DE102013015277B4

DE102013015277B4 - Orientierung magnetisch orientierbarer Partikel in einer Farbe mit mehreren einander überlagerten Magnetfeldern

Info

Publication number: DE102013015277B4
Application number: DE102013015277.1A
Authority: DE
Inventors: Lars Hoffmann
Original assignee: Schwarz Druck GmbH
Current assignee: Schwarz Druck GmbH
Priority date: 2013-09-16
Filing date: 2013-09-16
Publication date: 2016-02-11
Anticipated expiration: 2033-09-17
Also published as: DE102013015277A1

Abstract

Vorrichtung (40) zur Orientierung magnetisch orientierbarer Partikel in einer Farbe (11), die folgendes aufweist: – einen ersten magnetischen Plattenkörper (20) mit ebenen Oberflächen und mit einem ersten Magnetfeldmuster; und – mindestens einen zweiten magnetischen Plattenkörper (21, 22) mit ebenen Oberflächen und mit einem zweiten Magnetfeldmuster, das sich von dem ersten Magnetfeldmuster unterscheidet, so dass bei der Orientierung der magnetisch orientierbaren Partikel in der Farbe (11) diese Partikel gemäß beiden Magnetfeldmustern ausgerichtet werden, wobei mindestens einer der Plattenkörper (20, 21, 22) auf einem zylindrischen Trägerkörper (41) vollständig umlaufend vorgesehen ist.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft das Gebiet der Drucktechnik, und zwar insbesondere den Druck von Sicherheitselementen. Die Erfindung bezieht sich genauer auf eine Vorrichtung zur Orientierung magnetisch orientierbarer Partikel in einer Farbe, eine mit dieser Vorrichtung ausgestattete Druckmaschine sowie auf ein zugehöriges Druckverfahren.
Stand der Technik
Datenträger wie zum Beispiel Banknoten und andere Wertdokumente, die als Eintrittskarte, Fahrschein oder zur Identifikation und Autorisierung von Personen verwendet werden sowie als Geldkarte oder als Sicherheits- und Markenetikett benutzt werden, werden zum Schutz vor Produktfälschungen und -piraterie zur Erzielung einer ausreichenden Fälschungssicherheit in der Regel mit verschiedenen Sicherheitselementen ausgerüstet. Bei diesen Sicherheitselementen kann es sich beispielsweise um fest in das Substrat des zu sichernden Datenträgers integrierte Elemente wie Wasserzeichen oder Sicherheitsfäden oder einlaminierte Schichten handeln, aber auch um Absicherungselemente, die auf der Oberfläche des Datenträgers mittels Druck und/oder als Transferelement appliziert wurden.
Sicherheitselemente an der Oberfläche eines zu sichernden Datenträgers sind zumeist optisch zu erkennen und so direkt zu überprüfen. In diesem Zusammenhang ist die Verwendung von magnetisch orientierbaren Pigmenten in einer Farbe bereits bekannt. Diese magnetisierbaren Pigmente bzw. Partikel sind herstellungsbedingt in der Regel nicht sphärisch. Viele der eingesetzten magnetisch orientierbaren Partikel weisen darüber hinaus weitere spezielle Eigenschaften und Merkmale auf. Bei Einbringen dieser Partikel in ein Magnetfeld richten diese sich entlang der Magnetfeldlinien aus. Die hierfür notwendige Beweglichkeit ist in einer noch flüssigen Farbe hinreichend gegeben. Nach erfolgter Ausrichtung erfolgt ein Trocknungsprozess, um die mittels des Magnetfeldes eingestellte Orientierung der Partikel dauerhaft zu erhalten.
In diesem Zusammenhang sei beispielhaft auf die Druckschriften US 687,522 , US 5,079,058 , US 3,683,382 , WO 02/09002 A2 , EP 1 760 118 A2 und US 7,625,632 verwiesen. US 687,522 und WO 02/09002 A2 beschreiben magnetische Pigmente, die mit Interferenzschichten bedampft sind sowie deren Anwendung in magnetisch orientierbaren Farben. US 3,682,382 beschreibt hochreflektierende Pigmente, die mit einem transparenten Magneten beschichtet sind und auf einer laufenden Bahn mit einem Permanentmagneten ausgerichtet werden, um Kontrastbilder zu erzeugen. US 5,079,058 zeigt eine Anwendung einer magnetisch orientierbaren Farbe als Schicht in einem Transferfolienaufbau. US 7,625,632 beschreibt magnetisierbare Pigmente, die mit einem Diffraktionsgitter ausgerüstet sind. Das Diffraktionsgitter unterstützt die Ausrichtung der Pigmente im Magnetfeld. In den oben zitierten Druckschriften werden im Prinzip Farben und Verfahren beschrieben, bei denen durch die Kombination spezieller Pigmentaufbauten mit einem komplexen Verfahren einer magnetischen Ausrichtung der Pigmente flächige Farbmuster entstehen, die in Abhängigkeit der Betrachtungsrichtung einen farbigen Bewegungseffekt zeigen. Nachteilig ist hierbei ein recht komplexer Herstellungsprozess der Farbpigmente und eine schwierig einzustellende Ausrichtung der Farbpigmente im Druckprozess selbst.
Vorrichtungen zur Orientierung magnetisch orientierbarer Partikel in einer Farbe sind wiederum aus diversen Druckschriften bekannt:
EP 2 314 386 A1 offenbart ein Verfahren und Vorrichtungen zum Erzeugen optisch sichtbarer oder unsichtbarer Effekte in einer Beschichtung, die magnetische oder magnetisierbare Pigmente und/oder Partikel enthält, und zwar unter Einwirkung eines Magnetfeldes. Kennzeichnend für diese Effekte ist, dass der Effekt durch Magnetfeld erzeugende Vorrichtungen während des Maschinendurchlaufs durch eine Rotationsdruckmaschine direkt auf der auf dem Bedruckstoff befindlichen Schicht oder indirekt in der Schicht vor der Applikation auf den Bedruckstoff bewirkt wird. Als Magnetfeld erzeugende Einrichtung ist eine magnetisch beschreibbare Platte oder Folie vorgesehen, die auch einem Zylinder einer Druckmaschine aufspannbar sind. Ähnliches geht aus der DE 10 2004 035 866 A1 hervor.
DE 10 2005 019 919 A1 und US 8,263,191 beschreiben die Ausrichtung magnetischer farbiger Pigmente mit einer Vorrichtung, bei der auf eine fortlaufend magnetisierbare Druckform ein magnetisches Muster eingeschrieben wird. Diese Druckform wird mittels Bandtransport in direkten Kontakt mit dem Substrat gebracht, auf das die Farbe mit den magnetischen Pigmenten aufgebracht ist. Die Härtung erfolgt während der langen Kontaktzeit der ungehärteten Farben mit der Magnetisierungsvorrichtung.
Gemäß US 2012/0055355 A1 wird eine Ausrichtung von magnetisch orientierbaren Partikeln mittels mehrerer speziell konstruierter zylinderförmiger Magneten erzeugt, die unter einem Bogensubstrat rotieren und durch die Gestaltung der Magneten ein Muster in die Farbe einschreiben. WO 2005/002866 und US 2010/0040845 A1 beschreiben Magnete, die an der Oberfläche gefräst sind, um durch die entstehenden Feldlinienverläufe gezielt Muster in eine Farbe einzuschreiben. Bei der US 2010/0040845 A1 ist des Weiteren eine zusätzliche Magnetplatte mit einfacher Magnetisierung vorgesehen, deren fester Zusammenhalt mit der darüber befindlichen gefrästen Platte mittels eines speziellen Halters erzwungen wird.
EP 1 810 756 A2 und US 7,934,451 B2 beschreiben den Aufbau für eine magnetische Ausrichtung von Pigmenten in einer Farbe, wobei bei diesem Aufbau ein Zylinder mit unterschiedlich geformten Permanentmagneten an der Oberfläche belegt wird, die eine großflächige Ausrichtung von magnetisierbaren Pigmenten ergibt, die einen Farbkippeffekt zeigen. Die Form der Permanentmagneten kann als Logo, Zeichen oder Ziffer ausgeführt sein, nach der Ausrichtung und Härtung mit der Farbe mit den magnetisierbaren Pigmenten auf dem Zylinder zeigt sich ein Farbkippeffekt, der bei Verkippen des Elements über die Fläche des Elements wandert und dadurch einen Tiefeneffekt zeigt. Zur Betrachtung ist ein Verkippen des Elementes notwendig.
EP 1 493 590 A1 beschreibt eine Vorrichtung zur Magnetausrichtung über magnetische Platten, in deren Oberfläche Formen eingraviert sind. An den Kanten der Gravur entstehen Magnetfeldlinien, die die Ausrichtung der magnetisierbaren Pigmente in der Farbe bewirken. Die Herstellung der Platten mit der Gravur ist sehr aufwendig, der Effekt der Ausrichtung im direkten Kontakt ist nicht sehr deutlich. Die Feldlinien dringen hauptsächlich senkrecht in die Ebene ein und an den gefrästen Kanten entstehen scharfe Spitzen, die eine scharfe lokale Ausrichtung erzeugen, die wenig Tiefenwirkung zeigt. Dies wird auch in EP 1 810 756 A2 in Bezug auf die zitierte Druckschrift EP 1 493 590 A1 mit der Anwendung von magnetisierbaren Pigmenten mit Farbkippeffekt berichtet.
