CN115958885A - 一种安全图案的制备系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种安全图案的制备系统，其包括：表面印刷有可诱导的油墨涂层的印刷基材及用于在所述印刷基材表面形成可变安全图案的至少一套成像光磁双场和一套固化光磁双场；所述印刷基材被传送，顺序经过所述光磁双场和固化光磁双场；成像光磁双场系统包括光场和磁场，光场和磁场分别设置于所述印刷基材上方和下方，磁场用于对所述印刷基材的可诱导的油墨涂层进行诱导，形成磁场图案，光场采用透明菲林为图案载体，用于将经过磁场诱导的油墨涂层的与图案对应的部分固化；固化光磁双场包括固化光源和固化磁场，固化磁场可对油墨涂层的未被光场照射的部分进行再次诱导，固化光源用于对再次诱导的油墨涂层进行固化。本发明制备的图案防伪度更高。
Description
技术领域
本发明属于防伪印刷技术领域，尤其涉及一种应用于防伪领域，具体涉及安全图案及其制备系统。
背景技术
VIAVI公司和S icpa公司共同开发的磁性光变防伪图案，VIAVI公司对于磁性光变油墨的应用技术注册了大量的专利，最为核心的是2004年申请的200480018382.5《通过磁场作用诱导在含有磁性颗粒的涂层中产生图案的方法和装置》，该技术在全球范围内多国钞票防伪上已经应该；值得一提的是VIAVI公司和Sicpa公司形成安全印刷图案的核心技术元素是印刷图案和磁版图案。
本发明的目的是探索一种更加复杂、防伪程度更高的纸币印刷方案和设备。
发明内容
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种安全图案的制备系统，其特征在于，其包括：表面印刷有可诱导的油墨涂层的印刷基材及用于在所述印刷基材表面形成可变安全图案的至少一套成像光磁双场和一套固化光磁双场；所述印刷基材被传送，顺序经过所述至少一套成像光磁双场和所述固化光磁双场；所述成像光磁双场系统包括光场和磁场，所述光场和磁场分别设置于所述印刷基材上方和下方，所述磁场用于对所述印刷基材的可诱导的油墨涂层进行诱导，形成磁场图案，所述光场采用透明菲林为图案载体，用于将经过所述磁场诱导的油墨涂层的与所述图案对应的部分固化；所述固化光磁双场包括固化光源和固化磁场，所述固化光源和所述固化磁场分别设置于所述印刷基材上方和下方，或者，所述固化磁场的一极设置于所述印刷基材上方，另一极设置于所述印刷基材下方，使得所述固化磁场可对所述油墨涂层的未被所述光场照射的部分进行再次诱导，所述固化光源用于对再次诱导的所述油墨涂层进行固化。
作为优选，所述透明菲林的透光率为70-100％。
作为优选，所述固定磁场的所述一极和所述另一极相对于所述印刷基材表面垂直对称，或者相对于所述印刷基材表面倾斜。
作为优选，所述平行光源包括光源和平行光镜头，所述平行光源采用UV光源或EB电子束；对应的可诱导油墨采用UV固化油墨或电子束固化油墨。
作为优选，所述磁场和/或第二磁场为永磁场、电磁场或履带式磁场；所述永磁场或电磁场的形状是柱形、马蹄形、平面磁场、均匀磁场、电机驱动球冠型磁场或垂直方向的叠加磁场，所述履带式磁场为橡胶磁式的履带或者装夹磁版的履带。
可选的，所述安全图案为二维码和可变码，所述磁场为固定平面磁场，所述固定平面磁场在移动方向的一段区域磁场分布相同；所述磁场用于对所述印刷基材的可诱导的油墨涂层进行诱导，对应的油墨涂层内的颜料片平面排列，所述光场用于将经过所述磁场诱导的油墨涂层的被所述光场照射的部分固化。
