CN102616042A - 一种在含有磁性颜料碎片的涂层中产生图案的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种在含有磁性颜料碎片的涂层中产生图案的装置，其包括二磁场产生装置、二固化光源、一挡光板、一遮挡板及基材传送装置，所述基材传送装置包括设置于两端的轮轴、及以该二轮轴为轴传动的传送皮带，在自一轮轴至另一轮轴的方向上，顺序设置一磁场产生装置、一固化光源、另一磁场产生装置及另一固化光源，传送皮带表面放置涂覆或印刷内有磁性颜料碎片的磁性油墨涂层的基材。本发明公开的视觉变化的安全图样属一线防伪和二线防伪综合技术，不需要借助任何的工具，仅凭肉眼就可以鉴别真伪，也可以用磁性检测设备检测图样的磁性；另外产生随视角变化产生明暗（颜色）对称变化的防伪油墨制造难度大，效果很难模仿，具有极高的保真功效。

Description

一种在含有磁性颜料碎片的涂层中产生图案的方法和装置

 

技术领域

本发明涉及一种防伪图案的生产方法和装置，具体而言，本发明涉及一种在含有磁性颜料碎片的涂层中产生图案的方法和装置。

背景技术

各种防伪制品在世界的各个角落起着重要的作用；国内外的科研单位及企业都对现代的防伪技术要求“易于识别，难于伪造”。制备工艺难度不高的产品很容易被仿制，随着时间的推移，荧光防伪、温变防伪、结构相对简单的全息图样等一大批防伪技术渐渐失去防伪功效，开始退出防伪市场。

2006年西柏控股有限公司公开了《 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》专利号（200480018382.5），该专利公开了磁场作用下控制磁碎片的定向排列产生图案的方法，在一定程度上起到了积极地防伪作用；但该方法的缺陷在于图案的各个区域通过同一个磁路版产生的磁场控制，一次固化，而在各个区域的临界处的磁性碎片颜料受到多个方向不同的磁力线影响，在临界处的磁性碎片颜料排列角度不易控制，造成临界模糊不清晰，不能形成精细度高的防伪图样。

1994年中科院上海技术物理研究所公开了《一种磁性变色油墨及其制备方法和应用》专利号（93112618.5），该专利公开了具有干涉角变色效果的油墨，使用该特种油墨配合本发明中的连续生产图样的装置，图样效果可实现边界清晰的颜色对称变化，其防伪价值完全可用于货币、证件的高端防伪。该发明只是磁性片状颜料应用的雏形，仅考虑了磁性颜料的磁检防伪，未考虑到颜料能在磁场中定向形成防伪图案。

发明内容

针对以上现有的防伪技术的不足，本发明的目的是提供一种可产生更高防伪保真效果的防伪标志的装置及方法。

本发明的目的是通过采用以下技术方案来实现的：

一种在含有磁性颜料碎片的涂层中产生图案的装置，其包括一第一磁场产生装置、一第二磁场产生装置、一第一固化光源、一第二固化光源、一挡光板、一遮挡板及基材传送装置，所述基材传送装置包括设置于两端的轮轴、及以该二轮轴为轴传动的传送皮带，在自一轮轴至另一轮轴的方向上，顺序设置第一磁场产生装置、第一固化光源、第二磁场产生装置及第二固化光源，第一磁场产生装置设置于基材传送装置的正下方、正上方或侧面；定位装置设置于第一固化光源下方、传送皮带上，该定位装置内构成一收容空间，挡光板和遮挡板均设置于该收容空间内，挡光板设置于传送皮带上方，并与传送皮带平行，遮挡板平行设置于挡光板下方且与传送皮带之间有间隔；第二磁场产生装置设置于基材传送装置的正下方、正上方或侧面；第二固化光源设置于传送皮带上方，传送皮带表面放置涂覆或印刷内有磁性颜料碎片的磁性油墨涂层的基材。

