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CN112055662A - 制造有价文件的方法、有价文件及印刷设备 - Google Patents

制造有价文件的方法、有价文件及印刷设备 Download PDF

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CN112055662A CN201980028867.9A CN201980028867A CN112055662A CN 112055662 A CN112055662 A CN 112055662A CN 201980028867 A CN201980028867 A CN 201980028867A CN 112055662 A CN112055662 A CN 112055662A
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M.海姆
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Y.基塞洛瓦-维克勒
T.曼格
J.安德斯
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Abstract

本发明涉及一种制造有价文件例如钞票的方法，该方法包括：a)提供有价文件基材；b)使用分散在紫外线固化漆中的可磁性定向的效果颜料印刷有价文件基材；c)步骤c1)：使含有可磁性定向的效果颜料的涂层暴露于动态磁场(尤其是旋转磁场)，使得涂层中的效果颜料平行于有价文件基材排列(尤其是边对边排列)；步骤c2)：用紫外线辐射照射含有效果颜料的涂层，其中步骤c2)尤其是在步骤c1)之后执行或者与步骤c1)同时执行的；可选地，还包括步骤d)：对固化或至少部分地固化的紫外线涂层进行压印，所述紫外线涂层具有平行于有价文件基材(尤其是边对边)排列的效果颜料，从而在涂层中形成具有与浮凸形状相适应的效果颜料的压印浮凸结构，由此向观察者呈现光学可变图像。

Description

制造有价文件的方法、有价文件及印刷设备
技术领域
本发明涉及制造有价文件(尤其是钞票)的方法、可通过该方法获得的有价文件、以及用于实施该方法的印刷设备。
背景技术
有价文件或识别文件等数据载体或者品牌商品等其它有价物件常常带有用于防伪目的的防伪元件，这种防伪元件允许对数据载体的真伪进行验证，同时作为防范非法复制的防护手段。防伪元件利用与视角相关的视觉效果在验证保证中起到了特殊作用，因为即使采用最先进的复制设备也无法对其进行复制。在此，所述防伪元件配有光学可变元件，当从不同观察角度观察时，这些光学可变元件向观察者呈现不同的图形效果，例如，根据观察角度，显现出不同的颜色效果或亮度效果和/或不同的图形图案。
通过干涉为观察者产生与观察角度相关的颜色效果的薄膜系统在现有技术中是已知的。这种光学效果可用作光学可变防伪元件。可通过各种技术对大面积薄膜系统进行破碎。得到的碎片或薄片的横向尺寸可小到数微米，但是该尺寸通常在2微米至100微米的范围内。薄片的竖向结构由干涉层的要求决定，并且通常尽可能薄，例如在200纳米至800纳米的范围内。这种薄片例如在用于提供防伪元件的光学可变油墨(所谓的OVI油墨)中使用。
还已知的是能够将产生颜色效果的薄膜系统施加到铁磁材料上。因此，颜料薄片具有磁矩。在市场上有以SICPA公司的品牌名称
Figure BDA0002746976870000011
(缩写OVMI代表“光学可变磁性油墨”)商售的可磁性定向的效果颜料。颜料具有薄片状结构，并以多层复合材料的形式存在，该复合材料通常包括两层光学效果层和嵌入在其间的磁性层。关于光学效果层，可考虑金属镜层以及色移层系统，例如具有吸收层/介质层/反射层结构。嵌入的磁性层通常是不可见的，但这是颜料的排列所必需的。
