CN107471818B - 一种光磁双场形成可变安全图案的系统 - Google Patents

一种光磁双场形成可变安全图案的系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种光磁双场形成可变安全图案的系统，其包括：表面印刷或涂覆有可诱导的油墨涂层的印刷基材和用于在印刷基材表面形成可变安全图案的至少一套光磁双场单元，所述印刷基材顺序经过所述至少一套光磁双场单元；每一光磁双场单元均包括相对设置的磁场和对印刷于基材上的油墨涂层具备固化功能的光场，所述印刷基材从光场和磁场之间经过；至少其中一套光磁双场单元中的光场由可变的可控光辊、线性写入光源或激光形成，不同时间点，所述可控光辊、线性写入光源或激光的发光点被控制形成独特的光场图案，使得印刷基材表面的油墨涂层的与所述光场图案相应的部分被固化形成独特的安全图案。本发明之系统可显著提高安全图案的复杂性和安全性。

Description

一种光磁双场形成可变安全图案的系统
技术领域
本发明属于防伪印刷技术领域，尤其涉及一种主要应用于纸币印刷领域，具体涉及一种光磁双场形成可变安全图案的制备系统。
背景技术
2015年10月中国人民银行发行了具有光彩变色油墨的新版百元钞票，其核心技术就是JDSU公司和Sicpa公司共同开发的磁性光变油墨，JDSU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》，该技术在欧元、英镑等多国钞票防伪上已经应该；值得一提的是JDSU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：
一种光磁双场形成可变安全图案的系统，其包括：表面印刷有可诱导的油墨涂层的印刷基材和用于在所述印刷基材表面形成可变安全图案的光磁双场；所述光磁双场包括光场和磁场，所述光场由可控光辊形成，所述可控光辊是在一定尺寸的辊表面，阵列式安装若干独立可控的光源单元，所述光源单元对印刷于基材上的油墨涂层具备固化功能；通过控制光辊表面的光源单元的开关，在不同时间点形成不同的光学图案，所述光学图案再转移到所述印刷基材表面的涂层中；所述磁场用于在所述印刷基材的涂层表面形成磁场图案。
所述光磁双场还包括：设置于所述磁场的两个磁极之间或磁场单极处的传送装置及遮光体；所述可控光辊设置于所述印刷基材上方，所述遮光体设置于所述可控光辊和所述印刷基材之间，用于将所述可控光辊遮挡为仅向所述印刷基材裸露出线型缝隙，所述传送装置用于带动所述印刷基材相对于所述遮光体移动；通过所述可控光辊的滚动，在所述磁场的作用下，将可控光辊表面的图案通过所述线型缝隙转移至所述印刷基材表面，同时，所述磁场的形状或磁极表面的图案形成的磁场在所述印刷基材表面形成磁版图案。
所述线型缝隙的线宽为0.1-3毫米，所述可控光辊上的发光单元为物理尺寸不大于0.1-3平方毫米的矩形。
优选的，在所述可控光辊下方的所述传送装置和印刷基材均为平面，通过所述传送装置的单向平移实现图案光辊上的图案转移至所述印刷基材的表面；或者，所述传送装置为圆柱状传送辊，所述遮光体与所述传送辊的形状匹配。
优选的，所述磁场是永磁场、电磁场及与传送装置同步的履带式磁场；所述永磁场或电磁场的形状是柱形、马蹄形、均匀磁场或球冠型磁场，所述履带式磁场为橡胶磁式的履带或者装夹磁版的履带。
另一种光磁双场形成可变安全图案的系统，其包括：表面印刷有可诱导的油墨涂层的印刷基材和用于在所述印刷基材表面形成可变安全图案的光磁双场；所述光磁双场包括光场和磁场，所述光场由线性写入光源构成，所述磁场为履带式磁场或固定式磁场；所述光磁双场还包括用于传送所述印刷基材的传送装置，所述印刷基材设置于所述线性写入光源和所述磁场之间，当所述磁场为履带式磁场时，所述履带式磁场和所述传送装置同步，通过所述线性写入光源的控制和履带式磁场的移动将所述线性写入光源预写入的图案转移至所述印刷基材表面，同时，所述履带式磁场的在所述印刷基材表面形成磁版图案；当所述磁场为固定式磁场时，通过所述线性写入光源的控制将所述线性写入光源预写入的图案转移至所述印刷基材表面，同时，所述磁场的形状或磁极表面的图案形成的磁场在所述印刷基材表面形成磁版图案。
优选的，所述履带式磁场为橡胶磁式的履带或者装夹磁版的履带。