可选的，所述光场为可变光场，由平行光源及可变光栏构成，所述平行光源的光经过所述可变光栏投射于所述印刷基材表面，所述平行光源、平行光镜头及可变光栏自上而下顺序设置，所述可变光栏由透明菲林、菲林传动系统、以及固定的喷墨系统和喷墨干燥单元形成，所述菲林传动系统将所述透明菲林与所述印刷基材同步传动，所述喷墨系统和所述喷墨干燥单元连续工作，连续向传动的透明菲林表面输出可变的光栏图案，所述平行光源的出射光透过已有所述光栏图案的所述透明菲林后投射于所述印刷基材表面，使得所述光栏图案被转移到印刷基材表面的油墨涂层中。
可选的，所述光场包括平行光源和固定光栏，所述固定光栏由以与所述印刷基材同样的线速度循环传动的具有连续的预制图案的透明菲林和固定的遮光体形成，所述遮光体上设有透光缝，所述透明菲林移动经过所述遮光体，所述平行光源设置于所述遮光体上方，顺序透过所述透明菲林和透光缝投射于所述印刷基材的所述油墨涂层上，将由所述遮光体的透光缝裸露的透明菲林上的预制图案部分转移到印刷基材表面的油墨涂层中。
可选的，所述光场采用固定光栏，所述固定光栏包括预制有连续图案的透明菲林及平行光源，所述透明菲林以与所述印刷基材相同的线速度被传送，所述透明菲林被传送至所述平行光源和所述印刷基材之间时，所述平行光源的出射光经所述透明菲林投射于所述印刷基材表面的油墨涂层上，从而将所述图案转移到所述油墨涂层中。
可选的，所述光场为脉冲式光栏，包括平行光源和预制有图案的脉冲式传动透明菲林，所述平行光源设置于所述透明菲林上方，所述透明菲林的每一次脉冲传动，均使得其上的一个或一组图案位于所述平行光源和所述印刷基材之间，所述平行光源的出射光经所述透明菲林的所述图案投射于所述印刷基材表面的油墨涂层上，从而将所述图案转移到所述油墨涂层中。
特别需要指出，当所述磁场和所述固化磁场均设置于所述印刷基材下方时，所述磁场和所述固化磁场的两极上下方向相反。
本发明的原理为：平行光源和透明菲林形成带有图案信息的平行光图案，平行光图案映射于印刷基材的可诱导的油墨涂层上，油墨涂层的与平行光图案对应的部分被预固化处理，被预固化部分的可诱导的油墨涂层中液态UV材料中的光引发剂受到刺激变为自由基或阳离子，从而引发含活性官能团的高分子树脂聚合成固态，无法再次被外部磁场诱导；印刷基材再经过第二套成像光场双场，油墨涂层内的未被预固化的颜料按照第二诱导磁场的场分布定向排列，然后再被第二套成像光场双场的光场预固化，此时可以选择进入第三套成像光场双场...最终，对多次预曝光的图案进行固化处理。
使用EB电子束油墨的原理相同，也是图案的部分被电子束曝光后，被爆光部分内高能电子与油墨涂料分子相互作用，使之分解成自由基，然后自由基与C＝C双键反应，形成增长链；最后，增长链与涂料油墨的其余组分反应，使固化涂层产生交联，交联密度增加。
相对于现有技术，本发明具有以下优点：
1、成像光场采用透明菲林，菲林厚度极小，透光性好，使得图案的边界更加清晰，且菲林为柔性可弯曲，因此可随印刷基材同步传动，调整其与印刷基材之间的距离；
2、由于用于曝光的光图案可控制，因此形成的每个安全图案都有可控的差异，从而完成防伪溯源要求的可机读式一物一码或可机读式隐形图案。
总之，本发明形成的安全图案安全性、防伪性更高，可溯源功能更强。本发明形成防伪图案的复杂程度上更加复杂，包含信息更加丰富；在实际的应用中还可以增加多组可控曝光图案和磁场图案的数量，形成更为复杂的防伪图案，达到更加难以复制的目的。
附图说明
图1为本发明实施例一的系统的结构示意图；
图2为本发明实施例二的光场的结构示意图；
图3是本发明实施例三的系统的结构示意图；
图4为本发明实施例五的固化光磁双场的结构示意图；
图5为本发明实施例六的平面固定磁场的结构示意图。