在现有技术中还已知的是，可利用这种具有磁矩的彩色颜料来提供光学可变防伪元件。为此，要将颜料结合到透明粘合剂中。借助于外部磁场，可在承印材料上印刷后立即影响颜料的排列。然后，使粘合剂固化(例如通过紫外辐射进行)，以固定颜料的排列。通过巧妙地设置颜料排列的空间进程，能够使印刷的基材带有光学运动效果。
本发明的目的是提供一种改善对施加到承印材料上的光学可变油墨的薄膜颜料或效果颜料的排列的控制的方法。
此目的是基于由独立权利要求限定的特征组合实现的。
本发明的改进是从属权利要求的主题。
发明内容
1.(本发明的第一方面)一种制造有价文件例如钞票的方法，包括：
a)提供有价文件基材；
b)使用分散在紫外线固化漆中的可磁性定向的效果颜料印刷有价文件基材；
c)步骤c1)：使含有可磁性定向的效果颜料的漆暴露于动态磁场尤其是旋转磁场，使得漆中的效果颜料自动地平行于有价文件基材排列尤其是边对边排列；步骤c2)：用紫外线辐射照射含有效果颜料的漆，其中步骤c2)尤其是在步骤c1)之后执行或者与步骤c1)同时执行的。
优选步骤c2)在步骤c1)之后执行。
在步骤a)中提供的有价文件基材尤其是纸质基材、塑料基材、箔/纸/箔复合基材(例如参见WO2006/066431 A1)或纸/箔/纸复合基材(例如参见WO2004/028825 A2)。
根据一种变化形式，在步骤a)中提供的有价文件基材是用于制造适合于保护有价文件(例如钞票)的防伪条、防伪线或防伪贴片或防伪标签的箔基材。
磁场例如可由电磁体产生。在此有利的是，不同的磁场矢量平行于有价文件基材。这使得颜料根据需要自动地平行于有价文件基材排列。
根据一个特殊的变化实施方案，能够利用热塑性紫外线漆。在此情况下，使用加热的压印工具是有利的。作为热塑性紫外漆的一种替代材料，在含有可磁性定向的效果颜料的漆下面可存在可通过印刷技术获得的热塑性可变形层。
2.(优选配置)如第1条所述的方法，还包括步骤d)：对固化或至少部分地固化的紫外线漆进行压印，所述紫外线漆具有平行于有价文件基材(尤其是边对边)排列的效果颜料，从而在漆中形成具有与浮凸形状相适应的效果颜料的压印浮凸结构，由此向观察者呈现光学可变图像。
若在步骤d)中对仅部分地固化的紫外线漆进行压印，则在压印后或压印过程中，在附加步骤e)中进行完全固化是有利的。
3.(优选配置)如第1或第2条所述的方法，其中，步骤c)中的动态(尤其是旋转)磁场是连续旋转磁场，其速度优选在50转/分钟至1500转/分钟范围内，更优选速度在100转/分钟至1500转/分钟范围内，特别优选速度在100转/分钟至500转/分钟范围内。
4.(优选配置)如第1、第2或第3条所述的方法，其中，压印步骤d)是通过凹版印版实现的。
5.(优选配置)如第1至第4条中的任何一条所述的方法，其中，用分散在紫外线固化漆中的可磁性定向的效果颜料印刷有价文件基材的步骤b)在选定区域内进行，所述选定区域尤其以图案、字符或编码的形式存在。
6.(优选配置)如第1至第5条中的任何一条所述的方法，其中，步骤c)具有以下(子)步骤：
c)步骤c1a)：使含有可磁性定向的效果颜料的漆暴露于动态磁场(尤其是旋转磁场)，使得漆中的效果颜料自动地平行于有价文件基材排列(尤其是边对边排列)，以便以这种方式以预定向的形式排列效果颜料；步骤c1b)：通过施加静态磁场对在步骤c1a)的过程中预定向的可磁性定向的效果颜料进行进一步定向或排列，使得效果颜料采取与预定向不同的取向；步骤c2)：用紫外线辐射照射含有效果颜料的漆，其中步骤c2)尤其是在步骤c1a)和c1b)之后执行的。
可选地，可执行附加的步骤d)：对固化或至少部分地固化的紫外线漆进行压印，所述紫外线漆具有预定向的效果颜料，该效果颜料最初平行于有价文件基材(尤其是边对边)排列，随后使该效果颜料的取向发生变化，从而在漆中形成具有与浮凸形状相适应的效果颜料的压印浮凸结构，由此向观察者呈现光学可变图像。