US 8,147,925 beschreibt eine Vorrichtung zur Ausrichtung magnetisierbarer Pigmente in Farben, die einen plattenförmigen Magneten umfasst. Dieser setzt sich aus zwei Plattenbereichen zusammen, die passgenau ineinander gefügt sind. Über den Magnetfeldplatten befindet sich eine Beschichtung, die magnetische Partikel beinhaltet. Es werden dabei Nord- und Südpole in einer horizontalen Ebene aneinandergereiht, und in der benachbarten Ebene sind die gegenteilig angeordneten Polaritäten vorhanden, sodass in der Vertikalen ebenfalls Nord- an Südpol stößt. Das somit erzielte einförmige Magnetfeld erzeugt eine Ausrichtung der Pigmente parallel zur Oberfläche. Die magnetischen Partikel in der Beschichtung werden entsprechend geordnet.
EP 2 433 798 A1 beschreibt die magnetische Ausrichtung einer Farbe in einer Druckmaschine, wobei die Farbe im Felde der magnetischen Ausrichtung gehärtet werden muss. Die Werkzeuge zur Härtung sind aus speziell geformten Permanentmagneten aufgebaut, die auf einem zylinderförmigen Körper befestigt sind. Die Härtung erfolgt über Kaltlicht-UV-Strahlung mittels LED-Technik.
Die bekannten Vorrichtungen zur Orientierung magnetisch orientierbarer Partikel in einer Farbe weisen immer noch diverse Nachteile auf, die es zu überwinden gilt. Im Allgemeinen ist die Ausrichtung der Pigmente schwierig einstellbar bzw. komplex, die Vorrichtungen sind teuer und die erzeugten Orientierungen sind unflexibel bzw. erlauben kaum eine kundenspezifische Individualisierung. Zudem ist die Druckgeschwindigkeit der Druckprozesse insgesamt durch die Arbeitsweise der Vorrichtungen zur Ausrichtung magnetisch orientierbarer Partikel oftmals recht langsam. Oft scheint es, dass der durch die Orientierung gewünschte sichtbare Effekt der Ausrichtung nicht erreicht wird, weswegen zusätzliche statische Elemente am Rande oder in direktem Kontakt mit der magnetisch orientierten Farbe stehend benötigt werden, um als Bezugskante zu dienen und den Effekt der Ausrichtung hinreichend erkennbar zu machen. Derartige zusätzlich notwendige Elemente erhöhen den Aufwand bei der Produktion und verringern die Flexibilität bei der Gestaltung von Sicherheitsmerkmalen, die mit derartigen Farben arbeiten.
Beschreibung der Erfindung
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik zu überwinden und eine verbesserte Vorrichtung zur Orientierung magnetisch orientierbarer Partikel in einer Farbe anzugeben. Die Erfindung soll vielfältige Ausführungsformen ermöglichen und somit Datenträger mit einer hohen Fälschungssicherheit individuell und reproduzierbar ausrüstbar machen. Ziel ist es dabei auch, eine Form der magnetischen Orientierung bzw. Ausrichtung zu erzeugen, die ohne spezielle Hilfsmittel mit dem Auge eindeutig zu erkennen ist, eine gute optische Tiefenwirkung zeigt und dabei mit so hoher Auflösung arbeitet, sodass die Ausrichtung auch für kleinflächige Ausführungen anwendbar ist. Die Ausrichtung mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung soll dabei in einem Endlosverfahren bei hohen Produktionsgeschwindigkeiten einsetzbar sein.
Diese Aufgabe wird gelöst durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Gemäß einem ersten Aspekt bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zur Orientierung magnetisch orientierbarer Partikel in einer Farbe. Die Vorrichtung weist einen ersten magnetischen Plattenkörper mit ebenen Oberflächen und mit einem ersten Magnetfeldmuster sowie mindestens einen zweiten magnetischen Plattenkörper mit ebenen Oberflächen und mit einem zweiten Magnetfeldmuster, das sich von dem ersten Magnetfeldmuster unterscheidet, auf, sodass bei der Orientierung der magnetisch orientierbaren Partikel in der Farbe diese Partikel gemäß den Feldlinien der Überlagerung der Magnetfeldmuster ausgerichtet werden.
Die Vorrichtung selbst kann dabei ein- oder mehrteilig ausgebildet sein. Verschiedene Bestandteile der Vorrichtung können einander benachbart bzw. im Prinzip am selben Ort oder entfernt voneinander vorgesehen sein. Die Vorrichtung selbst kann separat oder in Kombination mit anderen Vorrichtungen wie beispielsweise einer Druckmaschine vorgesehen sein.
Im Sinne der Erfindung ist der Begriff Farbe weitest möglich zu interpretieren. Im Wesentlichen handelt es sich dabei um ein hinreichend liquides Anstrichmittel, das im Rahmen von Druckprozessen eingesetzt werden kann. Die Farbe umfasst ein Bindemittelsystem, das im Bereich des sichtbaren Spektrums farblos oder farbgebend sein kann. In dieses Bindemittelsystem wird mindestens eine Sorte magnetisch orientierbarer Partikel bzw. Pigmente eingearbeitet, die zumeist grau-glänzend sind, aber auch selber mit einer farbgebenden Oberflächenbeschichtung ausgerüstet sein können. Zusätzlich zu den magnetisierbaren Pigmenten können farbgebende Pigmente in der Farbe enthalten sein, vorzugsweise Pigmente, die selber lichtdurchlässig sind und durch eine spezifische externe Anregung, wie beispielsweise UV-Strahlung, farbig aufleuchten oder durch Lichtinterferenz vor dem grau-glänzenden Hintergrund der magnetisierbaren Pigmente farbig erscheinen. Durch diesen Aufbau der Farbe können die darin befindlichen magnetisch orientierbaren bzw. dann orientierten Partikel einen optischen Effekt bei Betrachtung zeigen.
An die magnetisch orientierbaren Partikel sind keine besonderen Anforderungen zu stellen. Magnetisierbare Partikel sind herstellungsbedingt nicht perfekt sphärisch. Allerdings ist für die Ausführung der vorliegenden Erfindung in der Farbe bereits eine Mehrzahl nicht sphärischer magnetisierbarer Partikel ausreichend. Eine spezielle Beschichtung der magnetischen Partikel ist für die Ausrichtung mit der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung nicht notwendig. Aber selbstverständlich können aus dem Stand der Technik bekannte speziell beschichtete Partikel bzw. Pigmente ebenfalls verwendet werden. Die magnetisch orientierbaren Partikel gehören bevorzugt zur Stoffklasse ferromagnetischer Pigmente wie Kobalt, Nickel, Samarium, Eisen, der Oxide der genannten Stoffe und anderen Vertretern dieser Stoffklasse. Aber auch der Einsatz ferrimagnetischer Partikel ist grundsätzlich möglich.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist mindestens zwei der oben beschriebenen Plattenkörper auf, sie kann aber auch drei, vier, fünf oder mehr Plattenkörper aufweisen. Das im Folgenden Ausgesagte gilt prinzipiell für jeden dieser Plattenkörper. Ein Plattenkörper hat eine im Wesentlichen flächige Ausdehnung und ist bevorzugt einteilig ausgebildet, was einen einfachen Herstellungsprozess garantiert. Ein Plattenkörper ist magnetisch, das heißt er ist entweder dauerhaft magnetisch oder aber kann für die Anwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zeitweise entsprechend magnetisiert werden. Dabei hat es sich herausgestellt, dass die Verwendung von dauerhaft magnetischen Plattenkörpern technisch einfacher zu realisieren ist und zum Beispiel auf eine komplexe Steuerung von magnetischen Schreibköpfen zur Erzeugung temporärer Magnetfelder bzw. Muster verzichtet werden kann. Die Oberflächen der Plattenkörper sind eben ausgebildet. Das bedeutet, dass die Plattenkörper praktisch keine Einkerbungen oder Strukturierungen an ihrer Oberfläche aufweisen, jedenfalls definitiv nicht zum Zwecke der Erzeugung eines bestimmten Magnetfeldmusters. Dies gilt sowohl für die Oberseite als auch für die Unterseite des jeweiligen Plattenkörpers.
Der magnetische Plattenkörper erzeugt erfindungsgemäß ein Magnetfeldmuster. Die Verwendung des Begriffes Muster impliziert dabei eine gewisse Grundkomplexität des erzeugten Magnetfeldes. Als Magnetfeldmuster gilt insbesondere nicht eine simple Magnetisierung eines Plattenkörpers derart, dass die gesamte Oberseite des Plattenkörpers einen Nordpol und die Unterseite einen Südpol darstellt bzw. umgekehrt. Es sind also in jedem Falle mindestens zwei Nord- bzw. Südpole innerhalb eines Plattenkörpers realisiert. Dabei ist die Anordnung der Nord- bzw. Südpole so gewählt, dass jeweils gegenpolige Stücke aneinander angrenzen.
Erfindungsgemäß unterscheiden sich die Magnetfeldmuster wenigstens zweier magnetischer Plattenkörper voneinander. Dabei handelt es sich um einen Unterschied, der tatsächlich in dem Muster selbst und nicht nur in der Polung oder Stärke der Magnetfelder zu sehen ist. Betrachtet werden bei diesem Vergleich vielmehr die zum jeweiligen Plattenkörper gehörigen Magnetfeldlinien. Bei diesem Betrachtungswinkel wird unmittelbar klar, weshalb lediglich eine andere Polung kein anderes Magnetfeldmuster erzeugt, da bei der Betrachtung der Muster die Richtung der Magnetfeldlinien außer Acht gelassen wird. Ähnlich verhält es sich bei einer Variation der Stärke des Magnetfeldes. Diese allein schafft kein anderes Muster. Eine Drehung von an sich gleich gestalteten Plattenkörpern d. h. Plattenkörpern mit eigentlich identischer Magnetisierung erzeugt aber wiederum verglichen zur Ausgangsposition ein anderes d. h. unterschiedliches Magnetfeldmuster. Die Plattenkörper werden also raumfest zueinander betrachtet, so, wie sie auch in der erfindungsgemäßen Vorrichtung relativ zueinander orientiert sind. Dann erst werden die Magnetfeldmuster hinsichtlich ihrer Unterschiedlichkeit beurteilt. Die Plattenkörper sind also so beschaffen und/oder orientiert zueinander, dass sich die Magnetfeldmuster wenigstens zweier Plattenkörper voneinander unterscheiden.