作为本发明优选的技术方案，磁性油墨采用胶印、凸印、凹引、柔印、涂布或喷涂的方式涂印到基材上。

作为本发明优选的技术方案，所述遮挡板上标记有图案。

作为本发明优选的技术方案，所述遮挡板还可为标记有图案的菲林。

作为本发明优选的技术方案，第一磁场产生装置和第二磁场产生装置与基材的涂层之间的距离为0.5-200mm，优选3-6mm。

作为本发明优选的技术方案，第一磁场产生装置和第二磁场产生装置产生的磁场方向之间有一夹角，该夹角为20-90度，优选30-60度。

作为本发明优选的技术方案，所述第一磁场产生装置及第二磁场产生装置是永磁铁、橡胶磁或电磁场。

作为本发明优选的技术方案，所述遮挡板至涂印有磁性颜料碎片的涂层的距离为0.5-10mm，优选1-3mm。

一种在含有磁性颜料碎片的涂层中产生图案的方法，其包括以下步骤：

步骤110：在基材上涂布或印刷内有磁性颜料碎片的磁性油墨，并将基材放置于传送皮带上；

步骤120：打开基材传送装置，使传送皮带向第一磁场产生装置方向传动；

步骤130：传送皮带将涂印有磁性油墨的涂层的基材传送至第一磁场产生装置的磁场范围内，第一磁场产生装置产生的磁场对涂层中的磁性颜料碎片的角度定型；

步骤140：传送皮带将涂印有磁性油墨的基材传送至遮挡板下方，定位装置对基材涂层定位；

步骤150：打开挡光板，使基材上的磁性颜料碎片涂层暴露于第一固化光源下，固化光照射下的部分即图案区域被固化；

步骤160：放下挡光板，使其挡住第一固化光源，传送皮带继续向第二磁场产生装置方向传动，直至涂印有磁性油墨涂层的基材行至第二磁场产生装置的磁场范围内，第二磁场产生装置产生的磁场对步骤150中未被固化的磁性颜料碎片部分即图案的背景区域的角度再次定型；

步骤170：涂印有磁性颜料涂层的基材行至第二固化光源下方，第二固化光源发射的固化光将图案的背景区域固化。

一种在含有磁性颜料碎片的涂层中产生图案的装置，其包括一磁场产生装置、一第一固化光源、一第二固化光源、一挡光板、一遮挡板及基材传送装置，所述基材传送装置包括设置于两端的轮轴、及以该二轮轴为轴传动的传送皮带，在自一轮轴至另一轮轴的方向上，顺序设置第一固化光源、磁场产生装置及第二固化光源；定位装置设置于第一固化光源下方、传送皮带上，该定位装置内构成一收容空间，该挡光板、遮挡板均设置于该收容空间内，挡光板设置于传送皮带上方，并与传送皮带平行，遮挡板平行设置于挡光板下方且与传送皮带之间有间隔；磁场产生装置设置于基材传送装置的正下方、正上方或侧面；第二固化光源设置于传送皮带上方，传送皮带表面放置涂覆内有磁性颜料碎片的磁性油墨涂层的基材。

作为本发明优选的技术方案，磁性油墨采用胶印、凸印、凹引、柔印、涂布或喷涂的方式涂印到基材上。

作为本发明优选的技术方案，所述遮挡板上标记有图案。

作为本发明优选的技术方案，所述遮挡板还可为标记有图案的菲林。

作为本发明优选的技术方案，磁场产生装置与基材的涂层之间的距离为0.5-200mm，优选3-6mm。

作为本发明优选的技术方案，所述磁场产生装置是永磁铁、橡胶磁或电磁场

作为本发明优选的技术方案，所述遮挡板至涂印有磁性油墨的涂层的距离为0.5-10mm，优选1-3mm。

一种在含有磁性颜料碎片的涂层中产生图案的方法，其包括以下步骤：

步骤210：在基材上涂布或印刷内有磁性颜料碎片的磁性油墨，并将基材放置于传送皮带上；

步骤220：打开基材传送装置，使传送皮带向第一固化光源方向传动；

步骤230：传送皮带将涂印有磁性油墨涂层的基材传送至遮挡板下方，定位装置对基材涂层定位；

步骤240：打开挡光板，使基材上的磁性油墨涂层暴露于第一固化光源下，暴露于固化光照射下的部分即图案区域被固化；

步骤250：放下挡光板，使其挡住第一固化光源，传送皮带继续向磁场产生装置方向传动，直至涂印有磁性颜料碎片涂层的基材行至磁场产生装置的磁场范围内，磁场产生装置产生的磁场对步骤240中未被固化的磁性颜料碎片部分即图案的背景区域的角度定型；

