一种批量生产体全息防伪标识的方法及装置与流程

本发明涉及防伪技术领域，尤其涉及一种批量生产体全息防伪标识的方法及装置。

背景技术

防伪标签是指能通过粘贴、印刷、热转印等方式转移到产品的包装或附属物上，并起到防伪作用的标识。目前已有的防伪标识有激光全息标识、印刷防伪标识、二维码、系统溯源等。其中激光全息标识包括表面全息标识及体全息标识两种，表面全息标识由于易于鉴别，可以在自然光照环境下识别，观赏性强，能够工业化生产而被广泛推广使用，但由于其表面结构是裸露的，很容易被造假商复制。而体全息标识是通过激光相干干涉的方法在光敏记录介质体内形成干涉条纹，具有表面全息易于识别，观赏性强的优点的同时，很好地避免了易于被复制造假的缺点。但由于技术及成本问题，一直受到限制。

技术实现要素：

本发明主要解决的技术问题是提供一种能提高防伪性能的批量生产体全息防伪标识的方法及装置。为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：

一种批量生产体全息防伪标识装置，包括：表面全息母版、收放膜卷辊、复制辊、曝光系统；

所述表面全息母版具有浮雕光栅结构，所述浮雕光栅结构表面开设有周期性斜角；

所述收放膜卷辊包含收膜卷辊及放膜卷辊，用于收放膜系，其中，膜系包括涂有离形层及粘合层的基膜、以及设置在离形层上的光敏记录介质膜；

所述复制辊用于承载所述表面全息母版，并配合所述收膜卷辊及放膜卷辊转动，以使所述表面全息母版具有浮雕光栅结构的一侧与基膜的粘合层粘合；

所述曝光系统包括预曝光光源、激光干涉系统和紫外固化光源，用于对光敏记录介质膜进行预曝光、相干干涉记录信息和固化定影。

在其中一个实施例中，所述表面全息母版的材质为金属软片，所述金属软片的厚度为0.1mm～1mm。

在其中一个实施例中，所述浮雕光栅结构形成在所述金属软片反射面上，所述浮雕光栅结构为正弦光栅、矩形光栅或闪耀光栅中的至少一种。

在其中一个实施例中，所述浮雕光栅结构为具有两种及两种以上不同光栅结构，每种光栅结构的光栅周期不同、光栅深度不同和/或光栅斜面的斜角不同。

在其中一个实施例中，所述斜角的一个周期长度为0.1μm～100μm，所述斜角的角度为～20°～20°，所述光栅深度为0.3μm～10μm。

在其中一个实施例中，所述复制辊直径为100mm～500mm，所述复制辊旋转线速度为5m/min～50m/min。

在其中一个实施例中，所述预曝光光源为非相干光绿光led光源或白光光源，波长为515nm～530nm，预曝光量为20mj/cm²～80mj/cm²。在其中一个实施例中，所述激光干涉系统包括相干激光器、扩束滤波元件和光束准直元件。