Erfindungsgemäß sind die mindestens zwei Plattenkörper nun so angeordnet, dass bei der Orientierung der magnetisch orientierbaren Partikel in der Farbe diese Partikel gemäß beiden Magnetfeldmustern ausgerichtet werden. Bevorzugt wird nun durch die Anordnung wenigstens zweier magnetischer Plattenkörper ein resultierendes Magnetfeld erzeugt, und gemäß dieser Überlagerung werden die magnetisch orientierbaren Partikel in der Farbe bei Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgerichtet. In diesem Fall ist es bevorzugt so, dass die Magnetfelder der magnetischen Plattenkörper gleichzeitig auf die auszurichtenden magnetisch orientierbaren Partikel in der Farbe einwirken. Es liegt quasi auf der Hand, dass sich durch die Überlagerung verhältnismäßig einfacher Magnetfelder ein verhältnismäßig komplexes Gesamtmagnetfeld ergibt. Da Magnetfeldlinien immer geschlossen sind, lassen sich auf diese Weise sehr einfach diverse komplexe Geometrien bzw. Muster generieren, gemäß denen die magnetisch orientierbaren Partikel in der Farbe ausgerichtet werden.
Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung lassen sich weitere Ausrichtmuster dadurch erzielen, dass mit einer seriellen Anordnung magnetischer Plattenkörper in ein erstes erzeugtes Orientierungsmuster ein zweites Ausrichtungsmuster eingeschrieben wird. Es ergibt sich hierdurch die Möglichkeit, Gesamtmuster in der Farbe zu erzielen, die mit einer einzelnen Anordnung übereinanderliegender Platten nicht erzielt werden können, weil in einer singulären Anordnung an der Oberfläche immer geschlossene Magnetfeldlinien vorliegen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die mindestens zwei Plattenkörper übereinanderliegend auf derselben Seite bezüglich eines Substrates, das die Farbe mit den magnetisch orientierbaren Partikeln trägt, angeordnet. Die Orientierung der Plattenkörper muss dabei fix zueinander sein, um das generierte Magnetfeldmuster nicht während des Ausrichtungsprozesses zu verwischen. Dabei ist es beispielsweise möglich, die beiden Plattenköper mittels eines doppelseitigen Klebebandes aneinander zu befestigen. Es ist – anders als beim Stand der Technik – nicht notwendig, einen speziellen Halter zwecks fester Orientierung der Plattenkörper zueinander zu verwenden.
Gemäß einer alternativen Ausführungsform der Erfindung ist es aber auch möglich, dass die beiden Plattenkörper auf unterschiedlichen Seiten des Substrates, das die Farbe mit den magnetisch orientierbaren Partikeln trägt, angeordnet sind. Realisiert wird wiederum, dass die Partikel in den Magnetfeldern beider magnetischer Plattenkörper ausgerichtet werden. Dies kann wiederum gleichzeitig oder aber seriell erfolgen.
Erfindungsgemäß ist mindestens einer der Plattenkörper auf einem zylindrischen Trägerkörper vollständig umlaufend vorgesehen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Plattenkörper biegsam. Dies hat den Vorteil, dass die Plattenkörper auf vielfältige Weise in einen bestehenden Druckprozess bzw. in eine Druckmaschine integriert werden können. Beispielsweise ist es möglich, die Plattenkörper auf demzylindrischen Trägerkörper vorzusehen bzw. auf diesen aufzuspannen. Eine entsprechende Biegsamkeit ermöglicht das Aufspannen von vorgefertigten Plattenkörpern nach entsprechender Bemaßung auf zylindrische Trägerkörper unterschiedlichen Durchmessers.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist ein magnetischer Plattenkörper einen Kunststoff-gebundenen Magnetwerkstoff auf. Auf diese Weise ist es heute kommerziell möglich, die Formgebung von Magnetwerkstoffen durch Plastifizierung zu verbessern und damit die Formgebung insgesamt flexibel zu gestalten sowie die Fertigung von Serienstückzahlen zu rationalisieren. Beispielsweise werden heute polymergebundene Hartferrit- und auch NdFeB-Magnete in großen Stückzahlen auf speziellen Spritzgussmaschinen hergestellt. Die Verwendung von Elastomeren anstelle von Polymer als Binder führt zur Herstellung von gummiartigen, elastischen Magneten. Diese können entweder durch Extrudieren oder auch durch Kalandrieren hergestellt werden. Entsprechende Produkte existieren in einer großen Vielfalt am Markt und können kommerziell für eine erfindungsgemäße Vorrichtung zugekauft werden.
Zur Erzielung guter Ergebnisse bei der Orientierung magnetisch orientierbarer Partikel in einer Farbe sind keine großen Haftkräfte der Plattenkörper notwendig. Stattdessen bewegen sich die Haftkräfte F_Haft der Plattenkörper jeweils im Bereich 5 g/m² ≤ F_Haft ≤ 500 g/m², bevorzugt im Bereich 20 g/m² ≤ F_Haft ≤ 200 g/m². Dies ist überraschenderweise bereits für die Erzielung guter Gesamtausrichtungen vollkommen ausreichend.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Plattenkörper unterschiedlich dick. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Plattenkörper übereinanderliegend auf derselben Seite bezüglich des farbtragenden Substrates angeordnet sind. Dann ist es nämlich so, dass das Magnetfeld der weiter vom Substrat entfernt liegenden Platte den darüber befindlichen Plattenkörper natürlich noch durchdringen muss, um eine entsprechende Überlagerung der Magnetfelder im Bereich der magnetisch orientierbaren Partikel zu erzeugen. Da die Magnetfeldstärke im Wesentlichen linear mit der Stärke der Plattenkörper korreliert, ist es deshalb erfindungsgemäß so, dass die Dicke der Plattenkörper mit größerer Entfernung eines Plattenkörpers zum Substrat zunimmt. Der jeweilige Anteil der Feldlinienverteilungen an dem gesamten Magnetfeldmuster ist dabei so zu wählen, dass in jedem Fall jeder der Plattenkörper entsprechend zum gesamten Muster beiträgt. Es ist möglich, dass die Feldlinienverteilungen aller Plattenkörper in etwa gleichgewichtet sind, es ist aber auch möglich, dass einer oder mehrere der Plattenkörper lediglich einen untergeordneten Beitrag beispielsweise nur von ca. 10% zum Gesamtbild leisten. Die Dicke d der Plattenkörper bewegt sich dabei bevorzugt im Bereich 0,05 mm ≤ d ≤ 5 mm, besonders bevorzugt im Bereich 0,3 mm ≤ d ≤ 3 mm. Diese Plattendicken sind einfach herzustellen, bei entsprechender Materialwahl auch biegsam und deshalb auch einfach zu handhaben.
