DE69731522T2

DE69731522T2 - Gegenstand mit holographischen und rückstrahlenden Merkmalen

Info

Publication number: DE69731522T2
Application number: DE69731522T
Authority: DE
Inventors: E. Lynn LORIMOR; S. Shih-Lai LU
Original assignee: Minnesota Mining and Manufacturing Co
Current assignee: 3M Co
Priority date: 1996-02-16
Filing date: 1997-01-13
Publication date: 2005-10-20
Anticipated expiration: 2017-01-14
Also published as: AU708736B2; BR9707523A; US5656360A; HUP9900663A3; DE69731522D1; TR199801576T2; IL125457A; PL328403A1; JP2000506623A; RO119660B1; CA2246562A1; EA199800725A1; KR19990082521A; NO983739D0; JP4045355B2; CN1211325A; EP0880716A1; CN1109256C; ATE282216T1; CA2246562C

Description

Die Erfindung betrifft Gegenstände, die sowohl holographische Leistungsmerkmale aufweisen, welche unter normalen Beleuchtungsbedingungen sichtbar sind, um Dekoration oder einen Hinweis auf Authentizität bereitzustellen, als auch retroreflektierende Leistungsmerkmale, die unter retroreflektierenden Beleuchtungsbedingungen sichtbar sind.
Beim Stand der Technik sind verschiedenartige Sicherheitsgegenstände bekannt. US-Patentschrift Nr. 5,169,707 (Faykish et al.) offenbart beispielsweise einen retroreflektierenden Sicherheitsgegenstand mit zweistufiger Überprüfung. Er weist primäre Beschriftungen auf, welche sowohl unter normalen diffusen Beleuchtungsbedingungen als auch unter retroreflektierenden Beleuchtungsbedingungen sichtbar sind, und „Retro-Beschriftungen", welche nur unter retroreflektierenden Betrachtungsbedingungen beobachtbar sind. Infolgedessen stellt die primäre Beschriftung unter normalen diffusen Beleuchtungsbedingungen, ohne spezielles Gerät, eine erste Prüfungs- oder Überprüfungsstufe zur Verfügung. Die Retro-Beschriftungen stellen unter retroreflektierenden Beleuchtungsbedingungen eine zweite Überprüfungsstufe zur Verfügung, und infolgedessen einen höheren Sicherheitsgrad für den Gegenstand insgesamt. Obwohl die in dem Patent '707 offenbarten Sicherheitsgegenstände an und für sich einen Nutzen aufweisen, so haben sie doch bestimmte Einschränkungen gemeinsam. Insbesondere bleibt die primäre Beschriftung unter retroreflektierenden Beleuchtungsbedingungen sichtbar, wodurch die Retro-Beschriftungen verdeckt werden können. Außerdem sind die in dem Patent '707 offenbarten Sicherheitsgegenstände zwangsläufig transparent, damit sie über Dokumenten, wie beispielsweise Führerscheinen, Rechtstitelurkunden und Pässen verwendet werden können.
Ein weiterer herkömmlicher Sicherheitsgegenstand ist in US-Patentschrift Nr. 4,368,979 (Ruell) offenbart, und offenbart ein Kraftfahrzeug-Identifikationssystem, das ein Nummernschild mit alphanumerischen Zeichen aufweist, die für das bloße Auge erkennbar sind, und ein Hologramm, welches verschlüsselte Identifikationsinformationen zur Verfügung stellt, welche mit dem bloßen Auge nicht entschlüsselt werden können. Obwohl auch dieses bei einigen Anwendungen ein nützliches Produkt sein kann, macht die Tatsache, dass die holographischen Informationen mit bloßem Auge nicht entschlüsselt werden können, das System kostspieliger und demzufolge für bestimmte Anwendungen weniger nützlich.
Angesichts der Nachteile, die mit diesen und weiteren bekannten Gegenständen zusammenhängen, wie denjenigen, die in US-Patentschriften Nr. 3,993,401 (Strehlow), 4,036,552 (Lee et al.) und 4,095,875 (Lee et al.) offenbart sind, ist es wünschenswert, einen Gegenstand zur Verfügung zu stellen, der sowohl holographische als auch retroreflektierende Leistungsmerkmale aufweist, wobei das Hologramm das retroreflektierende Leistungsmerkmal optisch nicht stört.
Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist durch die Merkmale der Ansprüche definiert und stellt verstärkte optische Erkennungsmerkmale und verbesserte optische Attraktivität aufgrund des Vorhandenseins von sowohl holographischen als auch retroreflektierenden Elementen zur Verfügung. Der erfindungsgemäße Gegenstand kann bei verschiedenstartigen Anwendungen eingesetzt werden, beispielsweise als Sicherheitsetikett auf einem Fahrzeugfenster, einer Stoßstange oder einem Nummernschild, auf Konsumprodukten, Identifikationsausweisen, Dokumenten, als eine manipulationsgeschützte Siegelfolie, oder eine Sicherheitsfolie zum Markieren von Motorrädern, Helmen, Kleidung, Verkehrszeichen, Nummernschildern und Menschen, um die Identifikation unter retroreflektierenden Bedingungen zu verbessern.
Bei einer Ausführungsform weist der Gegenstand eine holographische Schicht auf, die unter normalen Beleuchtungsbedingungen erkennbar ist und unter retroreflektierenden Beleuchtungsbedingungen im Wesentlichen für das bloße Auge nicht erkennbar ist, eine unter retroreflektierenden Beleuchtungsbedingungen erkennbare retroreflektierende Schicht, die Glas-Mikrokügelchen aufweist, welche in einem farbigen, Glasperlen bindenden Harz verteilt sind. Des Weiteren ist eine Markierungsschicht, die ein farbiges Markierungsmuster aufweist, zwischen der holographischen Schicht und der retroreflektierenden Schicht angeordnet. Außerdem kann er weitere optionale Schichten aufweisen, wie beispielsweise eine Deckfolie, eine Bindeschicht, eine Haftschicht, eine wärmeschrumpfende Schicht, und eine gemusterte Überzugsschicht mit unterschiedlicher Haftung und Markierungsmustern.
Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
1 eine Ansicht im Querschnitt eines dargestellten Gegenstandes, welcher eine eingeschlossene mikrokugelartige, retroreflektierende Schicht aufweist;
2 eine Ansicht im Querschnitt einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gegenstandes, welcher auch eine eingeschlossene mikrokugelartige, retroreflektierende Schicht aufweist;
3 eine Ansicht im Querschnitt einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gegenstandes, welcher eine eingekapselte mikrokugelartige, retroreflektierende Schicht aufweist;
4 eine Ansicht im Querschnitt eines dargestellten Gegenstandes, welcher eine würfeleckenförmige, retroreflektierende Schicht aufweist, und
5 eine Ansicht im Querschnitt eines dargestellten Gegenstandes, welcher eine eingeschlossene mikrokugelartige, retroreflektierende Schicht aufweist.
Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung weist eine holographische Schicht auf, die unter normalen Beleuchtungsbedingungen sichtbar ist, allerdings unter retroreflektierenden Beleuchtungsbedingungen im Wesentlichen für das bloße Auge nicht erkennbar ist, und eine retroreflektierende Schicht, die unter retroreflektierenden Beleuchtungsbedingungen sichtbar ist. So wie hier verwendet, bezieht sich der Ausdruck „normale Beleuchtungsbedingungen" auf das Vorhandensein von Umgebungslicht, das im Wesentlichen diffus ist, wie bei Licht, das typischerweise verwendet wird, um einen Raum zu beleuchten. Der Ausdruck „retroreflektierende Beleuchtungsbedingungen" bezieht sich auf das Vorhandensein von Umgebungslicht, das im Wesentlichen gebündelt ist, wie bei Licht, das von dem Scheinwerfer eines Kraftfahrzeuges oder einer Taschenlampe ausgestrahlt wird. Der Ausdruck „bloßes Auge" bedeutet normale (oder auf normal korrigierte) menschliche Sicht, die nicht, beispielsweise durch Vergrößerung, verstärkt ist.
Zur Erleichterung eines umfassenden Verständnisses der verschiedenartigen Aspekte des erfindungsgemäßen Gegenstandes wird der allgemeine Aufbau des Gegenstandes beschrieben, gefolgt von Beschreibungen spezifischer Schichten, einer Beschreibung von geeigneten Verfahren zum Herstellen des Gegenstandes und mehreren Anschauungsbeispielen.
I. Allgemeiner Aufbau
Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung weist eine holographische Schicht auf, welche vorzugsweise aus einer mikrostrukturierten holographischen Schicht und einer retroreflektierenden Schicht besteht, welche vorzugsweise entweder Mikrokügelchen oder Würfeleckenelemente aufweist. Der Gegenstand kann außerdem weitere Schichten aufweisen, wie beispielsweise eine Deckfolie zum Schutz des Gegenstandes, eine Bindeschicht zum Verbinden der Schichten des Gegenstandes untereinander, ein Haftmittel zum Verbinden des Gegenstandes mit der Oberfläche eines Objektes, eine wärmeschrumpfende Schicht um zu verhindern, dass eine Person den Gegenstand durch Anwenden von Wärme manipuliert, eine gemusterte Überzugsschicht mit unterschiedlicher Haftung, um einen Hinweis auf Beschädigung durch Ablösen einer Schicht zur Verfügung zu stellen, und zusätzliche Markierung, die unter verschiedenartigen Beleuchtungsbedingungen sichtbar ist.
II. Holographische Schicht
wie in 1 gezeigt, weist die holographische Schicht 10 zwei Teile auf: eine strukturierte Schicht 20 und eine optionale reflektierende Schicht 30. Die strukturierte Schicht kann durch mehrere Verfahren gebildet werden, die in der Technik hinreichend bekannt sind, wie beispielsweise in US-Patentschrift Nr. 4,856,857 (Takeuchi et al.) offenbart. Sie kann aus Materialien wie beispielsweise Polymethylmethacrylat, Zellulosenitrat und Polystyrol hergestellt sein. Die strukturierte Schicht weist ein mikrostrukturiertes Reliefmuster aus Holographie- oder Beugungsgitter-Bildern in der Gestalt von Logos oder Mustern auf, welche Licht reflektieren. Bei einer Ausführungsform kann eine geprägte mikrostrukturierte Schicht ausgebildet werden, indem das Material, aus welchem die strukturierte Schicht hergestellt wird, mit einer nicht verformbaren Prägeplatte in Kontakt kommt, welche ein mikrostrukturiertes Reliefmuster aufweist, und indem Wärme und Druck angewendet werden. Als Alternative kann die strukturierte Schicht durch irgendein weiteres geeignetes Verfahren hergestellt werden, wie beispielsweise Aushärtung durch Strahlung, und kann aus Materialien, wie beispielsweise Urethan, Epoxid, Polyester, und Acrylatmonomeren und -oligomeren hergestellt werden, welche mit Photoinitiatoren formuliert werden, auf einem nicht verformbaren Werkzeug mit mikrostrukturiertem Reliefmuster gegossen werden und durch Strahlung ausgehärtet werden.
Die strukturierte Schicht 20 wird entweder vor oder nach der Prägung mit der optionalen Reflektorenschicht 30 überzogen. Vorzugsweise weist die Reflektorenschicht einen höheren Brechungsindex als die strukturierte Schicht auf. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Reflektorenschicht im wesentlichen transparent und farblos. Anschauungsbeispiele von für die Reflektorenschicht geeigneten Materialien weisen Bismuttrioxid, Zinksulfid, Titandioxid und Zirconiumoxid auf, sind allerdings nicht darauf beschränkt, welche in US-Patentschrift Nr. 4,856,857 (Takeuchi et al.) beschrieben werden. Weniger transparente Materialien, wie beispielsweise dünnes Aluminium oder Silber, oder gemusterte Reflektoren können außerdem verwendet werden. Die Reflektorenschicht verstärkt auf Grund des unterschiedlichen Brechungsindexes zwischen der strukturierten und der Reflektorenschicht die Reflexion von Licht durch die strukturierte Schicht hindurch. Infolgedessen ist das strukturierte holographische Muster für das bloße Auge leichter sichtbar, sobald die strukturierte Schicht mit der Reflektorenschicht überzogen ist, und ein Haftmittel kann direkt auf die strukturierte Schicht aufgebracht werden, ohne die Sichtbarkeit des strukturierten Musters herabzusetzen.