步骤260：涂印有磁性颜料碎片涂层的基材行至第二固化光源下方，第二固化光源发射的固化光图案的背景区域固化。

相对于现有技术，本发明的优点在于：

1、图案对称变换的两个或多个区域之间，采用磁场控制和遮挡固化相结合的方法，图案清晰，可以实现精细条纹和任意精细图案；

2、制备装置所需的磁场方向单一，比在一个磁路板上产生多个方向的磁场装置制造成本低很多；

3、采用一个磁场和一个遮挡固化为一个单元，多个单元可以产生多个明暗或颜色变化区域，制作工艺更加复杂，防伪功能更高；

4、本发明公开的视觉变化的安全图样属一线防伪和二线防伪综合技术，不需要借助任何的工具，仅凭肉眼就可以鉴别真伪，也可以用磁性检测设备检测图样的磁性；另外产生随视角变化产生明暗（颜色）对称变化的防伪油墨制造难度大，效果很难模仿，具有极高的保真功效。

附图说明

下面结合附图与具体实施例对本发明作进一步说明：

图1 为本发明在含有磁性颜料碎片的涂层中产生图案的装置的第一种实施方式结构示意图；

图2 为图1中在含有磁性颜料碎片的涂层中产生图案的原理示意图；

图3为采用图1的装置在含有磁性颜料碎片的涂层中产生防伪图案的一示例图；

图4为图3的沿A-A方向的截面放大结构示意图。

具体实施方式

图1为本发明在含有磁性颜料碎片的涂层中产生图案的装置的第一种实施方式的结构示意图。如图1所示，该装置包括一第一磁场产生装置、一第二磁场产生装置、一第一固化光源、一第二固化光源、一挡光板50、一遮挡板80及基材传送装置60。所述基材传送装置60包括设置于两端的轮轴61、62及以该二轮轴61、62为轴传动的传送皮带63。在自轮轴61至轮轴62的方向上，顺序设置第一磁场产生装置、第一固化光源、第二磁场产生装置及第二固化光源。第一磁场产生装置设置于基材传送装置60的正下方；在第一固化光源下方、传送皮带63上，设置一定位装置70，该定位装置70内构成一收容空间，该挡光板50、遮挡板80均设置于该收容空间内，具体的，该挡光板50由该定位装置70定位于传送皮带63上方，并与传送皮带63平行，挡光板50下方平行设置遮挡板80，遮挡板80与传送皮带63之间有间隔；第二磁场产生装置设置于基材传送装置60的正下方；第二固化光源设置于传送皮带63上方。传送皮带63表面放置涂覆内有磁性颜料碎片的磁性油墨涂层的基材。所述遮挡板80上标记有图案，其还可为标记有图案的菲林。所述定位装置70下端即其与传送皮带63接触的一端可定位基材。

第一磁场产生装置和第二磁场产生装置与传送皮带63之间的距离需保证涂印有磁性油墨的涂层经传送装置传送时，与涂层之间的距离为0.5-200mm，优选3-6mm。第一磁场产生装置和第二磁场产生装置产生的磁场方向之间有一夹角，最小夹角为30度；磁场产生装置可以是永磁铁、橡胶磁、电磁场。挡光板50作为光源挡板，可根据实施需要，完全的遮挡住光源或让光源完全通过，遮挡板80至涂印有磁性油墨的涂层的距离为0.5-10mm，优选1-3mm。这样，涂印有磁性油墨的涂层的基材，经过该装置时，就会将菲林或遮挡板80上标记的图案转移至该含有磁性颜料碎片的涂层。