优选的，所述线性写入光源是由若干单点写入光源组成的单排光源，其通过控制所述单点写入光源的开、关来实现整体线性写入光源的光信号的变化，其对印刷于基材上的油墨涂层具备固化功能，每排光源的线宽为0.1-3毫米，优选0.5-1毫米，其发光系统由应用光学系统、光纤系统和光挡板等组合而成。
优选的，所述线性写入光源的发光部分为不大于0.1-1平方毫米的矩形。
本发明的原理是：将印刷基材表面的油墨涂层进行切割，具体是指：磁版图案是根据磁场的分布和磁铁的分布构建而成的；印刷基材表面印刷有可诱导的油墨图案，这个图案里面的颜料片在磁场内，会根据磁场的图案受到诱导，导致颜料片的排列方向发生变化，从而使磁场图案转移到油墨图案；又由于光场是可变的，因此，被磁场诱导后的印刷基材表面的油墨随后又被可控可变的光场图案型
相对于现有技术，本发明具有以下优点：
本发明采用其表面的可诱导的油墨图案呈现光场和磁场双重作用后的效果；由于光场可控，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。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光辊和磁场图案的数量，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光磁双场形成可变安全图案的系统的剖面结构示意图；
图2为本发明实施例一的可控光辊的立体结构示意图；
图3是本发明实施例一的另一种光磁双场形成可变安全图案的系统的剖面结构示意图；
图4为本发明实施例二的光磁双场形成可变安全图案的系统的剖面结构示意图。
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，其包括：表面印刷有可诱导的油墨涂层的印刷基材和用于在所述印刷基材表面形成可变安全图案的光磁双场系统。
光磁双场系统包括光场和磁场，具体的，光场由可控光辊形成，如图2所示，可控光辊是在一定尺寸的辊表面，阵列式安装若干独立可控的印刷于基材上的油墨涂层具备固化功能的光源单元，最好是使这些光源单元遍布整个辊的表面。通过控制光辊表面的光源单元的开关，在不同时间点点亮某些特定位置的光源单元，从而形成不同的光学图案，该光学图案再转移到印刷基材表面的涂层中；磁场用于在所述印刷基材的涂层表面形成磁场图案，其可以是永磁场、电磁场，也可以是履带式磁场。永磁场或电磁场的形状可以是柱形、马蹄形、均匀磁场或球冠型磁场，所述履带式磁场为橡胶磁式的履带或者装夹磁版的履带。
具体到本实施例，如图1所示，光磁双场的磁场为上下平行设置的二磁极1、2所形成的匀强磁场及设置于该磁场的两个磁极1、2之间的所述可控光辊3、遮光体4、传送装置5及由所述传送装置5传送的表面印刷有可诱导的油墨图案的印刷基材6。该可控光辊3设置于所述印刷基材6上方，该遮光体4设置于可控光辊3和印刷基材6之间，用于将可控光辊遮挡为仅向所述印刷基材6裸露出线型缝隙，该传送装置5用于带动印刷基材6相对于遮光体4移动；通过可控光辊3的滚动，在磁场的作用下，将可控光辊3表面的点亮的图案通过所述线型缝隙转移至印刷基材6表面，同时，所述磁场的形状或磁极表面的图案形成的磁场在所述印刷基材6表面形成磁版图案。所述的线型缝隙，可以是直线，也可以是线条型的图案。
本实施例的线型缝隙的宽度为0.1-3毫米，优选0.5-1毫米，可控光辊3上的发光单元为物理尺寸为0.1-3平方毫米内的矩形。
在本实施例中，传送装置5为传送带。
本实施例另一种系统结构如图3所示，采用“圆转圆”的方式，其结构与图1所示的结构相似，区别仅在于：在上下平行设置的二磁极10、20位于图案光辊30下方的传送装置为圆柱状传送辊50，圆柱状传送辊50自转滚动，使得位于其表面的印刷基材60被其滚动传送，从而将所述图案光辊30表面的图案转移至所述印刷基材60的表面。
如图2所示，在某个时刻，可控光辊3表面的光源单元中，被点亮的部分呈现“V”字形，这些点亮的光源单元将可控光辊3下方经过的印刷基材6或60表面的油墨进行固化，使得被固化的油墨部分也呈现“V”字形。下一时刻，可控光辊3表面的光源单元中被点亮的部分可能呈现其他图案，并将该图案转移至经过的印刷基材6或60的表面。如此，每个时刻可控光辊3上的图案不同，使得经过的印刷基材6或60表面油墨被固化的图案也不同，从而实现安全图案可变，而不是一成不变。而可控光辊3被点亮的光源单元形成的图案，则是可以由人工控制或智能控制。
实施例二：