III. Retroreflektierende Schicht
Die retroreflektierende Schicht 50 weist eine oder mehrere Arten von retroreflektierenden Materialien auf, einschließlich mikrokugelartiger retroreflektierender Materialien, aber kann außerdem würfeleckenförmige retroreflektierende Materialien aufweisen. Wie in 1 gezeigt, kann die retroreflektierende Schicht 50, wie in US-Patentschrift Nr. 2,407,680 (Palmquist et al.) offenbart, eine eingeschlossene Monoschicht von Glas-Mikrokügelchen 60 aufweisen, welche mit einem beabstandenden Harz 70 überzogen sind, das beispielsweise Polyvinylbutyral oder Polyester aufweisen kann. Das beabstandende Harz passt sich den Mikrokügelchen an. Eine Reflektorenschicht 80 liegt unter dem beabstandenden Harz 70 und kann lichtundurchlässige Materialien, wie beispielsweise Silber, Aluminium, Chrom, Nickel, oder Magnesium oder transparente Reflektorenmaterialen mit hohem Brechungsindex aufweisen, wie beispielsweise diejenigen, die vorstehend zur Verwendung auf der holographischen, strukturierten Schicht beschrieben wurden, wie beispielsweise Zinksulfid, oder mehrschichtige Reflektoren, wie in US-Patentschrift Nr. 3,700,305 (Bingham) beschrieben. Infolgedessen wird das Licht, welches in die retroreflektierende Schicht eintritt, mittels der Glas-Mikrokügelchen durch das beabstandende Harz hindurch fokussiert und mittels der Reflektorenschicht zurück durch das beabstandende Harz und die Glas-Mikrokügelchen hindurch zu einem Betrachter reflektiert.
Wie in 2 gezeigt, ist der Gegenstand gemäß der vorliegenden Erfindung mit einer Glasperlen bindenden Schicht 90 versehen. In dieser Ausführungsform werden die Glas-Mikrokügelchen 60 in die Glasperlen bindende Schicht 90 eingebettet und danach werden die Glas-Mikrokügelchen mit dem beabstandenden Harz 70 überzogen. Die Glasperlen bindende Schicht ist eingefärbt, was beispielsweise mit einem Farbpigment (einschließlich Schwarzpigment) erreicht werden kann, welches dem retroreflektierenden Material unter normalem Licht ein farbiges Erscheinungsbild verleiht, und das Erscheinungsbild einer unterschiedlichen Farbe, wie beispielsweise Silber, in retroreflektierendem Licht. Dies ist in US-Patent Nr. 2,407,680 (Palmquist et al.) genauer beschrieben.
3 veranschaulicht eine alternative retroreflektierende Schicht 50, wie in US-Patentschrift Nr. 3,801,183 (Sevelin et al.) offenbart, und weist eine freiliegende Monoschicht von Glas-Mikrokügelchen 60 auf und ein Markierungsmuster 40, das auf die Rückseite der Mikrokügelchen aufgedruckt ist, eine Reflektorenschicht 80 auf der Rückseite der aufgedruckten Markierung und der Glas-Mikrokügelchen und eine Glasperlen bindende Schicht 90. Eine holographische, strukturierte Schicht 20 ohne einen Reflektor könnte über diese retroreflektierende Schicht auf eine Haftfolie 155 gesiegelt werden, um einen Luftspalt zwischen der strukturierten Schicht und den Mikrokügelchen sowohl für die holographische Sichtbarkeit als auch für die Retroreflektion zur Verfügung zu stellen.
Wie in 4 gezeigt, kann die retroreflektierende Schicht 50', anstatt der Glas-Mikrokügelchen und Harz, eine Vielzahl von würfeleckigen retroreflektierenden Elementen 100 aufweisen, die aus Materialien, wie beispielsweise Vinyl, Polykarbonat, oder Acryl für die geprägten, würfeleckigen, retroreflektierenden Elemente hergestellt sein können, und Urethan, Epoxid, Polyester und Acrylat-Oligomeren und -Monomeren bei den durch Strahlung ausgehärteten würfeleckigen, retroreflektierenden Elementen. Die würfeleckigen Elemente weisen typischerweise drei senkrecht aufeinander stehende Seiten mit Oberflächen von zwischen ungefähr 1,9 × 10^–3 mm² bis 0,1 mm² auf. Die würfeleckigen retroreflektierenden Elemente können bei geeigneter Temperatur und geeignetem Druck mittels einer Originalgießform in ein Folienmaterial eingeprägt werden. Die Elemente können außerdem hergestellt werden, indem eine Originalgießform mit einem durch Strahlung aushärtbaren Harz überzogen wird, eine Überdeckungsfolie bei ausreichendem Druck auflaminiert wird, und das Harz durch Aushärten mit Strahlung verfestigt wird.
Die würfeleckigen retroreflektierenden Elemente 100 können optional eine reflektierende Beschichtung 105 aufweisen, wie in 4 gezeigt. Die reflektierende Beschichtung kann aus denselben Materialien hergestellt sein wie diejenigen, die vorstehend für das mikrokugelartige retroreflektierende Material beschrieben wurden, und wird typischerweise auf die Rückseiten der Würfelecken dergestalt aufgetragen, dass ein Haftmittel oder eine Folie 155 direkt auf die Würfelecken aufgetragen werden kann und immer noch die Retroreflektion ermöglicht. Außerdem können die würfeleckigen retroreflektierenden Elemente ohne eine reflektierende Beschichtung verwendet werden und möglicherweise an Bekleidungsstücken durch Aufnähen oder Versiegeln der Ränder befestigt werden, um einen Luftspalt zur Verfügung zu stellen.