Wie oben bereits angedeutet, ist mindestens einer der Plattenkörper, bevorzugt alle Plattenkörper, erfindungsgemäß auf einem zylindrischen Trägerkörper vorgesehen. Dabei kann es sich um eine Rolle bzw. um eine Umlenkrolle handeln, die sich auf besonders einfache Weise in einen Druckprozess rotativer Art integrieren lässt. Dabei ist es bevorzugt so, dass das Substrat mit seiner Rückseite in direkten Kontakt mit einem der Plattenkörper auf dem zylindrischen Trägerkörper kommt. Die Größe dieses Kontaktbereiches kann durch einen Umschlingungswinkel α beschrieben werden. Die Größe dieses Umschlingungswinkels α ist dabei sehr flexibel wählbar und insbesondere auch an eine gewünschte Prozessgeschwindigkeit gut anpassbar. Es hat sich aber gezeigt, dass in den meisten Fällen Umschlingungswinkel α im Bereich 1° ≤ α ≤ 90°, bevorzugt 3° ≤ α ≤ 40°, höchst bevorzugt 3° ≤ 20° vollkommen ausreichend sind, um einen guten Ausrichtungseffekt zu erzielen. Die Ausrichtung der magnetisch orientierbaren Partikel in der Farbe erfolgt nämlich mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung sehr schnell und dauert typischerweise nur Zehntelsekunden. Die Anbringung der Plattenkörper auf einem zylindrischen Trägerkörper hat noch einen weiteren Vorteil: Nach erfolgter Ausrichtung ist es wichtig, das erzeugte Muster bei der Entfernung des Substrates mit der Farbe von den Plattenkörpern nicht wieder zu verwischen. Die Verwendung eines zylindrischen Trägerkörpers ermöglicht ein tangentiales Abheben des Substrates von dem zylindrischen Trägerkörper am Ende der Umschlingung, und das in der Farbe erzeugte Ausrichtmuster wird bei diesem Aufbau nicht verwischt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist zumindest eines der Magnetfeldmuster eines Plattenkörpers eine Periodizität auf. Unter Periodizität wird hierbei die regelmäßige Wiederholung eines Magnetfeldcharakteristikums entlang einer bestimmten Richtung verstanden. Maßgebliche Richtungen sind hierbei die durch das Substrat bzw. die Plattenkörper vorgegebenen Richtungen bzw. die zugehörige Fläche. Bei einer Überlagerung zweier Magnetfeldmuster mit jeweils einer Periodizität in unterschiedlichen Richtungen entsteht gemeinhin ein Gesamtmagnetfeldmuster mit einer Periodizität in zwei verschiedenen Dimensionen bzw. Richtungen innerhalb der Ebene der Magnetfeldplatten. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist mindestens einer der Plattenkörper streifenförmige Magnetisierungen mit Polarisierung in der Plattenkörperebene auf. Daraus resultiert ein entsprechend streifenförmiges Magnetfeldmuster. Bevorzugt ist es dabei so, dass die einzelnen Streifen durchgehend ausgebildet sind, das heißt entlang ihrer Hauptachse den gesamten Plattenkörper formen bzw. überdecken. Die einzelnen Streifen können dabei gleich breit oder aber unterschiedlich breit sein. Im einfachsten Fall sind die Streifen tatsächlich gerade bzw. linear, sie können aber auch z. B. gezackt oder gewellt ausgebildet sein. Linear ausgebildete Streifen sind wegen ihrer einfachen Herstellungsart bevorzugt. Dabei bewegt sich eine anwendungstechnisch relevante Breite der Streifen im Bereich von 0,05 mm bis 5 mm, vorzugsweise im Bereich zwischen 0,1 mm und 1 mm. Dabei ist es so, dass jeweils entgegengesetzte magnetische Pole benachbarter Streifen aufeinander treffen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Polarisierungen zweier Plattenkörper unterschiedlich zueinander orientiert, insbesondere um 45°, 90° oder 120° gedreht zueinander. Insbesondere bei einer Orientierung der Polarisation in der Plattenkörperebene lassen sich auf diese Weise sehr einfach regelmäßige zweidimensionale Muster der Magnetfeldlinien der Überlagerung erzeugen, deren Muster sich dann in der Art und Weise, wie die magnetisch orientierbaren Partikel in der Farbe ausgerichtet werden, wiederfinden lässt. Dabei ist es möglich, dass abgesehen von der Orientierung der Plattenkörper mindestens zwei der Plattenkörper ansonsten im Wesentlichen identisch zueinander sind.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist bei mindestens einem der Plattenkörper die magnetische Polarisierung senkrecht zum Plattenkörper und/oder in der Plattenkörperebene ausgerichtet.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist eine Abschirmplatte definierter Ausdehnung bzw. Form vorgesehen, sodass substratseitig das Magnetfeld wenigstens eines der Plattenkörper durch die Abschirmplatte abgeschirmt wird. Diese Abschirmung kann ganz oder teilweise erfolgen (Abschwächung). Die Abschirmplatte kann z. B. zwischen einander benachbarten Plattenkörpern oder oberhalb aller Plattenkörper d. h. substratnah vorgesehen sein. Es ist möglich, die Abschirmplatte mit einer oder mehreren Aussparungen zu versehen, sodass Zonen im Bereich der Aussparungen magnetisch ungestört sind, in den abgedeckten Bereichen aber Magnetfelder mindestens eines der Plattenkörper unterdrückt werden. Abschirmungsbereiche oder Aussparungsbereiche können beispielsweise als geometrische Formen, Ziffern, Buchstaben oder auch Firmenlogos ausgeführt sein und tragen so zu einer Individualisierung von Datenträgern bei. Bei der Abschirmplatte kann es sich zum Beispiel um eine Abschirmfolie handeln, die zum Beispiel ein Mu-Metall aufweist. Hierbei handelt es sich um eine Ni-Fe-Legierung zur Abschirmung von Magnetfeldern. Typische Materialstärken solcher Abschirmfolien liegen im Bereich von 0,05 mm bis 1,0 mm, vorzugsweise im Bereich von 0,1 mm bis 0,4 mm. In den genannten Stärken sind die Folien flexibel und können deshalb auf einfache Weise mit biegsamen Plattenkörpern kombiniert werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Orientierung magnetisch orientierbarer Partikel eine Trocknungseinheit, mit deren Hilfe die Orientierung der magnetisch ausgerichteten Partikel in der Farbe fixiert werden kann. Die Trocknungseinheit kann dabei so angeordnet sein, dass eine Trocknung bereits dann stattfindet, wenn sich die magnetisch orientierbaren Partikel noch im Einwirkbereich der Ausrichtvorrichtung befinden. Es ist aber auch möglich, dass sich die Trocknungseinheit entfernt von der eigentlichen Ausrichteinheit mit den Plattenkörpern befindet, sodass der Trocknungsprozess erst dann durchgeführt wird, wenn die Ausrichtung der magnetisch orientierbaren Partikel bereits abgeschlossen ist bzw. ein Substrat mit der noch nassen Farbschicht zur Trocknungseinheit weitertransportiert wurde. Ausrichtungseinheit und Trocknungseinheit können also entweder gleichzeitig oder seriell arbeiten und können auch entsprechend in der erfindungsgemäßen Vorrichtung angeordnet sein. Die Trocknungseinheit kann dabei auf unterschiedliche Weise arbeiten, z. B. thermisch, mikrowelleninduziert, über IR-Strahlung, Elektronenstrahlhärtung, UV-Härtung etc.. Bevorzugt arbeitet die Trocknungseinheit auf Basis von UV-Strahlungshärtung.
Insgesamt sind strahlungshärtende Farben bevorzugt, die als sogenanntes 100%-System trocknen. Bei Einsatz von Farben, bei denen beim Trocknen Lösemittel oder Wasser aus der Farbe entfernt werden müssen, kommt es durch diese Stoffmigration zu Verwirbelungen in der zu trocknenden Farbe, die die Ausrichtung der magnetisierbaren Pigmente reduzieren und die optische Wirkung der Ausrichtung zerstören können. Daher ist der Einsatz derartiger Farben vorzugsweise mit einer gleichzeitigen Trocknung und Ausrichtung zu kombinieren. Strahlungshärtende Farben haben insgesamt gegenüber thermisch trocknenden Farben aber in jedem Fall einen Vorteil und sollten daher vorzugsweise mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung eingesetzt werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung bezieht sich diese auf eine Druckmaschine mit einer Vorrichtung zur Orientierung magnetisch orientierbarer Partikel in einer Farbe. Die Vorrichtung zur Orientierung magnetisch orientierbarer Partikel in einer Farbe ist dabei wie oben eingehender beschrieben ausgebildet. Zumindest die Merkmale gemäß Patentanspruch 1 betreffend die Vorrichtung zur Orientierung magnetisch orientierbarer Partikel in einer Farbe müssen verwirklicht sein, andere Merkmalsverwirklichungen sind fakultativ. An die Druckmaschine selber sind keine speziellen Anforderungen zu stellen, es kann sich um jede gängige Art von Druckmaschine handeln. Dies liegt daran, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Orientierung magnetisch orientierbarer Partikel in einer Farbe sehr universell einsetzbar ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung bezieht sich diese auf ein Druckverfahren, insbesondere auf ein rotativ arbeitendes Druckverfahren auf Rolle oder Bogen, bei dem eine Orientierung magnetisch orientierbarer Partikel in einer Farbe mittels einer Vorrichtung zur Orientierung magnetisch orientierbarer Partikel in einer Farbe wie oben allgemein beschrieben vorgenommen wird. Das Neue und Erfinderische an dem beanspruchten Druckverfahren ist also in dem Ausrichtungs- bzw. Orientierungsschritt zu sehen, bei dem die erfinderische Vorrichtung zur Orientierung magnetisch orientierbarer Partikel in einer Farbe eingesetzt wird.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Druckverfahrens wird die magnetisch orientierbare Farbe im Siebdruckverfahren aufgetragen. Bevorzugt wird in diesem Falle zur Härtung der magnetisch orientierbaren Farbe ein Strahlungshärtungsverfahren eingesetzt. Das Siebdruckverfahren hat den Vorteil, dass die notwendige Schichtdicke der Farbe mit den magnetisch orientierbaren Partikeln sehr einfach generiert werden kann; typische Schichtdicken liegen zwischen 1 μm und 40 μm, vorzugsweise zwischen 5 μm und 20 μm.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Druckverfahrens wird bei dem Druckverfahren eine Registrierung der magnetischen Orientierung zum Vordruck auf einem Substrat mittels Passermarken, die in der magnetischen Orientierung erzeugt werden, erzielt. Eine derartige Registrierung ermöglicht es beispielsweise, ein wie zuvor beschriebenes erfindungsgemäßes Ausrichten der magnetisch orientierbaren Pigmente in der Farbe innerhalb der Kontur eines Firmenlogos, das mittels einer ausgesparten Abschirmplatte oberhalb der flächigen Magnetplatten erzeugt wird, auf die Fläche zu positionieren, auf der die magnetisch orientierbare Farbe gedruckt ist. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Druckverfahrens wird mindestens ein weiteres gedrucktes Sicherheitsmerkmal oberhalb oder unterhalb der magnetisch orientierbaren oder orientierten Farbschicht angebracht, sodass sich ein kombinierter Sicherheitseffekt ergibt. Die Art des zusätzlichen gedruckten Sicherheitsmerkmales ist dabei im Prinzip frei wählbar, es kann sich beispielsweise um thermochrome Farbe oder UV-fluoreszierende Farbe oder Mikrodruck handeln.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Druckverfahrens sind der Farbe neben den magnetisch orientierbaren Partikeln zusätzlich nicht magnetisch orientierbare Spezialpigmente zur Erzielung eines kombinierten Sicherheitseffektes beigefügt. Bei diesen nicht magnetisch orientierbaren Partikeln bzw. Spezialpigmenten kann es sich z. B. um Farbeffekt-Pigmente („colour shift”-Farbe), thermochrome Pigmente oder UV-fluoreszierende Pigmente handeln.
Ein Datenträger kann mit dem oben beschriebenen Druckverfahren hergestellt werden. Das Druckverfahren beinhaltet dann also einen Ausrichtungsschritt unter Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Orientierung magnetisch orientierbarer Partikel in einer Farbe.