7.(本发明的第二方面)一种可通过如第1至第6条中的任何一条所述的方法获得的有价文件，尤其是钞票。
该有价文件尤其可以是纸质钞票、聚合物钞票或箔复合材料钞票，或者是身份证或护照数据页。
8.(本发明的第三方面)一种用于实施如第1至第6条中的任何一条所述的方法的印刷设备，包括：用于提供有价文件基材的装置、用于使用基于可磁性定向的效果颜料的紫外线固化漆印刷有价文件基材的装置、用于提供适合于排列效果颜料的动态(尤其是旋转)磁场的装置、用于通过紫外线辐射固化紫外线漆的装置、以及用于压印固化或至少部分地固化的紫外线漆的装置。
9.(优选配置)如第8条所述的印刷设备，其中，所述用于压印的装置是凹版印版。
在本说明书中，使用缩写
Figure BDA0002746976870000041
颜料代替“可磁性定向的效果颜料”的表述。这些颜料具有薄片状结构。缩写
Figure BDA0002746976870000042
代表光学可变油墨，
Figure BDA0002746976870000043
颜料指光学可变油墨的效果颜料或薄膜颜料。
附图说明
下面将参照高度简化的附图说明本发明的优点，为了提高清晰性，附图不是按比例绘制的。
在附图中：
图1示出了施加到承印材料上的漆中的“叶浮”颜料的排列；
图2示出了施加到承印材料上的漆中的“非叶浮”颜料的排列；
图3示出了施加到承印材料上的漆中的颜料在压印操作之前的排列；
图4示出了施加到承印材料上的漆中的颜料在压印操作之后的排列；
图5示出了在截面图中观察时分散在紫外线固化漆中的
Figure BDA0002746976870000045
颜料在旋转磁场的作用下的排列；
图6示出了在平面图中观察时分散在紫外线固化漆中的
Figure BDA0002746976870000046
颜料在旋转磁场的作用下的旋转；以及
图7和8分别示出了施加到承印材料上的紫外线固化漆中的OVMI颜料在旋转磁场的作用下在压印操作之前和之后的排列。
具体实施方式
本发明的方法优选包括压印含有薄膜颜料的分散溶液。在现有技术中已知的是，光学可变油墨的颜料(
Figure BDA0002746976870000044
颜料)在分散介质中的排列基于各种因素的复杂相互作用，例如介质的粘度和干燥期间的收缩。若制造参数选择正确，则颜料有可能自动地与分散介质的边界区域大致平行地排列。“叶浮”颜料与“非叶浮”颜料的区别如下：“叶浮”颜料在施涂到承印材料上之后朝分散介质的表面移动(参见图1；附图标记1表示有价文件基材，在本例中为纸质基材；附图标记2表示“叶浮”颜料；附图标记3表示分散介质，例如紫外线固化漆)，而“非叶浮”颜料4(参见图2)在分散介质中在不同的高度处随机分布。
“叶浮”颜料可自动排列在“基材-漆”边界层和“漆-空气”边界层处。
有利的是，分散介质满足以下要求：
1)固化或至少部分地固化的紫外线漆的可浮凸性；
2)在紫外辐射作用下的受控固化性。
在下文中，将分散介质(紫外线固化漆)和
Figure BDA0002746976870000051
颜料的组合称为“OVI压印漆”。
优选将OVI压印漆均匀地施加到待印刷的有价文件基材上。
为了对OVI压印漆进行压印，必须使用适当的压印工具5(参见图3)。压印结构尺寸的下限尤其由颜料2的尺寸决定(在“叶浮”颜料的例子中)，例如在2微米至100微米的范围内。根据一种变化形式，在压印期间，可将以较大的尺寸(即，比压印结构的尺寸大)存在的颜料破碎为较小的碎片。
若现在对OVI压印漆进行压印，则漆的局部层高会改变：在一些位置，OVI压印漆被压印工具的压印结构强力压入，并且层高减小。换句话说，OVI压印漆发生转移，这导致压印漆的局部流体动态变化：出现浮力梯度，即，在压印凹陷处，作用在颜料上的浮力不像在凸起处那样强。因此，压印漆被强力压入的位置处的颜料向下移动，而压印结构具有凸起的位置处的颜料向上移动(或者颜料向下移动的程度较小)。沿着颜料的运动也可能不同，这导致颜料的倾斜。因此，颜料沿着位于正上方的压印结构的取向排列(参见图4)。颜料遵循漆的压印结构。