在其中一个实施例中，

所述相干激光器为绿光相干激光器，波长为515nm～530nm；或

所述相干激光器为蓝光激光器，波长为405nm～475nm；或

所述相干激光器为红光激光器，波长为600nm～650nm。

一种采用上述的装置进行批量生产体全息防伪标识的方法，包括：

通过第一放膜卷辊放送基膜，所述基膜上涂有离形层及粘合层；

通过第二放膜卷辊放送光敏记录介质膜，所述光敏记录介质膜与所述基膜一侧的离形层覆合；

通过预曝光光源对所述光敏记录介质膜进行预曝光，以提高所述光敏记录介质膜的灵敏度；

将表面全息母版环绕紧贴在复制辊表面上，且所述表面全息母版的表面全息浮雕光栅结构朝外以与基膜的粘合层紧密粘合；

通过激光干涉系统对激光器发出的激光进行扩束并滤波、准直后引向所述复制辊以对复制辊上的膜层进行相干光干涉处理；

采用紫外固化光源对经相干光干涉后的光敏记录介质层照射紫外光，进行固化定影；

通过收膜辊将离形层、基膜、粘合层与光敏记录介质膜层分离；并通过第三放膜辊在所述光敏记录介质膜层覆盖上另一层基膜，成品收卷。

本申请的有益效果是：上述装置和方法中，结构集成程度高，包含放膜、光敏记录介质预曝光处理、将表面全息标识转化为体全息标识、固化定影及收卷一系列完整工序。将表面全息标识批量转化为体全息标识，有效解决了表面全息标识裸露的表面浮雕结构易被造假商复制的缺点，大幅提高了全息标识的防伪性能。

附图说明

图1为一实施方式的批量生产体全息防伪标识装置机构示意图；

图2为一实施方式的表面全息母版的结构示意图；

图3为一实施方式的在复制辊上的表面全息母版粘合后的多层膜系

示意图；

图4为一实施方式的在膜系中发生相干光干涉记录信息的示意图；

图5为一实施方式的光敏记录介质层与基膜分离后再覆盖上另一基

膜的结构示意图。

具体实施方式

请参阅图1，本发明提供的一实施方式的批量生产体全息防伪标识的装置，包括表面全息母版、收放膜卷辊、复制辊、曝光系统。

其中收放膜卷辊包括第一放膜卷辊10，第一放膜卷辊10用于放送基膜，第二放膜卷辊11，用于放送光敏记录介质膜。其中，基膜上两侧分别涂覆有离型层及粘合层，优选地，粘合层厚度大于或等于所述表面全息母版的光栅深度，厚度最大值不大于10μm，粘合层为透明光敏胶质，，优选uv胶，基膜优选pet膜。光敏记录介质薄膜覆合在基膜层的离形层上。优选地，光敏记录介质薄膜为光致聚合物薄膜，优选杜邦光致聚合物，厚度为5μm—30μm，优选15μm。

在一实施方式中，离形层、粘合层及基膜均透明，且离形层、粘合层及基膜的折射率与光敏记录介质膜相同或相近，以避免在膜系内传播的光发生折射现象从而影响体全息图像的干涉记录效果。

在一实施方式中，复制辊12用于承载表面全息母版13，并配合收放膜卷辊转动，以使表面全息母版13具有浮雕光栅结构的一侧与基膜的粘合层粘合。表面全息母版13环绕紧贴在复制辊12表面上，表面全息浮雕光栅结构与粘合层紧密粘合。在一实施方式中，复制辊12的直径为300mm，复制辊旋转线速度为5m/min～50m/min。

浮雕光栅结构为具有两种及两种以上不同光栅结构，每种光栅结构的光栅周期不同、光栅深度不同和/或光栅斜面的斜角不同。

在其中一个实施例中，斜角的一个周期长度为0.1μm～100μm，所述斜角的角度为～20°～20°，所述光栅深度为0.3μm～10μm。

具体地，参照图2，在一实施例中，以表面全息母版包括两种光栅结构，具体地，第一浮雕光栅结构是闪耀光栅，周期为10μm，光栅深度为1μm，第二浮雕光栅结构是闪耀光栅，周期为0.7μm，光栅深度为0.3微米，光栅斜面倾斜角为～20°～20°；在光照再现的条件下，观察到两个图像通道。

参照图3，是以上所述光敏记录介质与复制辊上的表面全息母版粘合后的多层膜系示意图。表面全息母版13。粘合层31，基膜32，离形层33，光敏记录介质34依次层叠设置，入射相干激光束35对多层膜体进行照射。在光敏记录介质层34与表面全息母版13之间插入粘合层31的目的是使两者无缝紧密粘合，而基膜32主要是作为粘合层31的基底。

在一实施方式中，曝光系统包括预曝光光源17、激光干涉系统18和紫外固化光源19，用于对光敏记录介质膜进行预曝光、相干干涉记录信息和固化定影。预曝光光源17和紫外固化光源19分别设置在复制辊12的左右两侧，激光干涉系统18设置在复制辊12的顶部。