Dabei weist der Datenträger eine Farbschicht mit magnetisch orientierten Partikeln auf, die ein Muster bilden, wobei dieses Muster eine Periodizität in zwei verschiedenen Dimensionen des Datenträgers aufweist. Der Datenträger ist dabei im Wesentlichen flächig, sodass die beiden angesprochenen Dimensionen des Datenträgers eine Fläche aufspannen. Die Periodizität in zwei verschiedenen Dimensionen bzw. Richtungen des Datenträgers ist dabei bevorzugt entlang zueinander orthogonalen Richtungen bzw. Dimensionen gegeben, jedoch auch andere Winkelungen der beiden Richtungen der Periodizität sind denkbar.
Der Datenträger kann wenigstens eines der folgend aufgeführten Sicherheitsmerkmale aufweisen: Hologrammfolie, Farbkippeffekt, Guillochendruck, Stahlstichtiefdruck, Mikrotiefdruck, UV-Fluoreszenz, Fasereinarbeitung, Sicherheitsfaden, Wasserzeichen. Dies führt durch die Kombination verschiedener Sicherheitsmerkmale miteinander zu einer insgesamt weiter erhöhten Sicherheit des erfindungsgemäßen Datenträgers.
Die Erfindung wird noch besser verstanden werden unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren. Dabei zeigen:
1: zeigt einen ersten magnetischen Plattenkörper zur Ausrichtung von magnetisch orientierbaren Partikeln in einer Farbe und ein daraus resultierendes Magnetfeldmuster in schematischer Darstellung;
2: illustriert zwei übereinander angeordnete magnetische Plattenkörper und das dadurch erzielte Magnetfeldmuster in schematischer Darstellung;
3: illustriert eine Anordnung von drei magnetischen Plattenkörpern übereinander und das daraus resultierende Magnetfeldmuster in schematischer Darstellung;
4: zeigt Aufnahmen von Magnetfeldlinienmustern aus Versuchen;
5: illustriert den Einsatz einer Abschirmplatte und den dadurch erzielten Effekt in schematischer Darstellung;
6: illustriert einen weiteren mit einer Abschirmplatte erzielbaren Effekt in schematischer Darstellung;
7: zeigt einen Datenträger mit einem aufgedruckten Sicherheitselement in schematischer Darstellung;
8: zeigt einen weiteren Datenträger mit mehreren Sicherheitselementen in schematischer Darstellung;
9: zeigt einen weiteren Datenträger mit mehreren Sicherheitselementen in schematischer Darstellung;
10: zeigt einen Datenträger mit mehreren Sicherheitselementen in schematischer Darstellung;
11: illustriert Elemente eines erfindungsgemäßen Druckverfahrens in schematischer Darstellung, wobei eine ebene Ausrichteinheit verwendet wird; und
12: illustriert Elemente eines erfindungsgemäßen Druckverfahrens in schematischer Darstellung unter Verwendung einer auf einen zylindrischen Körper aufgebrachten Ausrichteinheit.
Die in den nachfolgenden Figuren gezeigten Darstellungen sind allesamt Skizzen, die weder hinsichtlich ihrer Dimension, noch hinsichtlich ihrer Perspektive exakt sind. Stattdessen soll lediglich das Prinzip der Erfindung verdeutlicht werden.
1 zeigt exemplarisch einen ersten magnetischen Plattenkörper, der in der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Orientierung von magnetisch orientierbaren Partikeln eingesetzt werden kann. Der Plattenkörper 20 verfügt über eine Dicke d und ist aus mehreren nebeneinanderliegenden Magnetstreifen der Breite b aufgebaut. Dabei treffen jeweils entgegengesetzte magnetische Pole aufeinander (N-S-N-S-N-S). Die Breite b der einzelnen Magnetstreifen bewegt sich typischerweise im Bereich zwischen 0,05 mm und 5 mm, vorzugsweise zwischen 0,1 mm und 1 mm. Die Magnetstreifen können innerhalb des magnetischen Plattenkörpers 20 gleich breit oder unterschiedlich breit ausfallen. Die Streifenbreite b wirkt sich direkt auf die magnetische Ausrichtung der magnetisch orientierbaren Partikel in der Farbe aus, sie stellt somit einen Parameter dar, mit dessen Hilfe das endgültige Muster in der Farbe beeinflusst werden kann.
Bei Verwendung des magnetischen Plattenkörpers 20 zur Ausrichtung von magnetisch orientierbaren Partikel ergibt sich das Muster, das in 1b) schematisch dargestellt ist. Die magnetisch orientierbaren Partikel, beispielsweise ferromagnetische Partikel, orientieren sich entlang der Magnetfeldlinien und werden gemäß den Feldstärkegradienten zu den Bereichen hoher Feldstärken hin konzentriert. Genauer richten sich die Achsen von nichtsphärischen magnetisierbaren Partikeln in der Farbe parallel zu den Magnetfeldlinien aus. In den Bereichen niedriger Feldstärken entsteht eine Verarmung an Partikeln. Die Kombination von Ausrichtung und Migration ergibt eine richtungsabhängige Reflektion mit Intensitätsmaxima in den Bereichen hoher Pigmentkonzentration, die insgesamt für einen Betrachter eine dreidimensionale Erscheinung mit realer Tiefe zeigt und in dieser Form so nicht kopiert werden kann.
Die Verteilung der höchsten Feldstärken erfolgt entlang der Stoßkanten der Magnetbänder in dem Plattenkörper 20 an den Übergängen der nord-südmagnetisierten Polarität. Demzufolge ordnen sich die Partikel entlang dieser Kanten an. Die Dichtemaxima der Partikel in der Farbe 11 haben somit dieselbe Periodizität und denselben Abstand b wie die Magnetstreifen in dem magnetischen Plattenkörper 20.
2 illustriert in schematischer Darstellung eine Ausführungsform der Erfindung unter Verwendung von zwei übereinander angeordneten magnetischen Plattenkörpern 20 und 21. Im dargestellten Fall sind die Magnetstreifen des oberen Plattenkörpers 21 senkrecht zu den Streifen des unteren Plattenkörpers 20 angeordnet. Natürlich sind auch andere Winkelstellungen möglich. Bei der dargestellten 90°-Anordnung ergibt sich für das resultierende Magnetfeldmuster bzw. Ausrichtungsmuster ein rautenförmiges Aussehen, das in 2b) schematisch dargestellt ist. Bei gleicher Anordnung und Geometrie der Streifen in den Plattenkörpern 20 und 21 erzielt man bei einer 90°-Anordnung ein quadratisches Ausrichtungsmuster, wenn an der Oberfläche der Plattenanordnung die miteinander überlappenden Magnetfelder der einzelnen Plattenkörper 20 und 21 gleich stark sind. Diese Einstellung kann durch unterschiedliche Dicken d unter der Annahme gleicher Materialien oder durch den Einsatz verschiedener Materialien für die magnetischen Plattenkörper 20 bzw. 21 erzielt werden. Typische Dicken d der Plattenkörper bewegen sich im Bereich 0,05 mm bis 5 mm, bevorzugt im Bereich von 0,3 mm bis 3 mm. Typische Haftkräfte geeigneter Plattenmaterialien liegen zwischen 5 g/m² bis 500 g/m², vorzugsweise zwischen 20 g/m² bis 200 g/m². Die Haftkraft des unten befindlichen Plattenkörpers 20 muss dabei höher sein als die Haftkraft des weiter oben angeordneten Plattenkörpers 21, wenn an der Oberfläche der gesamten Ausrichteinheit gleiche Beiträge an Magnetfeldlinien der beiden Plattenkörper überlappen sollen. Dies kann wiederum durch den Einsatz von magnetischen Plattenkörpern unterschiedlicher Stärke realisiert werden.
Die magnetischen Plattenkörper 20 und 21 selbst werden über ein doppelseitiges Klebeband oder über eine klebende Rückseitenbeschichtung der zuoberst liegenden Platte 21 miteinander verbunden und ergeben so einen flexiblen Verbund. Dieser Gesamtverbund kann wiederum mittels einer Klebeschicht auf der Rückseite des unteren Plattenkörpers 20 oder mit einem doppelseitig klebenden Band beispielsweise auf einem Trägerkörper, insbesondere einem zylindrischen Trägerkörpern befestigt werden. Bei dem gewählten Beispiel bestehen die magnetischen Plattenkörper aus biegsamen Elastomer-Ferritplatten, die kommerziell erworben werden können.
3 zeigt in schematischer Darstellung eine Übereinanderschichtung von insgesamt drei magnetischen Plattenkörpern 20, 21 und 22. Diese sind gemäß unterschiedlicher Winkel zueinander positioniert. Dabei können durch eine Variation der Magnetstreifenbreiten in den einzelnen Plattenkörpern 20, 21 und 22 und/oder durch Änderung der Winkel zwischen den Platten unterschiedliche Feldlinienverteilungen auf der Oberseite der gesamten Anordnung erhalten. In 3b) ist nur eines von vielen möglichen Magnetfeldmustern dargestellt, das man mit einer Dreiplattenanordnung einstellen kann. Die Plattenkörper 20, 21 und 22 sind parallel zueinander im Raum orientiert, aber die Hauptachsen der magnetischen Polarisierung unterscheiden sich voneinander.