IV. Zusätzliche Schichten
Die holographische Schicht und die retroreflektierende Schicht sind typischerweise durch eine Bindeschicht 120 miteinander verbunden, wie beispielsweise diejenige, die in 2 gezeigt ist. Zu geeigneten Materialien für eine solche Bindeschicht zählen Füller oder Haftmittel, entweder als eine Beschichtung oder eine Folie, wie beispielsweise Urethane, Olefine, Vinyle und Acrylharz. Die Bindeschicht kann irgendeine geeignete Dicke aufweisen und kann entweder auf die holographische Schicht oder auf die retroreflektierende Schicht oder auf beide aufgetragen werden, bevor diese beiden Schichten miteinander verbunden werden, um den erfindungsgemäßen Gegenstand herzustellen.
Die in 2 gezeigte Bindeschicht 120 kann aus einem wärmeschrumpfenden Material hergestellt sein. Bei dieser Ausführungsform stellt die wärmeschrumpfende Schicht einen Schutz gegen Beschädigung durch die Anwendung von Wärme zur Verfügung, weil durch die Anwendung einer ausreichenden Wärmemenge die Verformung der wärmeschrumpfenden Schicht verursacht wird. Die verformte wärmeschrumpfende Schicht verursacht die Verformung des Gegenstandes und stellt infolgedessen einen Hinweis auf Beschädigung zur Verfügung. Polyolefinfolie ist ein bevorzugtes Material für die wärmeschrumpfende Schicht und kann außerdem in dem Gegenstand als Deckfolie, Bindeschicht und Haftmittel verwendet werden.
Eine haltbare Deckfolie 140 kann außerdem zur Verfügung gestellt werden, wie in 2 gezeigt, um den Gegenstand vor Qualitätsverlust aufgrund von Umweltbedingungen zu schützen. Die Deckfolie kann entweder aus einer Folie bestehen, die Polyester, Polyvinylchlorid, Polyolefin, Polykarbonat oder Zelluloseacetat aufweist, aber nicht darauf beschränkt ist, oder aus einer Beschichtung, wie beispielsweise eine abriebfeste oder haltbare Beschichtung. Die Deckfolie kann, abhängig von den Anforderungen an den Manipulationsschutz und die Haltbarkeit bei Innen- und Außenanwendungen, irgendeine geeignete Dicke aufweisen.
Bei Anwendungen, bei denen der Gegenstand mit einer Oberfläche verbunden wird, kann eine Außenschicht aus Haftmittel 150 an der Oberfläche des Gegenstandes zur Verfügung gestellt werden, an der das Licht eintritt, wie in 1 gezeigt, oder ein Befestigungshaftmittel 155 kann an dem Boden des Gegenstandes angeordnet sein, wie in 2 gezeigt. Haftmittel können druckempfindliche Haftmittel enthalten, wie beispielsweise Acrylharze oder durch Wärme aktivierte Haftmittel, wie beispielsweise Polyolefine, Polyestere, Urethane und Vinyle. Diese Haftmittel sind nützlich beim Aufbringen des Gegenstandes auf Kunststoff, Papier, Fotografien, Metall, Glas, Stoff und weitere Oberflächen, und die Menge und Art des Haftmittels kann ausgewählt werden, wie in der Technik bekannt, um die gewünschten Haftungsmerkmale zur Verfügung zu stellen. Die Haftmittel 150 und 155 können mit einer entfernbaren Kaschierlage 160, wie in 1 gezeigt, bedeckt sein, um das Haftmittel vor dem Auftragen des Gegenstandes auf eine Oberfläche vor Verschmutzung zu schützen.
Wie in 1 gezeigt, kann außerdem eine optionale gemusterte Überzugsschicht 170, welche Haftung entweder erhöht oder vermindert, zur Verfügung gestellt werden, um das Erfassen einer Beschädigung zu unterstützen. Die gemusterte Überzugsschicht kann an oder in der Nähe der Grenzfläche der Deckfolien und der holographischen Schichten oder an oder in der Nähe der Grenzfläche der holographischen und retroreflektierenden Schicht zur Verfügung gestellt sein. Eine besonders nützliche Anwendung einer gemusterten Überzugsschicht besteht daraus, dass diese Schicht angrenzend an eine Schicht verwendet wird, welche eine aufgedruckte Markierung oder eine Anordnung von einem oder mehreren holographischen Emblemen aufweist. Wenn der Gegenstand an der gemusterten Überzugsschicht abgelöst wird, bleibt ein Abschnitt der gedruckten Markierung oder des Emblems (der Embleme) mit jedem abgelösten Abschnitt verbunden. Infolgedessen kann ein Betrachter leichter erkennen, ob und wo jemand den Gegenstand beschädigt hat.