具体实施方式
实施例一：
本实施例提供一种光磁双场形成可变安全图案的系统，如图1所示，其包括：表面印刷有可诱导的油墨涂层的印刷基材1及用于在所述印刷基材1表面形成可变安全图案的成像光磁双场和固化光磁双场。
所述印刷基材1被传送机构传送，顺序经过所述成像光磁双场和所述固化光磁双场；所述成像光磁双场系统包括光场和磁场，所述光场和磁场分别设置于所述印刷基材1上方和下方；所述磁场2为同步磁场，其通过磁场传送机构的传送与所述印刷基材1实现同步移动，即以同样的线速度移动，用于对所述印刷基材1表面印刷的可诱导的油墨涂层进行诱导，形成磁场图案，所述光场用于将经过所述磁场诱导的油墨涂层的被所述光场照射的部分固化；所述固化光磁双场包括固化光源8和固化磁场9，所述固化光源8和所述固化磁场9分别设置于所述印刷基材1上方和下方，使得所述固化磁场9可对所述油墨涂层的未被所述光场照射的部分进行再次诱导，所述固化光源8用于对整个图案部分的油墨涂层进行最后固化。所述固化光源8由印刷基材1上方垂直投射于印刷基材1的油墨涂层上。
具体的，所述磁场1和/或固化磁场9为永磁场、电磁场或履带式磁场；所述永磁场或电磁场的形状是柱形、马蹄形、均匀磁场、电机驱动球冠型磁场或垂直方向的叠加磁场，所述履带式磁场为橡胶磁式的履带或者装夹磁版的履带。
所述光场为可变光场，由平行光源3及可变光栏构成，所述平行光源3包括光源和平行光镜头，所述光源采用UV光源或EB电子束，对应的可诱导油墨采用UV固化油墨或电子束固化油墨。所述平行光源3的光经过所述可变光栏投射于所述印刷基材1表面。所述可变光栏由透明菲林4、菲林传动系统5、以及固定的喷墨系统6和喷墨干燥单元7形成，所述菲林传动系统5将所述透明菲林4与所述印刷基材1以相同的线速度传动，所述喷墨系统6和所述喷墨干燥单元7连续工作，连续向传动的透明菲林4表面输出可变的光栏图案，所述平行光源3的出射光透过已有所述光栏图案的所述透明菲林4后投射于所述印刷基材1表面，使得所述光栏图案被转移到印刷基材1表面的油墨涂层中。
此时，根据设计可以有多个选择：
经过一次部分曝光的可诱导的油墨图案再次经过设计好的与上述光磁双场原理相同的第二组成像光磁双场，再次被部分曝光；理论上可以多次进入成像光磁双场被多次部分曝光；考虑到工艺的复杂程度，一般选择一次部分曝光或两次部分曝光就可以达到复杂的图案。
经过最终磁场和光固化，可诱导的油墨图案依次被传送出最后一组成像光磁双场后，被曝光的部分已经固化，但是未被固化的部分和已固化的部分的颜料排列是相同的，所以必须再次用另外一个磁场改变未被固化部分的颜料排列，因此采用固化磁场对未被固化的部分的颜料片再次诱导，然后进入固化光场的照射区域最终固化。
事实上，上述的可变光栏菲林的制备方法包括以下几种方式：
1、热敏和热转印制备可变光栏菲林技术：菲林需要选择高温显色热敏薄膜菲林，此薄膜菲林再常温下不会发生任何变化，而随温度升高，薄膜层会发生化学反应，颜色由透明变成黑色，在200℃以上高温发生这种反应，反应仅在几十微秒中完成。热转印技术的基本原理与热敏技术近似；由热转印色带和透明基材菲林组成，热敏头依次接触热转印色带和透明基材菲林，将热转印色带上的着色材料转移熔化在透明基材菲林上，形成图案；
2、喷墨印制备可变光栏菲林技术：使用压电喷墨技术，喷嘴在透明菲林上在线喷印出可变图案；
3、针式打印和激光打印制备可变光栏菲林技术：使用现有的针式打印机和激光打印机在透明菲林上在线打印出可变图案。
实施例二：