4 zeigt Aufnahmen von magnetisch orientierbaren Partikeln in einer Farbschicht, die mit einer Vielzahl von übereinander angebrachten magnetischen Plattenkörpern erzielt worden sind. Auch bei dieser einfach flächigen und schwarz-weißen Aufnahme ist deutlich die erzielte Strukturierung zu erkennen, und es können Rückschlüsse auf das zugrundeliegende überlagerte Gesamtmagnetfeld der Plattenanordnungen gezogen werden. In allen dargestellten Fällen zeigt sich eine Periodizität des Strukturierungsmusters innerhalb der Fläche, das heißt in beiden Dimension der aufgespannten Fläche der Fotos. In 4a) erstrecken sich in y-Richtung gewellte Streifen, deren linke Front planar ist und deren rechte Front gewellt ist. In x-Richtung alternieren Bereiche hoher und niedriger Feldlinienstärke, und helle Streifen mit Intensitätsmaxima sind zusätzlich gegeneinander versetzt, sodass ein Wellenberg auf ein Wellental und wiederum auf einen Wellenberg folgt. 4b) zeigt exemplarisch quasi elliptische Anordnungen in der Fläche, wobei die Ellipsenbrennpunkte benachbarter Ellipsen schräg in der x-y-Ebene angeordnet sind. 4c) zeigt exemplarisch ein Rautenmuster mit nahezu quadratischen Rauten.
5 und 6 zeigen exemplarisch eine Vorrichtung zur Orientierung magnetisch orientierbarer Partikel in einer Farbe unter Verwendung eines Abschirmkörpers 23. Die Darstellungen in den 5 und 6 sind rein schematisch, d. h. weder maßstabsgetreu noch anzahlgetreu, was die Zahl von Magnetfeldstreifen und Mustern bzw. Intensitätsmaxima und -minima der Magnetfeldlinienmuster betrifft. Im gezeigten Beispiel besteht der Abschirmkörper 23 aus einer Abschirmfolie 23. Diese ist aus einem Mu-Metall gefertigt und kommerziell in unterschiedlichen Schichtdicken erhältlich. Für die erfindungsgemäße Anwendung werden typischerweise Abschirmfolien 23 mit Materialstärken von 0,05 mm bis 1,0 mm, vorzugsweise von 0,1 mm bis 0,4 mm verwendet. In diesen Stärken sind die Abschirmfolien 23 flexibel und können gemeinsam mit den magnetischen Plattenkörpern auch auf beispielsweise zylinderförmigen Trägerkörpern befestigt werden. Je nach Stärke der Abschirmung werden die Feldlinien von unterhalb angeordneten magnetischen Plattenkörpern vollständig abgeschirmt oder nur abgeschwächt. Entsprechend verändern sich die Feldlinienverteilungen der überlagerten Felder an der Oberfläche der Gesamtkörper bzw. Plattenanordnung.
Bei der in 5 gezeigten Vorrichtung ist eine Abschirmplatte 23 oberhalb der beiden magnetischen Plattenkörper 20 und 21 angebracht. Der Abschirmkörper 23 verfügt über eine rautenförmige Aussparung 24. Dabei ist die Form der Raute nur eines von beliebig vielen Beispielen. Durch die Aussparung 24 hindurch können die Magnetfelder der Plattenkörper 20 und 21 ungehindert wirken und ihr charakteristisches Gesamtmagnetfeld aufbauen, demgemäß magnetisch orientierbare Partikel in einer Farbe angeordnet werden können. In dem Bereich 26 der Abschirmplatte 23 ist hingegen die Abschirmwirkung hinsichtlich aller darunter liegenden Plattenkörper 20 und 21 praktisch vollständig. 5b) illustriert das mit der in 5a) gezeigten Anordnung erzeugte Gesamtmagnetfeld bzw. Magnetfeldmuster 25. Dieses tritt innerhalb des rautenförmigen Bereiches 24' zutage und ist aufgrund der orthogonalen Orientierung der Polarisierung der magnetischen Hauptachsen der beiden Plattenkörper 20 und 21 schachbrettartig angelegt. Im Bereich 26 hingegen erfolgt keinerlei Ausrichtung bzw. Orientierung von magnetisch orientierbaren Partikeln.
6 zeigt eine weitere Realisierungsform für eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Orientierung magnetisch orientierbarer Partikel, die ebenfalls eine Abschirmfolie 23 verwendet. In dem in 6 gezeigten Beispiel befindet sich diese Abschirmfolie 23 allerdings zwischen den beiden magnetischen Plattenkörpern 20 und 21. Die Abschirmfolie 23 verfügt wiederum über eine rautenförmige Aussparung 24. Wirkt nun diese Vorrichtung auf einen Datenträger mit noch nasser magnetisch orientierbarer Farbe ein, der oberhalb der gesamten Vorrichtung in einen Einwirkbereich der Vorrichtung gebracht wird, so ergeben sich die in 6b) bzw. c) gezeigten Magnetfelder. 6b) illustriert den Fall, dass die Abschirmfolie 23 die darunter befindlichen Magnetfelder des Plattenkörpers 20 vollständig abschirmt. Im Bereich der Raute 24' wirken abschirmungsfrei beide Magnetfelder beider Plattenkörper 20 und 21 zusammen und bilden wiederum ein schachbrettartiges Feldlinienmuster aus. Im Bereich 26 hingegen sorgt nur das Magnetfeld des oberen Plattenkörpers 21 für eine Ausrichtung magnetisch orientierbarer Partikel in der Farbe, und es ergeben sich lineare Maxima ohne überlagertes Muster. In 6c) ist die Situation ähnlich, allerdings ist hier die Abschirmung durch die Abschirmfolie 23 nicht vollständig, sodass auch unterhalb des geschlossenen Bereiches der Abschirmfolie 23 liegende Magnetfelder des Plattenkörpers 20 zum Gesamtmagnetfeld einen gewissen Beitrag leisten. Dies ist durch die Unschärfe in den Magnetfeldlinien im Bereich 26 des dargestellten Gesamtmagnetfeldes angedeutet.
7 zeigt exemplarisch einen Datenträger 10, der ein darauf angebrachtes Sicherheitselement 11 trägt. Das Sicherheitselement 11 wurde beim Druck mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Orientierung magnetisch orientierbarer Partikel behandelt und die darin befindlich magnetisch orientierbaren Partikel wurden entsprechend ausgerichtet. Das Element 11 trägt deshalb ein entsprechend eingefrorenes Muster und eine sichtbare Dreidimensionalität. Der Datenträger 10 ist des Weiteren mit einem zusätzlichen Sicherheitselement 12 ausgerüstet, zum Beispiel einem mit Hitze und Druck aufgebrachten Hologrammstreifen. Der Druck des Sicherheitselementes 11 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel von 7 vollflächig geschlossen ausgeführt. Er kann direkt auf das Substrat 14 oder auf einen vorher aufgedruckten Primer 15 aufgedruckt sein (jeweilige Alternativen 7a) bzw. b), wobei der Primer Unebenheiten in der Substratoberfläche ausfüllt. In 7c) ist ein Schnitt durch den Datenträger 10 in 7b) entlang der Linie Z-Z dargestellt. Der unter dem Sicherheitselement 11 liegende Primer 15 ist dabei gut zu erkennen. Es versteht sich, dass eine vorhergehende Bedruckung des Substrates 14 mit einer Primerschicht 15 auch bei allen weiteren im Folgenden beschriebenen erfindungsgemäßen Ausführungsvarianten verwendet werden kann, auch wenn dies in den folgenden Beispielen nicht eigens aufgeführt wird.
Die 8 und 9 zeigen jeweils einen Datenträger 10, der mit einer Kombination aus dem Sicherheitselement 11 mit magnetisch orientierten Partikeln und einem weiteren oberhalb davon aufgedruckten Sicherheitselement 13 ausgerüstet ist. Bei diesem weiteren Sicherheitselement 13 kann es sich beispielsweise um eine thermochrome Farbe handeln, die bei Raumtemperatur opak ist und oberhalb der Aktivierungstemperatur transparent wird. Durch den Überdruck mit dem Sicherheitselement 13 wird die unterhalb liegende magnetisch orientierte Schicht nur oberhalb der Aktivierungstemperatur der thermochromen Farbe sichtbar. Bei dieser Wahl der Überdrucksituation lassen sich Designkombinationen erzielen, die die Wiedererkennung und damit auch die Absicherung eines Wertdokumentes bzw. Datenträgers 10 gegen Fälschungsangriffe erhöhen.
9 zeigt ein Ausführungsbeispiel, in dem ein oben liegendes Sicherheitselement 13 die magnetisch orientierte Schicht 11 mindestens vollständig abdeckt oder an den Kanten überdeckt. Die Schicht 13 weist beispielhaft eine Aussparung eines Buchstabens auf. Die Aussparung kann in Form von Ziffern, Buchstaben oder auch von geometrischen Formen wie Firmenlogos erfolgen. Bei Wahl einer thermochromen Farbe für das Sicherheitselement 13 ist die Farbe 11 in Abhängigkeit der Betrachtungstemperatur nur in der Aussparung oder ganzflächig zu sehen. In 9b) wird ein Schnitt entlang der Linie Z-Z durch den Datenträger 10 gezeigt, um den Aufbau weiter zu erläutern.
Die Ausführungsbeispiele in den 8 und 9 wurden anhand der Verwendung einer thermochromen Farbe als zusätzliches Sicherheitselement 13 erläutert. Anstelle oder zusätzlich zur thermochromen Farbe können auch andere Absicherungsmerkmale verwendet werden. So können bei Überdruck- und Unterdrucksituationen auch zum Beispiel UV-fluoreszierende Pigmente, IR-reaktive Stoffe, anti-Stokes Farben etc. genauso die Fälschungssicherheit erhöhen wie auch beispielsweise eine Kombination mit Merkmalsstoffen, die nur forensisch nachzuweisen sind. Hier seien exemplarisch DNA-Marker, optische Mikrotaggants und andere genannt.
Neben dem Drucken weiterer Absicherungsmerkmale 13 ober- oder unterhalb eines erfindungsgemäßen Sicherheitselementes 11 besteht auch die Möglichkeit, nichtmagnetisch orientierbare Spezialpigmente direkt in die magnetisch orientierbare Farbe einzuarbeiten. Interessant ist beispielsweise die Zumischung von farbkippenden Pigmenten zur magnetisch orientierbaren Farbe, die selber keinerlei Reaktion auf Magnetfelder zeigen, weil dadurch die Erkennbarkeit eines Sicherheitselementes bei verschiedenen Beleuchtungen erhöht wird.