Ein Markierungsmuster 180, wie in 2 gezeigt, wird an denselben Stellen wie die vorstehend beschriebene gemusterte Überzugsschicht oder an anderen Stellen innerhalb der Konstruktion angeordnet. Die Markierungsmuster oder Logos werden mit Farbtinten, Perlmutteffekt-Tinten oder mit Tinten gedruckt, die bei ultraviolettem Licht sichtbar sind, oder werden unter Verwendung von Tonern oder Farbstoffen in einem Muster abgebildet. Diese farbigen Markierungen sind insbesondere nützlich, wenn sie an derselben Stelle über der vorderen Oberfläche der in 2 gezeigten, retroreflektierenden Schicht gedruckt werden, welche eine farbige Glasperlenbindung aufweist. Unter normalem Licht verdeckt die farbige (vorzugsweise schwarze) Glasperlenbindung die farbigen Markierungen und typischerweise ist nur das Hologramm sichtbar, weil das Hologramm die Sichtbarkeit der farbigen Markierungen herabsetzt. Unter retroreflektierenden Beleuchtungsbedingungen sind die farbigen Markierungen allerdings klar und deutlich vor dem Hintergrund sichtbar, welcher vorzugsweise silberfarben ist, und das Hologramm ist nicht mehr sichtbar. Winkelförmige Markierungen 190, wie in 1 und 3 gezeigt, können außerdem auf den mikrokugelartigen, retroreflektierenden Schichten gemäß dem Laserbildgebungsverfahren abgebildet sein, das in US-Patentschriften Nr. 4,688,894 (Hockert) and 4,200,875 (Galanos) beschrieben wird. Wenn dieses Verfahren verwendet wird, um eingeschlossene mikrokugelartige, retroreflektierende Materialien mit undurchsichtigten Reflektoren oder freiliegende Mikrokügelchen mit transparenten Reflektoren abzubilden, sind die Markierungen sowohl unter normalem als auch unter retroreflektierendem Licht sichtbar. Bei dieser Erfindung, bei welcher eingeschlossenes mikrokugelartiges, retroreflektierendes Material mit transparenten Reflektoren verwendet wird, sind die Markierungen unter normalem Licht nicht sichtbar, sondern sind nur unter Retroreflektion sichtbar, wodurch die Markierungen verborgen werden, bis sie unter retroreflektierenden Beleuchtungsbedingungen betrachtet werden. Außerdem können die winkelförmigen Markierungen, die herkömmlicherweise unter normalem Licht sichtbar sind, wirkungsvoll unter normalen Beleuchtungsbedingungen verborgen sein, indem ein ablenkendes holographisches Bild über der retroreflektierenden Folie verwendet wird.
In 5 kann eine holographische Schicht 10 mit einer strukturierten Schicht 20 ohne Reflektoren über einer retroreflektierenden Schicht 50 zur Verfügung gestellt werden. Das mikrostrukturierte holographische Bild erfordert keinen Reflektor, wenn es der Luft ausgesetzt wird, und ist nicht mit einer anderen Schicht laminiert.
V. Herstellungsverfahren
Ein bevorzugtes Herstellungsverfahren des erfindungsgemäßen Gegenstandes besteht darin, die holographischen und retroreflektierenden Abschnitte getrennt herzustellen und diese Abschnitte danach miteinander zu verbinden. Die holographische Schicht kann entweder durch Prägen oder durch irgendein weiteres geeignetes Verfahren hergestellt werden, wie in der Technik bekannt. Die retroreflektierende Schicht kann wie vorstehend beschrieben hergestellt werden und kann entweder würfeleckige Elemente oder Glas-Mikrokügelchen aufweisen, wie außerdem in der Technik bekannt.
Um die holographische Schicht und retroreflektierende Schicht miteinander zu verbinden, kann ein herkömmliches Laminierungsverfahren verwendet werden. Wärme und Druck werden verwendet, um die Schichten zusammen mit einer wärmeaktivierten Bindeschicht miteinander zu laminieren. Wenn die Materialien der holographischen Schicht und retroreflektierenden Schicht miteinander kompatibel sind, können die Schichten außerdem ohne die Verwendung einer Bindeschicht verbunden werden. Die Schichten können entweder unter Verwendung von kontinuierlichem Kontakt, beispielsweise durch Verwendung einer Vollstahlwarmwalze, oder an den Rändern versiegelt werden, um einen Luftspalt zwischen der holographischen Schicht und der retroreflektierenden Schicht zur Verfügung zu stellen. Als Alternative kann Drucklaminierung verwendet werden, wenn die Bindeschicht aus einem druckempfindlichen Haftmittel besteht.
VI. Beispiele
Die Erfindung wird des Weiteren durch die nachfolgenden Anschauungsbeispiele erläutert.
Beispiel Eins
Ein transparenter Gegenstand mit sichtbaren holographischen Logos und mit verborgenen winkeligen Logos, die nur unter retroreflektierenden Beleuchtungsbedingungen sichtbar sind, wird folgendermaßen hergestellt. Ein transparenter retroreflektierender Gegenstand mit eingeschlossenen Mikrokügelchen des Typs, der in US-Patentschrift Nr. 5,169,707 (Faykish et al.) beschrieben wird, wird verwendet und weist eine auf Polyethylen basierende Bindeschicht auf, eine breiige Masse aus Glas-Mikrokügelchen mit beabstandendem Harz aus Polyvinylbutyral hinter den Mikrokügelchen, einen transparenten Reflektor aus Zinksulfid auf dem Harz, und eine Haftschicht aus Polyolefin.
Der Gegenstand wird im Winkel mit einem Neodym:Yttrium Aluminium Garnet-Laser (ND:YAG) unter Verwendung eines Verfahrens bebildert, das ähnlich zu demjenigen ist, das in US-Patentschrift Nr. 4,688,894 (Hockert) beschrieben wird. Der Laserleistungspegel wird auf ungefähr 80 mJ/cm² mit einer Impulsrate von ungefähr 10 Impulsen pro Sekunde eingestellt und verwendet, um die Vorderseite des Gegenstandes durch eine Maske in der Gestalt eines Logos von 1,0 cm im Durchmesser in einem Winkel senkrecht zu dem Gegenstand abzubilden. Eine transparente Hologrammfolie, die von der Firma Crown Roll Leaf Company aus Paterson, New Jersey, USA, unter der Bezeichnung XPT erhältlich ist, die aus einer Deckfolie aus Polyester, einer auf Polystyrol basierenden, strukturierten Schicht und einem Reflektor aus Zinksulfid mit hohem Brechungsindex besteht, wird auf die Vorderseite des retroreflektierenden Gegenstandes unter Verwendung eines druckempfindlichen Acrylhaftmittels aufgetragen, das von der Firma 3M Company, aus St. Paul, MN, USA, unter der Bezeichnung druckempfindliches Haftmittel 966 erhältlich ist.