第一磁场产生装置和第二磁场产生装置还可设置于基材传送装置60的正上方或侧面一定距离处。

图2为图1中在含有磁性颜料碎片的涂层中产生图案的原理示意图。第一固化光源发射固化光，打开挡光板50使固化光完全通过，固化光投射至遮挡板80上表面，遮挡板80上标记的图案在涂印于基材90上的涂层91上面，投影出清晰的图案，并使图案区域固化；此时，挡光板50关闭，完全遮挡固化光穿过，传送装置把基材涂层传送出光固化区域。 

一般来说，传统的固化光光源在开启的过程中需要一段时间的预热时间，只有极少的固化光设备能够频繁的开关，间歇式工作，所以在本发明中设置了遮光板装置，让光源能够完全的通过或完全的遮挡。

图3为采用图1的装置在含有磁性颜料碎片的磁性油墨涂层中产生防伪图案的一示例图。该防伪图样分为图案区域101和背景区域102；在不同的角度观察区域101和区域102的明亮度和颜色会呈现对称变化。图4是图3沿A-A方向的放大截面图，截面104、106对应区域101，截面103、105、107对应区域102；从截面图上可以清晰的看到区域101的颜料碎片和区域102区域的颜料碎片在排列的角度上有很大的差别，从而使两个区域的亮度和颜色在不同的角度观察时对称出现。

图3、4中防伪图案的产生方法包括以下步骤：

步骤110：在基材上涂布或印刷内有磁性颜料碎片的磁性油墨，并将基材放置于传送皮带63上；

步骤120：打开基材传送装置60，使传送皮带63向轮轴62方向传动；

步骤130：传送皮带63将涂印有磁性颜料碎片的图层的基材传送至第一磁场产生装置的磁场范围内，第一磁场产生装置产生的磁场对磁性颜料碎片的角度定型；

步骤140：传送皮带将涂印有磁性油墨的基材传送至遮挡板80下方，定位装置70对基材涂层定位；

步骤150： 打开挡光板50，使基材上的磁性颜料碎片涂层暴露于第一固化光源下，固化光照射下的部分即图案区域101被固化；

步骤160：放下挡光板50，使其挡住第一固化光源，传送皮带继续向轮轴62方向传动，直至涂印有磁性油墨涂层的基材行至第二磁场产生装置的上方，第二磁场产生装置产生的磁场对步骤150中未被固化的磁性颜料碎片部分即图案的背景区域的角度再次定型；

步骤170：涂印有磁性油墨涂层的基材行至第二固化光源下方，第二固化光源发射的固化光图案的背景区域固化。

上述步骤是一个综合完成的步骤。

本发明在含有磁性颜料碎片的涂层中产生图案的装置的第二种实施方式（图总未示出）与第一种实施方式的结构相近，区别仅在于：第二种实施方式中，不设置第一磁场产生装置，仅设置一个磁场产生装置。其工作原理为：涂印有磁性油墨的涂层的基材被基材传送装置的传送皮带传送至第一固化光源下，打开挡光板，第一固化光源发射的固化光投射至遮挡板上，涂层暴露在固化光的部分被固化，其余部分仍然湿润；放下挡光板，使其完全遮蔽第一固化光源的固化光，传送皮带将有涂层的基材传送至第二磁场装置的磁场范围内，磁场将涂层湿润的部分内部颜料碎片定向排列；传送皮带将有涂层的基材传送至第二固化光源下方，涂层整体固化。

使用第二种实施方式的装置，在含有磁性颜料碎片的涂层中产生图案的方法为：

步骤210：在基材上涂布或印刷内有磁性颜料碎片的磁性油墨，并将基材放置于传送皮带上；

步骤220：打开基材传送装置，使传送皮带向第一固化光源方向传动；

步骤230：传送皮带将涂印有涂层的基材传送至遮挡板下方，定位装置对基材涂层定位；

步骤240： 打开挡光板，使基材上的磁性颜料涂层暴露于第一固化光源下，固化光照射下的部分即图案区域被固化；

步骤250：放下挡光板，使其挡住第一固化光源，传送皮带继续向磁场产生装置方向传动，直至涂印有磁性油墨涂层的基材行至磁场产生装置的磁场范围内，磁场产生装置产生的磁场对步骤240中未被固化的磁性颜料碎片部分即图案的背景区域的角度定型；