在一实施方式中，预曝光光源17为非相干光绿光led光源或白光光源，，对光敏记录介质进行预曝光，提高光敏记录介质的灵敏度。预曝光光源17的波长为515nm～530nm，预曝光量为20mj/cm²～80mj/cm²，预曝光量优选50mj/cm²，预曝光主要是提高光敏记录介质的感光灵敏度。该预曝光光源可以是白光光源，也可以是紫外光光源。

在一实施方式中，激光干涉系统18包括相干激光器181、扩束滤波元件182和光束准直元件183。相干激光器181优选绿光相干激光器，波长为515nm～530nm，优选地，发射的波长为530nm，可以是连续激光器，也可以是脉冲激光器；可以是固体激光器，也可以是气体激光器，可以是蓝光激光器，可以是红光激光器，也可以是白光激光器，波长根据激光器类型确定。扩束滤波元件182对激光器出射的激光进行扩束并滤波。光束能量密度为0.35mj/cm²～350mj/cm²。优选200mj/cm²。光束准直元件183对扩束并滤波后的相干激光束进行准直，并将光束引导向复制辊12。从而实现对复制辊12上的光敏记录介质膜进行干涉记录信息。紫外固化光源19对相干光干涉后的光敏记录介质照射紫外光，进行固化定影。

参照图4，在一实施方式中，由于光敏记录介质34与13表面全息母版13之间无缝粘合，且离形层33、黏合层31及基膜32折射率与光敏记录介质薄膜相同或相近，光在内部传播时无明显偏折，所以看做一个整体41。当入射相干激光束35从空气入射到膜系41，由表面全息母版13表面光栅结构反射，形成物光光束42，入射相干激光束35与物光光束42在膜系中的光敏记录介质膜层34内发生干涉，从而在光敏记录介质膜层34内部形成体全息光栅。

在一实施方式中，收放膜卷辊还包括第一收膜卷辊14和第三放膜卷辊15。固化定影后，通过第一收膜卷辊14通过离形层，将基膜、粘合层与光敏记录介质膜层分离，然后通过第三放膜卷辊15放膜，让光敏记录介质膜层重新覆合上新的基膜，其中新的基膜已覆有离型层，最后通过第二收膜卷辊16完成成品收卷。

具体地，参照图5，光敏记录介质34从离形层33分离后，覆合到另一基膜51上，基膜51上设有离形层52。

还提供一种采用上述的装置进行批量生产体全息防伪标识的方法，包括：

通过第一放膜卷辊放送基膜，所述基膜上涂有离形层及粘合层；

通过第二放膜卷辊放送光敏记录介质膜，所述光敏记录介质膜与所述基膜一侧的离形层覆合；

通过预曝光光源对所述光敏记录介质膜进行预曝光，以提高所述光敏记录介质膜的灵敏度；

将表面全息母版环绕紧贴在复制辊表面上，且所述表面全息母版的表面全息浮雕光栅结构朝外以与基膜的粘合层紧密粘合；

通过激光干涉系统对激光器发出的激光进行扩束并滤波、准直后引向所述复制辊以对复制辊上的膜层进行相干光干涉处理；

采用紫外固化光源对经相干光干涉后的光敏记录介质层照射紫外光，进行固化定影；

通过收膜辊将离形层、基膜、粘合层与光敏记录介质膜层分离；并通过第三放膜辊在所述光敏记录介质膜层覆盖上另一层基膜，成品收卷。

本申请的有益效果是：上述装置和方法中，结构集成程度高，包含放膜、光敏记录介质预曝光处理、将表面全息标识转化为体全息标识、固化定影及收卷一系列完整工序。将表面全息标识批量转化为体全息标识，有效解决了表面全息标识裸露的表面浮雕结构易被造假商复制的缺点，大幅提高了全息标识的防伪性能。

由于选用的离形层、黏合层及基膜的折射率与光敏记录介质膜相同或相近。因此在多层膜体内传播的光不发生明显的折射现象，从而不影响体全息图像的干涉记录效果。

以上仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。