本实施例和实施例一相似，区别仅在于，成像光磁双场中的光场不同，具体如图2所示，所述光场为固定光栏，其由预制有连续图案的透明菲林40及平行光源30构成，所述透明菲林40以与所述印刷基材相同的线速度被传送，所述透明菲林40被传送至所述平行光源30和所述印刷基材之间时，所述平行光源30的出射光经所述透明菲林40投射于所述印刷基材表面的油墨涂层上，从而将所述图案转移到所述油墨涂层中。
所述透明菲林40可以制备成闭环后连续循环使用。
印刷基材传送进入同步磁场可以诱导的区域后，油墨图案内的颜料片在磁场的诱导下发生定向排列；由于可诱导的油墨图案的印刷基材和同步磁场是相对静止的，可诱导的油墨图案的印刷基材和同步磁场同步进入到光场的下方区域；此时透明菲林40也是同步传动，连续输出预制备好的光栏图案；平行光源30经过光栏图案后，将光栏的图案在可诱导的油墨图案进行曝光固化，经过光栏图案曝光后，可诱导的油墨图案依次被传送出光场和同步磁场。
实施例三：
本实施例和实施例二相似，区别仅在于，成像光磁双场中的光场不同，具体如图3所示，所述光场由平行光源300和固定光栏构成，所述固定光栏由以与所述印刷基材同样的线速度循环传动的具有连续的预制图案的透明菲林400和固定的遮光体500形成，所述遮光体500上设有透光缝，所述透明菲林400移动经过所述遮光体500，所述平行光源300设置于所述遮光体500上方，顺序透过所述透明菲林500和透光缝投射于所述印刷基材的所述油墨涂层上，将由所述遮光体的透光缝裸露的透明菲林400上的预制图案部分转移到印刷基材表面的油墨涂层中。
实施例四：
本实施例和实施例二相似，区别仅在于，成像光磁双场中的光场不同，，所述光场采用脉冲式投射光栏，其包括平行光源和预制有图案的脉冲式传动透明菲林，所述平行光源设置于所述透明菲林上方，所述透明菲林的每一次脉冲传动，均使得其上的一个或一组图案位于所述平行光源和所述印刷基材之间，所述平行光源的出射光经所述透明菲林的所述图案投射于所述印刷基材表面的油墨涂层上，从而将所述图案转移到所述油墨涂层中。
实施例五：
本实施例和实施例一至四任一相似，区别仅在于，固化磁场的设置不同，具体如图4所示，固化磁场90的一极设置于所述印刷基材100上方，另一极设置于所述印刷基材100下方。而且，所述固化磁场90的所述一极和所述另一极相对于所述印刷基材100表面垂直对称，或者相对于所述印刷基材表面倾斜，使得两极的连线与印刷基材非垂直呈一夹角，夹角控制好可以形成侧面可编码隐形的效果。
实施例六：
本实施例之系统用于制备的安全图案为二维码或可变码，所述成像光磁双场的磁场为如图5所示的固定平面磁场，用于对所述印刷基材的可诱导的油墨涂层进行诱导，对应的油墨涂层内的颜料片平面排列，所述光场用于将经过所述磁场诱导的油墨涂层的被所述光场照射的部分固化。
由于二维码和可变码需要油墨涂层的表面足够平整，成像光磁双场采用本实施例所述，固化光磁双场的磁场可以选用实施例一和实施例五两种方式之一。
需要说明的是，除实施例五外，其余实施例的固化磁场和成像光磁双场的磁场均设置于印刷基材下方，则两种磁场的N\S两极要上下相反设置。
Claims (9)
1.一种安全图案的制备系统，其特征在于，其包括：表面印刷有可诱导的油墨涂层的印刷基材及用于在所述印刷基材表面形成可变安全图案的至少一套成像光磁双场和一套固化光磁双场；所述印刷基材被传送，顺序经过所述至少一套成像光磁双场和所述固化光磁双场；所述成像光磁双场系统包括光场和磁场，所述光场和磁场分别设置于所述印刷基材上方和下方，所述磁场用于对所述印刷基材的可诱导的油墨涂层进行诱导，形成磁场图案，所述光场采用透明菲林为图案载体，用于将经过所述磁场诱导的油墨涂层的与所述图案对应的部分固化；所述固化光磁双场包括固化光源和固化磁场，所述固化光源和所述固化磁场分别设置于所述印刷基材上方和下方，或者，所述固化磁场的一极设置于所述印刷基材上方，另一极设置于所述印刷基材下方，使得所述固化磁场可对所述油墨涂层的未被所述光场照射的部分进行再次诱导，所述固化光源用于对再次诱导的所述油墨涂层进行固化；