Unter normalen Beleuchtungsbedingungen sind nur die holographischen Logos sichtbar; die winkeligen Logos sind für das bloße Augen im Wesentlichen nicht erkennbar. Unter retroreflektierenden Beleuchtungsbedingungen ist das Hologramm nicht länger sichtbar, aber die winkeligen Logos sind leuchtend golden und bilden einen Kontrast zu dem blauen retroreflektierenden Hintergrund in einem Winkel senkrecht zu dem Gegenstand. Wenn der Gegenstand in einem anderen als dem senkrechten Winkel unter retroreflektierenden Beleuchtungsbedingungen betrachtet wird, sind die Logos nicht mehr sichtbar, nur ein durchgängiger blauer Hintergrund ist sichtbar. Eine vereinfachte Konstruktion gemäß diesem Beispiel würde aus einer strukturierten holographischen Schicht, einer Reflektorenschicht mit hohem Brechungsindex, einer Bindeschicht, einer breiigen Glasperlen/Harz Masse, einem Reflektor und einem Haftmittel bestehen, welche durch einen Laser durch die Vorderseite des Gegenstandes hindurch bebildert werden könnte.
Dieses transparente Material könnte als ein Sicherheitsgegenstand über gedruckte Schriftstücke, oder als ein Etikett verwendet werden, um Gegenstände zu schützen. Eine druckempfindliche Haftschicht könnte auf die Vorderseite des Materials zur Verwendung als ein transparentes Etikett innerhalb von Fenstern aufgebracht werden, wodurch eine minimale Ablenkung von der Sichtbarkeit durch das Fenster verursacht würde.
Beispiel Zwei
Ein undurchsichtiger Gegenstand mit sichtbarem holographischen und farbigen Logos und mit verborgenen winkeligen Logos, die nur unter retroreflektierenden Beleuchtungsbedingungen sichtbar sind, wird folgendermaßen hergestellt. Eine undurchsichtige retroreflektierende Folie mit eingeschlossenen Mikrokügelchen wird verwendet, die aus einer breiigen Masse aus Mikrokügelchen mit beabstandendem Harz aus Polyvinylbutyral hinter den Mikrokügelchen und einem undurchsichtigen Reflektor aus Aluminium auf dem Harz und einer druckempfindlichen Acrylhaftschicht besteht. Dieser Aufbau ist von der Firma 3M Company aus St. Paul, Minnesota, USA, unter der Bezeichnung 3750 Folie erhältlich. Die Vorderseite der Folie ist mit rot-, blau- und schwarzfarbigen Logos bedruckt. Die Folie ist außerdem in einem anderen als dem senkrechten Winkel mit einem Laser unter Verwendung eines ähnlichen Verfahrens, wie demjenigen, das in US-Patentschrift Nr. 4,200,875 (Galanos) beschrieben wird, bebildert worden. Das in dem ersten Beispiel beschriebene transparente Hologramm wird auf die Vorderseite der retroreflektierenden Folie unter Verwendung eines druckempfindlichen Haftmittels aufgetragen.
Die holographischen Logos sind unter normalen Beleuchtungsbedingungen sichtbar und lenkten nicht von der Sichtbarkeit der farbigen Logos ab, aber die winkeligen Logos sind teilweise durch die holographischen Logos verborgen, weil das Hologramm deren Sichtbarkeit herabsetzt. Unter retroreflektierenden Beleuchtungsbedingungen ist das Hologramm nicht mehr sichtbar, aber die farbigen Logos sind deutlich vor dem silberfarbenen retroreflektierenden Hintergrund sichtbar. Wenn die Folie in einem anderen als dem senkrechten Winkel unter retroreflektierenden Beleuchtungsbedingungen betrachtet wird, sind die winkeligen Logos schwarz vor dem silberfarbenen retroreflektierenden Hintergrund sichtbar.
Dieser Gegenstand könnte als ein Etikett zum Schützen von Gegenständen oder mit einer haftenden Seite zum Aufbringen auf ein Fenster verwendet werden. Der Gegenstand könnte außerdem als Folie für ein Nummernschild verwendet werden, weil die gesamte Fläche unter dem holographischen Bild retroreflektiert. Ein kleineres Etikett des transparenten Hologramms, das in Beispiel Eins beschrieben wird, könnte als ein Gültigkeitsetikett auf einem Bereich eines retroreflektierenden Nummernschildes aufgebracht werden.
Beispiel Drei
Ein undurchsichtiger Gegenstand mit sichtbaren holographischen Logos und mit verborgenen farbigen Logos, die nur unter retroreflektierenden Beleuchtungsbedingungen sichtbar sind, wird folgendermaßen hergestellt. Eine retroreflektierende Folie mit eingeschlossenen Mikrokügelchen wird verwendet, die unter normalem Licht als schwarz und unter retroreflektierenden Beleuchtungsbedingungen als Silber erscheint, wie in US-Patentschrift Nr. 2,407,680 (Palmquist et al.) beschrieben. Sie besteht aus einer klaren oberen Folie aus Polyvinyl, Glas-Mikrokügelchen, die in einer schwarzen, harzartigen Glasperlenbindung verteilt sind, einem beabstandenden Harz aus Polyvinylbutyral hinter den Mikrokügelchen, einem Reflektor aus Aluminium auf dem Harz und einer druckempfindlichen Acrylhaftschicht. Die Vorderseite der Folie ist mit farbigen Logos unter Verwendung von roten, blauen und schwarzen permanenten Markierungsstiften von Hand bedruckt. Das in Beispiel Eins beschriebene transparente Hologramm wird auf die Vorderseite der retroreflektierenden Folie unter Verwendung eines druckempfindlichen Haftmittels aufgetragen.
Nur die holographischen Logos sind unter normalen Beleuchtungsbedingungen sichtbar und die farbigen Logos sind für das bloße Auge im Wesentlichen nicht erkennbar. Unter retroreflektierenden Beleuchtungsbedingungen ist das Hologramm nicht mehr sichtbar, aber die farbigen Logos sind deutlich vor dem silberfarbenen retroreflektierenden Hintergrund sichtbar. Die winkeligen Bebilderungsverfahren aus Beispiel Eins und Zwei könnten verwendet werden, um verborgen winkelige Logos zur Verfügung zu stellen, die nur unter retroreflektierenden Beleuchtungsbedingungen sichtbar sind.