10 zeigt einen exemplarischen Datenträger 10, auf den ein Sicherheitselement 11 mit Aussparungen, dargestellt am Beispiel eines Buchstabens A, gedruckt ist. Diese Ausführungsvariante ermöglicht es, Elemente unterhalb des Sicherheitselementes 11 auf dem Datenträger 10 zu sehen. Als Beispiel für derartige Elemente seien Mikrodruck (angedeutet durch die Lupe in 10b) oder fluoreszierender Druck direkt auf dem Datenträger 10 aufgeführt. Auch durch diese Kombination von Sicherheitsmerkmalen ergibt sich insgesamt eine Erhöhung der Fälschungssicherheit des Datenträgers 10.
Um eine industrielle Fertigung der Sicherheitsmerkmale zu ermöglichen, wird die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Orientierung magnetisch orientierbarer Partikel in einer Farbe in einen Druckprozess bzw. in eine Druckmaschine integriert, sodass eine kontinuierlich laufende Produktion ermöglicht werden kann. Die 11 und 12 zeigen exemplarisch die Integration der erfindungsgemäßen Vorrichtung in eine Druckmaschine bzw. einen Druckprozess.
11a) zeigt eine erste Anordnung, in der eine Farbe 11 mit magnetisch orientierbaren Partikeln aus einer Farbwanne 31 mittels eines Zylinders 30 auf ein Substrat 14 gedruckt wird. Das Substrat 14 liegt in dieser Ausführungsvariante im Bogenformat vor. Das Druckverfahren ist dabei grundsätzlich frei wählbar. Offset-, Flexo-, Rotationstief-, Buch-, Rotationssieb- und Flachbettsiebdruck seien beispielhaft genannt. Nach Aufdruck der Farbe 11 auf das Substrat 14 wird dieses zu einer Ausrichtvorrichtung 40 weiter transportiert. Dabei wird in den 11a) bis 11c) exemplarisch nur eine Ausrichtvorrichtung (40) gezeigt, es können aber natürlich auch mehrere Ausrichtvorrichtungen (40) gleichen oder verschiedenen Typs vorgesehen sein. Im gezeigten Beispiel kommt es zum Kontakt zwischen der Rückseite des Substrates 14 mit der Ausrichtvorrichtung 40. Die Ausrichtvorrichtung 40 ist insgesamt planar und besteht aus zwei übereinander liegenden Plattenkörpern 20 und 21. Die flüssige Farbe 11 wird durch das resultierende Magnetfeld an der Oberfläche der Ausrichtvorrichtung 40 orientiert. Im Fall des in 11 dargestellten Bogendrucks kann beim Ausrichten der Bogen 14 auf der Ausrichtvorrichtung 40 zum Stillstand kommen, oder aber die Ausrichtvorrichtung 40 wird mit der Geschwindigkeit des Substrates 14 mitbewegt, sodass zwischen beiden keine Relativgeschwindigkeit auftritt. Das Auftreten einer solchen Relativgeschwindigkeit muss nämlich verhindert werden, um das Orientierungsmuster in der Farbe 11 nicht zu verwischen. Die Härtung der Farbe 11 erfolgt gemäß 11a) während des Kontaktes des Substrates 14 mit der Ausrichtungsvorrichtung 40. Die Aushärtung selbst kann beispielsweise thermisch, mit Strahlungshärtung oder auch oxidativ erfolgen. Gekoppelte Härtungsverfahren sind ebenfalls denkbar.
Gemäß der Ausführungsvariante in 11b) erfolgt die Härtung nicht während des Kontaktes des Substrats 14 mit der Ausrichtvorrichtung 40, sondern zu einem späteren Zeitpunkt in der Prozessführung. Bei einer solchen Integration einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in einen Druckprozess muss strikt darauf geachtet werden, dass die Ausrichtvorrichtung 40 senkrecht nach unten von dem Substrat 14 mit der zu trocknenden Farbe 11 entfernt wird (angedeutet durch den Doppelpfeil in der Skizze), um das Orientierungsmuster nicht bei der Trennung von der Ausrichtvorrichtung wieder zu zerstören. Dieser Punkt ist natürlich unkritischer, wenn eine Trocknung der Farbe 11 noch während des Kontaktes mit der Ausrichtvorrichtung 40 erfolgt.
Gemäß der Ausführungsvariante in 11c) erfolgen Ausrichtung und Härtung wiederum separat bzw. sequentiell. Verglichen mit der Ausführungsvariante in 11b) ist jedoch eine etwas abgewandelte Ausrichtvorrichtung 40 vorgesehen. Die gezeigte Ausrichtungsvorrichtung 40 ist im gezeigten Beispiel in 11c) mehrteilig ausgebildet und gliedert sich in einen oberen Plattenkörper 22 und zwei untere Plattenkörper 20 und 21. Natürlich wäre es bei der in 11c) dargestellten Ausführungsvariante auch möglich, dass die Ausrichtvorrichtung 40 insgesamt lediglich zwei Plattenkörper 20 und 22 aufweist, die zu verschiedenen Seiten des Substrates 14 vorgesehen sind. Das Substrat 14 mit der noch feuchten Farbe 11 wird zwischen oberem und unterem Bestandteil der Vorrichtung 40 hindurchgeführt. Dabei ist wiederum strikt darauf zu achten, dass beide Bestandteile der Ausrichtvorrichtung 40 nach erfolgter Ausrichtung senkrecht zu dem Substrat 14 entfernt werden, was durch die beiden Doppelpfeile in 11c) angedeutet ist. Des Weiteren ist es so, dass ein Kontakt zwischen dem Substrat-oberseitig angeordneten Plattenkörper 22 und der noch feuchten Farbe 11 bevorzugt vermieden wird, um ein Verwischen zu verhindern. Umgekehrt ist der Abstand zwischen dem oberen Plattenkörper 22 und der Farbe 11 jedoch so gering wie möglich zu wählen, um eine bestmögliche Einwirkung des Magnetfeldes des magnetischen Plattenkörpers 22 auf die magnetisch orientierbaren Partikeln in der Farbe 11 zu gewährleisten.
Insgesamt vorteilhaft ist sowohl für eine Prozessführung im Bogendruck als auch im Rollendruck die Wahl eines UV-härtenden Siebdruckverfahrens zur Aufbringung der Farbe mit magnetisch orientierbaren Partikeln. Mit dieser Drucktechnik können die notwendigen Schichtstärken (Schichtstärken zwischen 1 μm und 40 μm, vorzugsweise zwischen 5 μm und 20 μm) erzeugt werden. Außerdem erfolgt die Trocknung über die UV-initiierte Vernetzung der Farbe, die im Gegensatz zu thermisch trocknenden Systemen keine Veränderung der Ausrichtung der Pigmente in der Farbe hervorruft. Bei thermischer Trocknung hingegen kommt es zu Verwirbelungen, die beim Austreiben des Lösemittels aus der Farbe unvermeidlich sind. Oxidativ trocknende Farbe entfallen wegen der Schichtstärken und der damit verbundenen langen Trockenzeiten für die praktische Anwendung weitgehend.
12 zeigt exemplarisch einen Prozessablauf in einer Rollendruckmaschine bzw. Stationen darin. Auch in 12 ist wiederum nur eine Ausrichtvorrichtung (40) dargestellt, aber natürlich können auch bei einem Prozessablauf in einer Rollendruckmaschine eine oder mehrere weitere Ausrichtvorrichtungen (40) gleichen oder verschiedenen Typs vorgesehen sein. Nach einem Farbauftrag, der analog des in 11 dargestellten Farbauftrages erfolgen kann, wird die Farbe 11 bzw. der Aufdruck 11 auf dem Substratband 14 weitertransportiert und läuft dabei über einen zylinderförmigen Trägerkörper 41, hier in Gestalt einer zylinderförmigen Umlenkwalze 41. Auf dieser Umlenkwalze 41 befindet sich die erfindungsgemäße Vorrichtung (40) zur Ausrichtung magnetisch orientierbarer Partikel. Dargestellt sind zwei magnetische Plattenkörper 20 und 21, die auf die Walze 41 aufgespannt sind. Auch andere Befestigungsarten, zum Beispiel mittels Klebschichten, sind möglich.
Im Bereich eines Umschlingungswinkels α kommt die Rückseite der Substratbahn 14 in direkten Kontakt mit der Umlenkwalze 41. Die Umlenkwalze rotiert mit einer Geschwindigkeit, die an die Transportgeschwindigkeit der Substratbahn 14 angepasst ist, sodass es während des Kontaktes der Substratbahn 14 mit der Umlenkwalze 41 zu keiner Relativbewegung zwischen beiden kommt. Während dieser Zeit erfolgt die magnetische Ausrichtung der magnetisch orientierbaren Partikel in der Farbe 11. Während der Orientierung der magnetisch orientierbaren Partikel erfolgt auch gleich die Aushärtung der magnetisch orientierbaren Farbe mittels einer Aushärtevorrichtung 50, die im gezeigten Beispiel eine Strahlungsquelle 51, zum Beispiel in Form von UV-Strahlung, umfasst. Nach dem Orientierungs- und Aushärtungsprozess wird die Substratbahn 14 mit der getrockneten magnetisch orientierten Farbe über eine weitere Umlenkwalze 60 weitertransportiert.