步骤260：涂印有磁性油墨涂层的基材行至第二固化光源下方，第二固化光源发射的固化光图案的背景区域固化。

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。另外油墨中使用不同性能的颜料，会出现完全不同的效果；本文所述的实施方式均按油墨中使用磁性光变颜料说明。

Claims (22)

1.一种在含有磁性颜料碎片的涂层中产生图案的装置，其包括一磁场产生装置、一第一固化光源、一第二固化光源、一挡光板、一遮挡板及基材传送装置，所述基材传送装置包括设置于两端的轮轴、及以该二轮轴为轴传动的传送皮带，在自一轮轴至另一轮轴的方向上，顺序设置第一固化光源、第二磁场产生装置及第二固化光源；定位装置设置于第一固化光源下方、传送皮带上，该定位装置内构成一收容空间，该挡光板、遮挡板均设置于该收容空间内，挡光板设置于传送皮带上方，并与传送皮带平行，遮挡板平行设置于挡光板下方且与传送皮带之间有间隔；磁场产生装置设置于基材传送装置的正下方、正上方或侧面；第二固化光源设置于传送皮带上方，传送皮带表面放置涂覆内有磁性颜料碎片的磁性油墨涂层的基材。

2.根据权利要求1所述的在含有磁性颜料碎片的涂层中产生图案的装置，其特征是：其还包括一第一磁场产生装置，在自一轮轴至另一轮轴的方向上，顺序设置该第一磁场产生装置、第一固化光源、第二磁场产生装置及第二固化光源，第一磁场产生装置设置于基材传送装置的正下方、正上方或侧面。

3.根据权利要求1或2所述的在含有磁性颜料碎片的涂层中产生图案的装置，其特征是：磁性油墨采用胶印、凸印、凹引、柔印、涂布或喷涂的方式涂印到基材上。

4.根据权利要求1或2所述的在含有磁性颜料碎片的涂层中产生图案的装置，其特征是：所述遮挡板上标记有图案。

5.根据权利要求1或2所述的在含有磁性颜料碎片的涂层中产生图案的装置，其特征是：所述遮挡板为标记有图案的菲林。

6.根据权利要求2所述的在含有磁性颜料碎片的涂层中产生图案的装置，其特征是：第一磁场产生装置和第二磁场产生装置与基材的涂层之间的距离为0.5-200mm，优选3-6mm。

7.根据权利要求2所述的在含有磁性颜料碎片的涂层中产生图案的装置，其特征是：第一磁场产生装置和第二磁场产生装置产生的磁场方向之间有一夹角，该夹角为20-90度，优选30-60度。

8.根据权利要求2所述的在含有磁性颜料碎片的涂层中产生图案的装置，其特征是：所述第一磁场产生装置及第二磁场产生装置是永磁铁、橡胶磁或电磁场。

9.根据权利要求1或2所述的在含有磁性颜料碎片的涂层中产生图案的装置，其特征是：所述遮挡板至涂印有磁性颜料碎片的涂层的距离为0.5-10mm，优选1-3mm。

10.一种采用权利要求1所述装置在含有磁性颜料碎片的涂层中产生图案的方法，其特征是：包括以下步骤：

步骤210：在基材上涂布或印刷内有磁性颜料碎片的磁性油墨，并将基材放置于传送皮带上；

步骤220：打开基材传送装置，使传送皮带向第一固化光源方向传动；

步骤230：传送皮带将涂印有磁性油墨涂层的基材传送至遮挡板下方，定位装置对基材涂层定位；

步骤240：打开挡光板，使基材上的磁性油墨涂层暴露于第一固化光源下，暴露于固化光照射下的部分即图案区域被固化；

步骤250：放下挡光板，使其挡住第一固化光源，传送皮带继续向磁场产生装置方向传动，直至涂印有磁性颜料碎片涂层的基材行至磁场产生装置的磁场范围内，磁场产生装置产生的磁场对步骤240中未被固化的磁性颜料碎片部分即图案的背景区域的角度定型；