本实施例提供一种光磁双场形成可变安全图案的系统，其与实施例一近似，区别仅在于，采用的光场不同。
如图4所示，本实施例之光磁双场包括上下相对设置的线性写入光源300和履带式磁场100，还包括用于传送所述印刷基材600的传送装置500，所述印刷基材600设置于所述线性写入光源300和所述磁场100之间，所述履带式磁场100和所述传送装置500同步，通过所述线性写入光源300的控制和履带式磁场100的移动将所述线性写入光源300预写入的图案转移至所述印刷基材600表面，同时，所述履带式磁场100的在所述印刷基材600表面形成磁版图案。所述履带式磁场100为橡胶磁式的履带或者装夹磁版的履带。
所述线性写入光源300是由若干单点写入光源组成的单排的可对印刷基材600表面印刷的油墨涂层具备固化功能的光源，通过控制所述单点写入光源的开、关来实现整体线性写入光源300的光信号的变化，使得连续通过该线性写入光源300下方的印刷基材600表面的油墨涂层呈现特殊图案。每排光源的线宽为0.1-3毫米，优选0.5-1毫米，其发光系统由应用光学系统、光纤系统和光挡板等组合而成。线性写入光源的发光部分为不大于0.1-1平方毫米的矩形。
印刷基材600和履带式磁场100同步，相当于外磁场和印刷图案是相对静置一段时间。这样，随着印刷基材600的移动，线性写入光源300的光线穿过线型缝隙，在印刷基材600的表面持续形成光场图案，同时，由于履带式磁场100和印刷基材600同步移动，因此，履带式磁场100对印刷基材600表面的油墨图案内的颜料片进行诱导从而形成磁版图案。
本实施例的另一种实现方法为：磁场为固定式，通过所述线性写入光源的控制将所述线性写入光源预写入的图案转移至所述印刷基材表面，同时，所述磁场的形状或磁极表面的图案形成的磁场通过对印刷基材表面的油墨图案中的颜料片进行诱导从而使磁场图案转移到油墨图案，也就在在所述印刷基材表面形成磁版图案。
以下列举本实施例之线性写入光源的一个实例，在所述线型缝隙为直线型的前提下，在印刷基材从所述线型缝隙下方通过的过程中，每一个时刻，线性写入光源的某个或某些特定位置上的单点写入光源被控制点亮，其他单点写入光源被关闭，在一个时间段内，所述线性写入光源点亮部分呈现的图案就是“5”，即为本例中的预写入图案，由图中可追溯出每一秒哪一个位置的单点写入光源被控制点亮，例如，第10秒。印刷基材表面的油墨图案中的颜料片被所述线性写入光源诱导获得该图案“5”，即：线性写入光源将该图案转移到了印刷基材表面的油墨图案中。而下一时间段，线性写入光源又可自由呈现新的预写入图案。
实施例三：
本实施例采用两套光磁双场系统，旨在制备一种更加复杂的可变的光磁双场图案。
具体的，第一光磁双场包括相对设置的光场和磁场，如实施例一所示，光场由可控光辊及遮光体构成，磁场可为永磁场、电磁场，也可以是履带式磁场。第二光磁双场由相对设置的UV固化光源和第二磁场构成。
可控光辊被点亮的光源单元形成的图案即为呈二维码的网格图案，表面印刷有可诱导的油墨涂层的印刷基材经过时，油墨涂层上与该二维码的网格图案对应的部分被可控光辊固化，在此过程中，印刷基材表面的油墨涂层中的可诱导材料均在磁场的作用下发生排列变化，二维码网格部分变化后被固化，而二维码网格之外的部分则没有被固化。印刷基材接着通过第二光磁双场，二维码网格部分之外的油墨涂层部分受第二磁场影响，油墨涂层中的可诱导材料的排列角度再次发生变化，同时被UV固化光源固化，使得二维码网格之外的部分变化的同时也实现了固化。
本实施例采用的磁场不同，最后形成的二维码的显微细节不同：不同的磁场对二维码网格部分的可诱导材料可进行不同的诱导，使得二维码部分和二维码之外的部分的被固化的可诱导材料的排列角度、排列角度的排布等均不同。
在实际应用中，可以设置两套以上的光磁双场，使得印刷基材顺序通过该多套系统，从而在印刷基材表面形成复杂度更高的可变安全图案。而且，每一系统中，也可以采用不同的光源和磁场，以形成希望的图案效果。

Claims (8)

1.一种光磁双场形成可变安全图案的系统，其特征在于：其包括：表面印刷或涂覆有可诱导的油墨涂层的印刷基材和用于在所述印刷基材表面形成可变安全图案的至少一套光磁双场单元，所述印刷基材顺序经过所述至少一套光磁双场单元；每一光磁双场单元均包括相对设置的磁场和对印刷于基材上的油墨涂层具备固化功能的光场，所述印刷基材从光场和磁场之间经过，在此过程中，所述磁场对所述印刷基材表面的与磁场对应的面积内的油墨涂层内的颜料片进行诱导，改变其排列方向，同时所述油墨涂层的与所述光场对应的部分又被所述光场固化；至少其中一套光磁双场单元中的光场由可变的可控光辊或线性写入光源形成，不同时间点所述可控光辊或线性写入光源的发光点被控制形成独特的光场图案，使得印刷基材表面的油墨涂层的与所述光场图案相应的部分被固化形成独特的安全图案；
