在可见的绿光或蓝光范围重建。换句话说，所使用的体积全息图涉及在整个面积上反射绿光或蓝光的全息毛玻璃。输出波长可以是例如500nm。如果初始颜色更确切地说处在蓝色范围内，则可以通过朝着较长波长范围的移动覆盖特别大的彩色光谱。

按照本发明的另一种优选的实施方式，通过将含单体的UV胶平面地涂敷到体积全息图的一面上并且使UV胶紧接着在1秒和20秒之间的时间段结束后通过用UV光照射硬化而对体积全息图进行预处理，因而体积全息图的布拉格晶面的晶面间距在特定的层中变大并且由此朝着红外范围的方向移动。在这个实施方式中有效地防止了在极为明亮的区域中在特定的观察角度下出现了由于日晒效应而呈暗绿的伪迹。胶可以例如由氨基甲酸乙酯低聚物和丙烯酸酯单体的混合物构成。

其内进行预处理的层的厚度优选最大是体积全息图的总厚度的50％。晶面间距的移动在这个层中虽然进一步优选朝着红外范围发生，但还在可见光范围内发生。

含单体的UV胶进一步优选为了预处理体积全息图而涂敷到该体积全息图的与有待打印的面对置的面上。

按照本发明的另一种优选的实施方式，喷墨打印头具有至少300dpi、优选至少600dpi的分辨率。由此达到了最优的成像质量。

本发明此外还提供一种用于制造带有全息图的防伪文件的方法。按照本发明，先将体积全息图粘接到防伪文件的载体层上，其中，紧接着将图像信息按照之前所述的方法引入到体积全息图中。诸如旅行护照、身份证、驾驶证等的防伪文件可以以这种方式特别简单和利于成本地制造。防伪文件除了原本的载体层外还含有其它的层。载体层可以优选由聚碳酸酯构成。

按照本发明的另一种优选的实施方式，在引入图像信息后，将由聚碳酸酯膜制成的保护性的覆盖层涂敷到体积全息图的打印面上并且在150℃和180℃之间、优选在160℃和180℃之间的温度下和在1.5bar和2.5bar之间的压力下层压到体积全息图上。所施加的压力进一步优选约为2bar。在这种实施方式中建立起了对体积全息图的有待特别简单和利于成本地建立的保护。备选也可以例如涂敷保护漆。漆进一步优选可以涉及UV漆。

以个人数据的形式例如作为肖像被打印的膨胀剂，进一步优选被这样打印和硬化，使得在打印面上产生了有最大高度至少10μm、优选至少15μm、进一步优选至少20μm、进一步优选至少25μm的浮雕。在此，在肖像的阴暗区域中达到了最大的浮雕高度。浮雕用于在层压过程中减轻较为明亮的图像区域的负担或者保护该较为明亮的图像区域不受由层压所需的压力造成的不期望的影响。

附图说明

接下来借助附图详细阐释按本发明的方法的一个示例。

图中：

图1示出了在初始状态下在膜载体上的体积全息图；

图2示出了在体积全息图粘接到防伪文件的载体层上并且去除膜载体后的来自图1的体积全息图；

图3示出了在相对较短的延迟时间后在膨胀剂硬化后带有部分打印好的膨胀剂的来自图2的体积全息图；并且

图4示出了在较长的延迟时间后在膨胀剂硬化后带有部分打印好的膨胀剂的来自图2的同一体积全息图。

具体实施方式

适用于下列实施方案的是，相同的部件用相同的附图标记标注。倘若在一个图中包含附图标记，在相关的附图说明中没有详细探讨所述附图标记，则参考在前的或接下来的附图说明。

图1示出了体积全息图1，其由光聚合物构成并且具有约10μm的厚度。在该体积全息图1的上面3上施加膜载体8。图示表明了在初始状态中的体积全息图。这意味着，布拉格晶面4彼此间具有统一的间距。这个间距对应用来制造体积全息图的光的波长的一半。如在图示中可以到的那样，晶面并不平行于体积全息图的延伸平面延伸。取而代之的是，晶面相对体积全息图的延伸平面具有一个在所示情况下对应约80°的角。

由图2可知，体积全息图1借助施加在体积全息图的底面6上的UV胶5与防伪文件的载体层7粘接。载体层优选涉及聚碳酸酯层或纸面。防伪文件可以例如是旅行护照。从粘合剂5第一次接触体积全息图的底面6的时间点起计算，经过了一定的时间段，直至胶通过UV光的光照而硬化。在这个可能介于1秒和20秒之间的时间段内，单体从UV胶扩散到体积全息图的下方的层9中，由此造成了材料的膨胀并且由此也造成了在布拉格晶面之间的间距变大。这又导致了重建波长移入到较长波长的范围内，因此即朝着红外范围的方向移动。通过膨胀也改变了布拉格晶面的角度。布拉格晶面的变化在图中用附图标记4′强调突出。虚线的厚度象征了主要的单体浓度。

在去除膜载体8后，体积全息图的上面3紧接着用含单体的膨胀剂2打印。打印借助喷墨打印头完成。如图3所示那样，体积全息图1不是全面地被打印，而是仅在应当引入图像信息的区域内被打印。在此同样以和已经在体积全息图粘接到防伪文件的载体层上时类似的方式通过扩散来改变晶面，因而出现了色彩移动。移动的程度一方面取决于所打印的膨胀剂的量，并且另一方面则取决于膨胀剂的作用时间。膨胀剂同样通过用UV光照射在特定的持续时间后硬化，由此结束膨胀过程或晶面的改变。两个因素按照本发明被这样彼此协调，使得引入到体积全息图中的图像信息既能在可见光下也能在红外光下被读取。在图3的情况下，在打印膨胀剂和膨胀剂借助UV光的光照硬化之间的持续时间例如约为2分钟。图4相似地示出了在6分钟延迟后的一种状态。布拉格晶面通过膨胀剂到体积全息图的上层和中间层的扩散发生的变化在图3和4的图示中通过附图标记4″强调突出。

所打印的膨胀剂的量和在膨胀剂涂敷和硬化之间的延迟持续时间，也被这样彼此协调，使得膨胀剂不是完全被体积全息图的材料吸收，而是部分作为浮雕保留在上面3上。这种浮雕具有约20μm的厚度并且用于保护较为明亮的全息图像区域不受由层压聚碳酸酯制的保护性覆盖层(未示出)所需的较高的压力引起的不期望的影响的影响。