在压印操作期间，或者甚至在压印操作之前，可利用紫外线辐射使OVI压印漆完全固化。通过这种方式，颜料被禁锢和固定为最终排列形式。
由于能够以很高的设计自由度制造压印工具的压印结构(例如通过铣削、3D打印、光刻等方式)，因此本方法能实现很高的细节水平。
尤其是，压印结构很容易制造为使得相邻的侧面具有彼此差异很大的斜度。
下面说明制造有价文件(例如钞票)的方法，该方法包括：
a)提供有价文件基材；
b)使用分散在紫外线固化漆中的可磁性定向的效果颜料或
Figure BDA0002746976870000061
颜料印刷有价文件基材；
c)步骤c1)：使含有可磁性定向的效果颜料的漆暴露于动态磁场(尤其是旋转磁场)，使得漆中的效果颜料自动地平行于有价文件基材排列(尤其是边对边排列)；步骤c2)：用紫外线辐射照射含有效果颜料的漆，其中步骤c2)尤其是在步骤c1)之后执行或者与步骤c1)同时执行的。
可选地，还包括步骤d)：对固化或至少部分地固化的紫外线漆进行压印，所述紫外线漆具有平行于有价文件基材(尤其是边对边)排列的效果颜料，从而在漆中形成具有与浮凸形状相适应的效果颜料的压印浮凸结构，由此向观察者呈现光学可变图像。
在本文中，分散介质(紫外线固化漆)和
Figure BDA0002746976870000062
颜料的组合又称为“OVMI压印漆”。
图5示出了在截面图中观察时分散在紫外线固化漆3中的
Figure BDA0002746976870000063
颜料6在旋转磁场的作用下的排列。附图标记1表示有价文件基材，在本例中为纸质基材。通过丝网印刷将含有
Figure BDA0002746976870000064
颜料6的紫外线固化漆3施加到纸质基材1上。旋转磁场是通过布置在纸质基材1下方的磁力搅拌器(在图5中未示出)产生的，并且在此示例中是速度为150转/分钟的连续旋转磁场。由于旋转磁场，
Figure BDA0002746976870000065
颜料6形成基本均匀的镜像区域。各个
Figure BDA0002746976870000066
颜料的排列方式是所谓的“边对边”排列。
图6示出了当在平面图中观察时分散在紫外线固化漆中的OVMI颜料6在旋转磁场的作用下的“边对边”排列的细节，这种排列可在显微镜下识别出来。
根据图7和图8，除了使含有可磁性定向的效果颜料6的紫外线固化漆3暴露于旋转磁场以使漆3中的效果颜料6沿有价文件基材1的区域边对边排列的步骤c1)之外，还同时执行用紫外辐射照射含有效果颜料6的漆3的步骤c2)。根据紫外线处理的持续时间或剂量，紫外线照射导致具有沿着有价文件基材1的区域边对边排列的效果颜料6的紫外线漆3发生固化或至少部分的固化。在借助于压印工具5(例如凹版印版)进行压印的步骤中，在漆3中形成具有与浮凸形状相适应的效果颜料8的压印浮凸结构7，由此向观察者呈现光学可变图像。
根据本发明的方法，由于1)
Figure BDA0002746976870000071
颜料、2)动态(尤其是旋转)磁场、3)紫外线照射和4)压印这四种措施的相互作用，能够实现对于颜料排列的极其有利的控制，从而尤其能够仿造均匀有光泽的结构化表面。还能产生现有技术中已知的粒状、复杂的纹理。
根据一种优选变化形式，本发明的方法包括以下步骤：
a)提供有价文件基材；
b)使用分散在紫外线固化漆中的可磁性定向的效果颜料印刷有价文件基材；
c)步骤c1a)：使含有可磁性定向的效果颜料的漆暴露于动态磁场(尤其是旋转磁场)，使得漆中的效果颜料自动地平行于有价文件基材排列(尤其是边对边排列)，以便以这种方式以预定向的形式排列效果颜料；步骤c1b)：通过施加静态磁场对在步骤c1a)的过程中预定向的可磁性定向的效果颜料进行进一步定向或排列，使得效果颜料采取与预定向不同的取向；步骤c2)：用紫外线辐射照射含有效果颜料的漆，其中步骤c2)尤其是在步骤c1a)和c1b)之后执行的；