当所述光场为可控光辊时，所述可控光辊是在一定尺寸的辊表面，阵列式安装若干独立可控的光源单元，所述光源单元对印刷于基材上的油墨涂层具备固化功能；通过控制光辊表面的光源单元的开关，在不同时间点形成不同的光学图案；
所述光磁双场还包括：设置于所述磁场的两个磁极之间或磁场单极处的传送装置及遮光体；所述可控光辊设置于所述印刷基材上方，所述遮光体设置于所述可控光辊和所述印刷基材之间，用于将所述可控光辊遮挡为仅向所述印刷基材裸露出线型缝隙，所述传送装置用于带动所述印刷基材相对于所述遮光体移动；通过所述可控光辊的滚动，在所述磁场的作用下，将可控光辊表面的图案通过所述线型缝隙转移至所述印刷基材表面，同时，所述磁场的形状或磁极表面的图案形成的磁场在所述印刷基材表面形成磁版图案；
当所述光场为线性写入光源时，所述线性写入光源是由若干单点写入光源组成的单排光源，其通过控制所述单点写入光源的开、关来实现整体线性写入光源的光信号的变化，其对印刷于基材上的油墨涂层具备固化功能。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述磁场是永磁场、电磁场或与传送装置同步的履带式磁场；所述永磁场或电磁场的形状是柱形、马蹄形、均匀磁场或球冠型磁场，所述履带式磁场为橡胶磁式的履带或者装夹磁版的履带。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述线型缝隙的线宽为0.1-3毫米，所述可控光辊上的发光单元为物理尺寸不大于0.1-3平方毫米的矩形。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：在所述可控光辊下方的所述传送装置和印刷基材均为平面，通过所述传送装置的单向平移实现可控光辊上的图案转移至所述印刷基材的表面；或者，所述传送装置为圆柱状传送辊，所述遮光体与所述传送辊的形状匹配。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述光场由线性写入光源构成，所述磁场为履带式磁场或固定式磁场；所述光磁双场还包括用于传送所述印刷基材的传送装置，所述印刷基材设置于所述线性写入光源和所述磁场之间，当所述磁场为履带式磁场时，所述履带式磁场和所述传送装置同步，通过所述线性写入光源的控制和履带式磁场的移动将所述线性写入光源预写入的图案转移至所述印刷基材表面，同时，所述履带式磁场的在所述印刷基材表面形成磁版图案；当所述磁场为固定式磁场时，通过所述线性写入光源的控制将所述线性写入光源预写入的图案转移至所述印刷基材表面，同时，所述磁场的形状或磁极表面的图案形成的磁场在所述印刷基材表面形成磁版图案。
6.根据权利要求4所述的系统，其特征在于：每排光源的线宽为0.1-3毫米，其发光系统由应用光学系统、光纤系统和光挡板组合而成。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于：所述线性写入光源的发光部分为不大于0.1-1平方毫米的矩形。
8.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于：其包括两套光磁双场单元，第一光磁双场单元包括相对设置的光场和磁场，光场由可控光辊及遮光体构成，第二光磁双场由相对设置的UV固化光源和第二磁场构成；可控光辊被点亮的光源单元形成呈二维码的网格图案，表面印刷有可诱导的油墨涂层的印刷基材经过时，油墨涂层上与该二维码的网格图案对应的部分被可控光辊固化，在此过程中，印刷基材表面的油墨涂层中的可诱导材料均在磁场的作用下发生排列变化，二维码网格部分变化后被固化，印刷基材接着通过第二光磁双场，二维码网格部分之外的油墨涂层受第二磁场影响，油墨涂层中的可诱导材料的排列角度再次发生变化，同时被UV固化光源固化，使得二维码网格之外的部分变化的同时也实现了固化。
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