所述光场包括平行光源和固定光栏，所述固定光栏由以与所述印刷基材同样的线速度循环传动的具有连续的预制图案的透明菲林和固定的遮光体形成，所述遮光体上设有透光缝，所述透明菲林移动经过所述遮光体，所述平行光源设置于所述遮光体上方，顺序透过所述透明菲林和透光缝投射于所述印刷基材的所述油墨涂层上，将由所述遮光体的透光缝裸露的透明菲林上的预制图案部分转移到印刷基材表面的油墨涂层中；
或者，所述光场为固定光栏，其包括预制有连续图案的透明菲林及平行光源，所述透明菲林以与所述印刷基材相同的线速度被传送，所述透明菲林被传送至所述平行光源和所述印刷基材之间时，所述平行光源的出射光经所述透明菲林投射于所述印刷基材表面的油墨涂层上，从而将所述图案转移到所述油墨涂层中；
或者，所述光场为脉冲式光栏，包括平行光源和预制有图案的脉冲式传动透明菲林，所述平行光源设置于所述透明菲林上方，所述透明菲林的每一次脉冲传动，均使得其上的一个或一组图案位于所述平行光源和所述印刷基材之间，所述平行光源的出射光经所述透明菲林的所述图案投射于所述印刷基材表面的油墨涂层上，从而将所述图案转移到所述油墨涂层中。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述透明菲林的透光率为70-100％。
3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于：所述固化磁场的所述一极和所述另一极相对于所述印刷基材表面垂直对称，或者相对于所述印刷基材表面倾斜。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于：所述可诱导油墨采用UV固化油墨或电子束固化油墨。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于：所述磁场和/或固化磁场为永磁场、电磁场或履带式磁场；所述永磁场或电磁场的形状是柱形、马蹄形、平面磁场、均匀磁场、电机驱动球冠型磁场或垂直方向的叠加磁场，所述履带式磁场为橡胶磁式的履带或者装夹磁版的履带。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述安全图案为二维码和可变码，所述磁场为固定平面磁场，所述固定平面磁场在移动方向的一段区域磁场分布相同；所述磁场用于对所述印刷基材的可诱导的油墨涂层进行诱导，对应的油墨涂层内的颜料片平面排列，所述光场用于将经过所述磁场诱导的油墨涂层的被所述光场照射的部分固化。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述磁场与所述印刷基材同步移动。
8.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述平行光源包括光源和平行光镜头，所述光源采用UV光源或EB电子束。
9.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，当所述磁场和所述固化磁场均设置于所述印刷基材下方时，所述磁场和所述固化磁场的两极上下方向相反。
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