Beispiel Vier
Ein Gegenstand wird unter Verwendung einer auf Beschädigung hinweisenden Folie in der Art hergestellt, die in US-Patentschrift Nr. 5,153,042 (Indrelie) beschrieben wird, um den Beschädigungsschutz der Konstruktion zu verbessern, der aus einer Polyesterdeckschicht, einer gemusterten Trennbeschichtung und einer Füllschicht aus Polyesterharz besteht. Ein Hologramm, das eine strukturierte Schicht und einen Reflektor aus Zinksulfid mit hohem Brechungsindex aufweist, wird auf die Füllschicht unter Verwendung von Wärmelaminierung aufgetragen. Ein druckempfindliches Acrylhaftmittel wird verwendet, um das Hologramm auf der Vorderseite der retroreflektierenden Folie zu befestigen. Der Gegenstand weist die nachfolgenden aufeinander folgenden Schichten auf: eine Polyesterdeckschicht, eine gemusterte Trennbeschichtung, eine Füllschicht, ein strukturiertes Hologramm, einen Reflektor mit hohem Brechungsindex, eine druckempfindliche haftende Bindeschicht, und eine retroreflektierende Schicht von der Art, die in Beispiel Zwei beschrieben wird. Der Gegenstand wird auf eine Kunststoff-Videokassette als Etikett aufgetragen. Wenn dieser Gegenstand bei Raumtemperatur abgezogen wird, stellte die gemusterte Trennbeschichtung einen Beschädigungsbeweis durch Aufspalten der Hologrammschicht in dem Trennmuster zwischen der Polyesterdeckschicht und der retroreflektierenden Schicht zur Verfügung.
Beispiel Fünf
Ein Gegenstand wird hergestellt, um einen bruchempfindlichen und manipulationsbeständigen Aufbau zur Verfügung zu stellen, und weist ein dünnes Transferhologramm auf, das auf die Vorderseite einer retroreflektierenden Folie mit einer gemusterten Trennschicht wärmelaminiert wird. Die dünne transparente Hologrammtransferfolie, wie beispielsweise VT55, die von Crown Roll Lead Inc. aus Paterson, New Jersey, USA, erhältlich ist, besteht aus einer Kaschierlage aus Polyester, einer auf Polymethyhlmethacrylat basierenden strukturierten Schicht, einem Reflektor aus Zinksulfid mit hohem Brechungsindex, und einem dünnen Haftmittel. Die undurchsichtige retroreflektierende Folie mit eingeschlossenen Mikrokügelchen enthält eine auf Polyethylen-Acrylsäure basierende Bindeschicht auf der vorderen Fläche der retroreflektierenden Schicht aus Beispiel Zwei auf, die mit einem Trennmuster aus Urethanharz bedruckt ist und danach mit dem dünnen Hologramm laminiert wird. Die Kaschierlage aus Polyester wird von dem Hologramm entfernt, und es wird ein druckempfindliches Haftmittel auf einer Kaschierlage aus Silicon, erhältlich von der Firma 3M Company unter der Bezeichnung „Druckempfindliches Haftmittel 9457", auf die Hologrammseite als ein außenseitigen Haftmittel aufgetragen. Die fertige Konstruktion besteht aus der Kaschierlage aus Silicon, dem druckempfindlichen Haftmittel, dem strukturierten Hologramm, einem Reflektor mit hohem Brechungsindex, einem dünnen Haftmittel, einem auf Urethan basierenden Trennmuster, einer auf Polyethylen basierenden Bindeschicht, einer breiigen Glasperlen-/Harzmasse, einem Reflektor aus Aluminium und einer Trägerschicht aus Polyolefin. Die Kaschierlage aus Silicon wird von dem druckempfindlichen Haftmittel abgezogen und die Konstruktion wird auf die Fensterinnenseite eines Fahrzeuges aufgeklebt. Das Hologramm und die retroreflektierende Schicht sind von der Außenseite des Fensters sichtbar. Das dünne transferierte Hologramm wird, wenn es von dem Fenster abgezogen wird, durch Aufspalten des Trennmusters derart zerstört, dass das Etikett nicht entfernt und in einem anderen Fahrzeug verwendet werden kann. Bei einer unterschiedlichen Ausführungsform könnte die dünne Haftschicht auf dem Hologramm weggelassen werden, um den Aufbau zu vereinfachen.
Beispiel Sechs
Ein weiterer Gegenstand mit Beschädigungsschutz wird folgendermaßen hergestellt. Das in Beispiel Fünf verwendete dünne Transferhologramm wird auf ein auf Ethylenacrylsäure basierendes Muster eines Haftungsbeschleunigers laminiert, das auf eine auf Polyvinylbutyral basierende Grundfläche aus Beispiel Zwei gedruckt wird. Die Konstruktion besteht aus aufeinander folgenden Schichten einer Kaschierlage aus Silicon, einem druckempfindlichen Haftmittel, einem strukturierten Hologramm, einem Reflektor mit hohem Brechungsindex, einem dünnen Haftmittel, einem Haftungsbeschleunigungsmuster, einer breiigen Glasperlen-/Harzmasse, einem Reflektor und einem Träger. Nach dem Anbringen an einem Fenster wird das Hologramm, wenn es abgezogen wird, durch Aufspaltung in dem Haftungsbeschleunigermuster zerstört.