步骤260：涂印有磁性颜料碎片涂层的基材行至第二固化光源下方，第二固化光源发射的固化光图案的背景区域固化。

11.根据权利要求10所述的在含有磁性颜料碎片的涂层中产生图案的方法，其特征是：磁性油墨采用胶印、凸印、凹引、柔印、涂布或喷涂的方式涂印到基材上。

12.根据权利要求10所述的在含有磁性颜料碎片的涂层中产生图案的方法，其特征是：所述遮挡板上标记有图案。

13.根据权利要求10所述的在含有磁性颜料碎片的涂层中产生图案的方法，其特征是：所述遮挡板为标记有图案的菲林。

14.根据权利要求10所述的在含有磁性颜料碎片的涂层中产生图案的方法，其特征是：所述第二磁场产生装置是永磁铁、橡胶磁或电磁场。

15.一种采用权利要求2所述装置在含有磁性颜料碎片的涂层中产生图案的方法，其特征是：包括以下步骤：

步骤110：在基材上涂布或印刷内有磁性颜料碎片的磁性油墨，并将基材放置于传送皮带上；

步骤120：打开基材传送装置，使传送皮带向第一磁场产生装置方向传动；

步骤130：传送皮带将涂印有磁性油墨的涂层的基材传送至第一磁场产生装置的磁场范围内，第一磁场产生装置产生的磁场对涂层中的磁性颜料碎片的角度定型；

步骤140：传送皮带将涂印有磁性油墨的基材传送至遮挡板下方，定位装置对基材涂层定位；

步骤150：打开挡光板，使基材上的磁性颜料碎片涂层暴露于第一固化光源下，固化光照射下的部分即图案区域被固化；

步骤160：放下挡光板，使其挡住第一固化光源，传送皮带继续向第二磁场产生装置方向传动，直至涂印有磁性油墨涂层的基材行至第二磁场产生装置的磁场范围内，第二磁场产生装置产生的磁场对步骤150中未被固化的磁性颜料碎片部分即图案的背景区域的角度再次定型；

步骤170：涂印有磁性颜料涂层的基材行至第二固化光源下方，第二固化光源发射的固化光将图案的背景区域固化。

16.根据权利要求15所述的在含有磁性颜料碎片的涂层中产生图案的方法，其特征是：所述磁性油墨采用胶印、凸印、凹引、柔印、涂布或喷涂的方式涂印到基材上。

17.根据权利要求15所述的在含有磁性颜料碎片的涂层中产生图案的方法，其特征是：所述遮挡板上标记有图案。

18.根据权利要求15所述的在含有磁性颜料碎片的涂层中产生图案的方法，其特征是：所述遮挡板为标记有图案的菲林。

19.根据权利要求15所述的在含有磁性颜料碎片的涂层中产生图案的方法，其特征是：第一磁场产生装置和第二磁场产生装置与基材的涂层之间的距离为0.5-200mm，优选3-6mm。

20.根据权利要求15所述的在含有磁性颜料碎片的涂层中产生图案的方法，其特征是：第一磁场产生装置和第二磁场产生装置产生的磁场方向之间有一夹角，该夹角为20-90度，优选30-60度。

21.根据权利要求15所述的在含有磁性颜料碎片的涂层中产生图案的方法，其特征是：所述第一磁场产生装置及第二磁场产生装置是永磁铁、橡胶磁或电磁场。

22.根据权利要求15所述的在含有磁性颜料碎片的涂层中产生图案的方法，其特征是：所述遮挡板至涂印有磁性颜料碎片的涂层的距离为0.5-10mm，优选1-3mm。

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