12b) zeigt eine Ausführungsvariante, bei der Ausrichtung und Härtung nacheinander erfolgen. Die Ausrichtung wird wiederum mittels der Vorrichtung 40, die sich auf einer Umlenkwalze 41 befindet, durchgeführt. Nach Durchlaufen des Umschlingungsabschnittes, beschrieben durch den Umschlingungswinkel α, erfolgt ein Weitertransport der Substratbahn 14 und der darauf befindlichen magnetischen Farbe 11 noch in flüssigem Zustand der Farbe. Da die Substratbahn 14 die Ausrichtvorrichtung bzw. die Umlenkwalze 41 in tangentialer Richtung verlässt, wird auch bei einer solchen Prozessführungsart die erzielte Orientierung in der Farbe 11 nicht wieder verwischt. Erst anschließend erfolgt eine Trocknung bzw. Härtung der Farbe 1 mittels einer Härtungsvorrichtung 50. Später wird die Substratbahn 14 noch über eine weitere Umlenkwalze 60 geführt und dann entsprechend des jeweiligen Druckprozesses noch weiter verarbeitet.
12c) zeigt eine weitere Ausführungsvariante, bei der wiederum Ausrichtung und Härtung nacheinander erfolgen. Allerdings wird gemäß dieser Ausführungsvariante eine andere Ausrichtungsvorrichtung 40 als gemäß 12b) zum Einsatz gebracht. Diese setzt sich im gezeigten Beispiel in 12c) aus zwei zylindrischen Körper 41 und 42 zusammen. Bei dem zylindrischen Körper 41 handelt es sich um eine wie oben bereits beschriebene Umlenkrolle. Die Substratbahn 14 umschlingt diese mit dem Umschlingungswinkel α. Die Oberfläche der Umlenkwalze 41 weist einen ersten magnetischen Plattenkörper 20 auf. Der zweite zylindrische Körper 42 ist ebenfalls als Walze 42 ausgebildet, er wird jedoch nicht umschlungen. Die Walze 42 weist wiederum an ihrer Oberfläche einen zweiten magnetischen Plattenkörper 21 auf. Die Walzen 41 und 42 rotieren gegensinnig zueinander. Bevorzugt ist es, dass ein direkter Kontakt zwischen der Oberfläche der Walze 42 mit der noch feuchten Farbe 11 vermieden wird. Die Rotationsgeschwindigkeit der Walze 42 ist wiederum an die Transportgeschwindigkeit der Substratbahn 14 angepasst, um während der magnetischen Einwirkung keinerlei Relativbewegung zwischen dem Magnetfeld, das durch den Plattenkörper 21 generiert wird, und den magnetisch orientierbaren Partikeln in der Farbe 11 zu erhalten. Im gezeigten Beispiel ist die Umlenkwalze 42 genauso groß wie die Umlenkwalze 41. Es wäre aber auch möglich, die magnetisch auf das Substrat einwirkende Zone der Walze 42 durch Wahl eines größeren Durchmessers auszudehnen und so den Anteil des Magnetfeldes der Platte 21 am gesamt wirkenden Feld zu vergrößern. Dabei ist darauf zu achten, dass die Umfangsgeschwindigkeit der beiden Walzen 40 und 42 gleich groß ist, damit es nicht zu einer Verwischung des Magnetfeldes der jeweils anderen Rolle kommt. Die detaillierte Prozessführung hängt u. a. davon ab, wie groß die Prozessgeschwindigkeit bei dem Druckverfahren ist, wie lange die Ausrichtezeit durch die magnetischen Plattenkörper 20, 21 ist und wie groß die Anforderungen an die Exaktheit der erzielten Ausrichtung der magnetisch orientierbaren Partikel sind.
Mithilfe der Erfindung ist es erstmals möglich geworden, auf einfache, kostengünstige, schnelle und reproduzierbare Weise Sicherheitselemente basierend auf magnetisch orientierbaren Partikeln in einer Farbe zu erzeugen bzw. herzustellen. Sämtliche Ausführungsvarianten der Erfindung beruhen dabei auf individuell gestaltbaren und leicht austauschbaren magnetischen Plattenkörpern. Dadurch ergibt sich eine Vielzahl an Kombinationsmöglichkeiten, die es erlauben, unterschiedlichste Magnetmuster in einer Farbe einzustellen. Eine Kombination mit den weiteren Möglichkeiten von ausgesparten Abschirmelementen und eines partiellen Drucks der magnetisch orientierbaren Farbe eröffnet die Möglichkeit zur Umsetzung für ein kunden- und produktbezogenes Design und entsprechend individuell ausgerüstete Datenträger, die mit einem entsprechenden magnetisch orientierten Sicherheitsmerkmal versehen sind.

Claims

Vorrichtung (40) zur Orientierung magnetisch orientierbarer Partikel in einer Farbe (11), die folgendes aufweist: – einen ersten magnetischen Plattenkörper (20) mit ebenen Oberflächen und mit einem ersten Magnetfeldmuster; und – mindestens einen zweiten magnetischen Plattenkörper (21, 22) mit ebenen Oberflächen und mit einem zweiten Magnetfeldmuster, das sich von dem ersten Magnetfeldmuster unterscheidet, so dass bei der Orientierung der magnetisch orientierbaren Partikel in der Farbe (11) diese Partikel gemäß beiden Magnetfeldmustern ausgerichtet werden, wobei mindestens einer der Plattenkörper (20, 21, 22) auf einem zylindrischen Trägerkörper (41) vollständig umlaufend vorgesehen ist.
Vorrichtung (40) gemäß dem vorangehenden Anspruch, wobei die Plattenkörper (20, 21, 22) biegsam sind und/oder wobei der erste magnetische Plattenkörper (20) und/oder der zweite magnetische Plattenkörper (21, 22) einen Kunststoff-gebundenen Magnetwerkstoff aufweisen und/oder eine Elastomer-Ferritplatte aufweisen.
Vorrichtung (40) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die beiden Plattenkörper (20, 21, 22) übereinander liegend auf derselben Seite bezüglich eines Substrats (14), das die Farbe (11) mit den magnetisch orientierbaren Partikeln trägt, angeordnet sind.
Vorrichtung (40) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem mindestens zwei der Plattenkörper (20, 21, 22) seriell angeordnet sind.
Vorrichtung (40) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Haftkräfte F_Haft der Plattenkörper (20, 21, 22) jeweils im Bereich 5 g/m² ≤ F_Haft ≤ 500 g/m², liegen.
Vorrichtung (40) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Dicken d der Plattenkörper jeweils im Bereich 0,05 mm ≤ d ≤ 5 mm liegen und/oder wobei die Dicken unterschiedlich sind und die jeweilige Dicke mit größerer Entfernung eines Plattenkörpers (20, 21, 22) zum Substrat (14), das die Farbe (11) mit den magnetisch orientierbaren Partikeln trägt, zunimmt.
Vorrichtung (40) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei für einen Umschlingungswinkel α eines Substrates (14) um den zylindrischen Trägerkörper (41) herum gilt 1° ≤ α ≤ 90°, insbesondere 3° ≤ α ≤ 40° und/oder 3° ≤ α ≤ 20°.
Vorrichtung (40) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei mindestens eines der Magnetfeldmuster eine Periodizität aufweist.
Vorrichtung (40) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei mindestens einer der Plattenkörper (20, 21, 22) streifenförmige Magnetisierungen mit Polarisierung in der Plattenkörperebene aufweist.
Vorrichtung (40) gemäß dem vorangehenden Anspruch, wobei die Polarisierungen zweier Plattenkörper unterschiedlich zueinander orientiert sind und/oder wobei die Magnetfeldmuster mindestens zweier Plattenkörper (20, 21, 22) ansonsten im Wesentlichen identisch sind.
Vorrichtung (40) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei bei mindestens einem der Magnetfeldmuster die magnetische Polarisierung senkrecht zum Plattenkörper (20, 21, 22) und/oder in der Plattenkörperebene ausgerichtet ist.
Vorrichtung (40) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei eine Abschirmplatte (23) definierter Ausdehnung bzw. Form vorgesehen ist, so dass substratseitig das Magnetfeld mindestens eines der Plattenkörper (20, 21, 22) durch die Abschirmplatte (23) abgeschirmt wird.
Vorrichtung (40) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche mit einer Trocknungseinheit (50), mit deren Hilfe die Orientierung der magnetisch ausgerichteten Partikel in der Farbe (11) fixiert werden kann.
Vorrichtung (40) gemäß dem vorangehenden Anspruch, wobei die Trocknungseinheit (50) auf Basis von UV-Strahlungshärtung arbeitet.
Druckmaschine mit einer Vorrichtung (40) zur Orientierung magnetisch orientierbarer Partikel in einer Farbe (11) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche.
Druckverfahren auf Rolle oder Bogen, bei dem eine Orientierung magnetisch orientierbarer Partikel in einer Farbe (11) mittels einer Vorrichtung (40) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14 vorgenommen wird.
Druckverfahren gemäß dem vorangehenden Anspruch, wobei die magnetisch orientierbare Farbe (11) im Siebdruckverfahren aufgetragen wird.
Druckverfahren gemäß einem der Ansprüche 16 bis 17, bei dem eine Registrierung der magnetischen Orientierung zum Vordruck auf einem Substrat (14) mittels Passermarken, die in der magnetischen Orientierung erzeugt werden, erzielt wird.
Druckverfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche 16 bis 18, wobei mindestens ein weiteres gedrucktes Sicherheitsmerkmal (13) oberhalb oder unterhalb der magnetisch orientierbaren oder orientierten Farbschicht (11) angebracht wird, so dass sich ein kombinierter Sicherheitseffekt ergibt.
Druckverfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche 16 bis 19, wobei der Farbe (11) neben den magnetisch orientierbaren Partikeln zusätzlich nicht magnetisch orientierbare Spezialpigmente zur Erzielung eines kombinierten Sicherheitseffekts beigefügt sind.