Beispiel Sieben
Ein Gegenstand wird durch Versiegeln einer Hologrammschicht über einer retroreflektierenden Schicht mit freiliegenden Glas-Mikrokügelchen hergestellt. Es wird eine retroreflektierende Schicht verwendet, wie in US-Patentschrift Nr. 3,801,183 (Sevelin et al.) beschrieben. Die transparente Hologrammfolie aus Beispiel Eins wird über die Mikrokügelchenschicht gesiegelt und an einem druckempfindlichen Haftmittel befestigt, das den Mikrokügelchenbereich umgibt, um Kontaktflächen für Haftung zur Verfügung zu stellen, welche neben den Bereichen mit einem Luftspalt über den Mikrokügelchen liegen, um die Retroreflektion zu ermöglichen. Die holographische Schicht erfordert keinen Reflektor mit hohem Brechungsindex. Die Konstruktion weist aufeinander folgende Schichten aus einer Deckschicht, einer strukturierten Schicht, einem Reflektor mit hohem Brechungsindex, einem Luftspalt zwischen versiegelten Bereichen der holographischen Schicht und retroreflektierenden Schicht, Mikrokügelchen, einer Markierung, einem Reflektor mit hohem Brechungsindex auf den Mikrokügelchen, Glasperlenbindungsharz, und einem Haftmittel auf. Eine vereinfachte Konstruktion würde eine strukturierte Schicht, einen Luftspalt, Mikrokügelchen, einen Reflektor und Glasperlenbindung aufweisen.
Beispiel Acht
Ein transparentes Hologramm, entweder die auf Polyester basierende Folie aus Beispiel Eins oder ein dünner Transferfilm aus Beispiel Fünf, könnte über die würfeleckige retroreflektierende Folie laminiert werden. Wie in den vorhergehenden Beispielen würde das Hologramm unter normalen Beleuchtungsbedingungen sichtbar sein und die Konstruktion würde immer noch retroreflektierend sein, weil das Hologramm die retroreflektierende Helligkeit nicht deutlich reduzieren würde.
Verschiedenartige Modifikationen und Kombinationen der offenbarten Ausführungsformen werden für die Fachleute offensichtlich sein, wobei diese Modifikationen innerhalb des Umfangs der Erfindung liegen, wie in den beigefügten Ansprüchen definiert.

Claims

Gegenstand, aufweisend: (a) eine transparente holographische Schicht (10), die unter normalen Beleuchtungsbedingungen erkennbar ist, und unter retroreflektierenden Beleuchtungsbedingungen für das bloße Auge im Wesentlichen nicht erkennbar ist; (b) eine retroreflektierende Schicht (50), die unter retroreflektierenden Beleuchtungsbedingungen erkennbar ist, wobei die retroreflektierende Schicht (50) Glas-Mikrokügelchen (60) enthält, welche in einem farbigen, Glasperlen bindenden Harz (90) verteilt sind; und (c) eine Markierungsschicht, welche ein farbiges Markierungsmuster (180) aufweist, das zwischen der holographischen Schicht (10) und der retroreflektierenden Schicht (50) derart angeordnet ist, dass die farbige Markierung unter normalen Beleuchtungsbedingungen für das bloße Auge im Wesentlichen nicht erkennbar ist, aber unter retroreflektierenden Beleuchtungsbedingungen erkennbar ist.
Gegenstand nach Anspruch 1, wobei der Gegenstand ferner mindestens eine der folgenden aufweist, eine Deckfolie (140), eine Bindeschicht (120), eine Haftschicht (150, 155), eine wärmeschrumpfende Schicht (120), und eine gemusterte Überzugsschicht (170) mit unterschiedlicher Haftung.
Gegenstand nach Anspruch 2, wobei der Gegenstand mehr als eine der folgenden aufweist: eine Deckfolie (140), eine Bindeschicht (120), eine Haftschicht (150, 155), eine wärmeschrumpfende Schicht (120), und eine gemusterte Überzugsschicht (170) mit unterschiedlicher Haftung.
Gegenstand nach Anspruch 1, wobei die holographische Schicht (10) eine strukturierte Schicht (20) und eine im Wesentlichen transparente Reflektorenschicht (30) aufweist.
Gegenstand nach Anspruch 1, wobei die Glas-Mikrokügelchen (60) mit einem beabstandenden Harz (70) überzogen sind, wobei das beabstandende Harz (70) auf der gegenüberliegenden Seite der holographischen Schicht (10) einen Reflektor (80) aufweist.
Gegenstand nach Anspruch 5, wobei der Reflektor (80) auf dem beabstandenden Harz (70) im Wesentlichen transparent ist.
Gegenstand nach Anspruch 5, wobei eine gemusterte Überzugsschicht (170) mit unterschiedlicher Haftung zwischen der holographischen Schicht (10) und der retroreflektierenden Schicht (50) angeordnet ist.
Gegenstand nach Anspruch 5, wobei ein winkelförmiges Markierungsmuster (190) in der retroreflektierenden Schicht (50) gebildet ist, welches für das bloße Auge unter normalen Beleuchtungsbedingungen im Wesentlichen nicht erkennbar ist, aber unter retroreflektierenden Beleuchtungsbedingungen erkennbar ist.
Gegenstand nach Anspruch 5, der ferner auf der Vorderseite der holographischen Schicht (10) eine Deckfolie (140) aufweist und eine gemusterte Überzugsschicht (170) mit unterschiedlicher Haftung, die zwischen der Deckfolie (140) und der holographischen Schicht (10) angeordnet ist.
Gegenstand nach Anspruch 5, wobei die transparente Reflektorenschicht (30) aus einem gemusterten Material besteht.
Gegenstand nach Anspruch 5, wobei die transparente Reflektorenschicht (30) aus einem Material mit einem in Bezug auf den Brechungskoeffizienten der strukturierten Schicht (20) hohen Brechungskoeffizienten besteht.
Gegenstand nach Anspruch 1, wobei das Markierungsmuster (180) aus einem Materialmuster besteht, das unter retroreflektierenden Beleuchtungsbedingungen in Helligkeit zu seinem Hintergrund in Kontrast steht.
Gegenstand von Anspruch 1, weiterhin aufweisend: (d) eine gemusterte Schicht unterschiedlicher Haftung (170), die auf eine Hauptfläche des Gegenstands aufgebracht ist; und (e) eine Haftschicht (150, 155), die unter der gemusterten Schicht unterschiedlicher Haftung (170) zum Verbinden des Gegenstands mit einer Oberfläche liegt, derart dass ein Hinweis auf eine Beschädigung vorliegt, wenn der Gegenstand von der gemusterten Schicht abgezogen wird.