可选地，还包括步骤d)：对固化或至少部分地固化的紫外线漆进行压印，所述紫外线漆具有预定向的效果颜料，该效果颜料最初平行于有价文件基材(尤其是边对边)排列，随后使该效果颜料的取向发生变化，从而在漆中形成具有与浮凸形状相适应的效果颜料的压印浮凸结构，由此向观察者呈现光学可变图像。
优选的变化形式实现了具有效果颜料的油墨层的特殊吸引力和光亮度。所获得的效果是由于交变场中的效果颜料不仅改变其排列(即，倾角)而且改变其布置(即，在漆中的位置)。在旋转条形磁体的情况下，效果颜料显现为聚集在一个平面内，并且自动地“边对边”排列。因此，效果颜料形成尽可能封闭的层，这导致可利用的反射面积增大，从而导致光亮度提高。通过这种方式，还能减少效果颜料的用量。

Claims (10)

1.一种制造有价文件例如钞票的方法，包括：
a)提供有价文件基材；
b)使用分散在紫外线固化漆中的可磁性定向的效果颜料印刷有价文件基材；
c)步骤c1)：使含有可磁性定向的效果颜料的漆暴露于动态磁场尤其是旋转磁场，使得漆中的效果颜料自动地平行于有价文件基材排列尤其是边对边排列；步骤c2)：用紫外线辐射照射含有效果颜料的漆，其中步骤c2)尤其是在步骤c1)之后执行或者与步骤c1)同时执行的。
2.如权利要求1所述的方法，还包括步骤d)：对固化或至少部分地固化的紫外线漆进行压印，所述紫外线漆具有平行于有价文件基材尤其是边对边排列的效果颜料，从而在漆中形成具有与浮凸形状相适应的效果颜料的压印浮凸结构，由此向观察者呈现光学可变图像。
3.如权利要求1或2所述的方法，其中，步骤c)中的动态磁场尤其是旋转磁场是连续旋转磁场，其速度优选在50转/分钟至1500转/分钟范围内，更优选速度在100转/分钟至1500转/分钟范围内，特别优选速度在100转/分钟至500转/分钟范围内。
4.如权利要求1、2或3中任一项所述的方法，其中，压印步骤d)是通过凹版印版实现的。
5.如权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，用分散在紫外线固化漆中的可磁性定向的效果颜料印刷有价文件基材的步骤b)在选定区域内进行，所述选定区域尤其以图案、字符或编码的形式存在。
6.如权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，步骤c)具有以下(子)步骤：
c)步骤c1a)：使含有可磁性定向的效果颜料的漆暴露于动态磁场尤其是旋转磁场，使得漆中的效果颜料自动地平行于有价文件基材排列尤其是边对边排列，以便以这种方式以预定向的形式排列效果颜料；步骤c1b)：通过施加静态磁场对在步骤c1a)的过程中预定向的可磁性定向的效果颜料进行进一步定向或排列，使得效果颜料采取与预定向不同的取向；步骤c2)：用紫外线辐射照射含有效果颜料的漆，其中步骤c2)尤其是在步骤c1a)和c1b)之后执行的。
7.如权利要求6所述的方法，还包括步骤d)：对固化或至少部分地固化的紫外线漆进行压印，所述紫外线漆具有预定向的效果颜料，该效果颜料最初平行于有价文件基材尤其是边对边排列，随后使该效果颜料的取向发生变化，从而在漆中形成具有与浮凸形状相适应的效果颜料的压印浮凸结构，由此向观察者呈现光学可变图像。
8.一种可通过如权利要求1至7中任一项所述的方法获得的有价文件，尤其是钞票。
9.一种用于实施如权利要求1至7中任一项所述的方法的印刷设备，包括：用于提供有价文件基材的装置、用于使用基于可磁性定向的效果颜料的紫外线固化漆印刷有价文件基材的装置、用于提供适合于排列效果颜料的动态磁场尤其是旋转磁场的装置、用于通过紫外线辐射固化紫外线漆的装置、以及用于压印固化或至少部分地固化的紫外线漆的装置。
10.如权利要求9所述的印刷设备，其中，所述用于压印的装置是凹版印版。
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