CN1167555C - 具有凹印对比作用的安全文件或装置 - Google Patents

Abstract

一种安全文件或装置具有：一基片(2)；一贴敷在该基片(2)上并具有一至少为60光泽单位的反射率的光滑的高度反光层(1)；以及，一利用一印刷工艺贴敷在所述反光层(1)上的隆起的线条或小片的印刷图像(3)，并具有一约10μm-100μm、通常为30μm的高度，一类似的间隔是邻接的线条或小片，用于印刷图像的油墨的色调色度值为30-约50色度单位，趋向于一60色度单位的章度值，油墨的亮度为至少50L度，通常为70-100L度。

Description

具有凹印对比作用的安全文件或装置

发明领域

本发明涉及诸如护照、证券、钞票的安全文件和如安全通行证之类的安全装置。

发明背景

安全工业总是寻找新的制造技术、资料和作用，这些技术、资料和作用提供改善的和或附加的安全性，并在交换这些文件时将提供给“普通人”较大的保险(可信性)，同时也提供人们将要看到的一具有美学吸引力的文件。

印刷品始终具有利用照相复印或扫描装置以及在商界到处现存的简单的印刷技术进行复制或模拟。所以，在不同的光照条件下能改变色彩或形状的装置和或几何学使伪造或模拟该文件的任务困难得多。

聚合物安全基片的引入以一种节省成本和保密的方式提供了制造保密装置用的一种完美的介质。正如通过凹印工艺已经印刷了多数高水平的保密文件，一种熟知的使用提高了的温度和高压力(70°-90℃，25-30千泊)的印刷方法、用于此方法的机器和专用油墨仅仅出售给真正的保密印刷者，以提供一定程度的固有的保密性。

在我们的国际专利申请PCT/AU98/00046中，所描述的一种印刷安全文件或装置包括一反光的或光亮着色的底层和利用一印刷工艺施加在该底层上的一隆起的印刷图像，隆起的印刷图像的至少一部分具有至少5μm的高度，当在不同的光照条件下从不同的角度观察时，该图像由于反光或光亮着色的底层而增强。随后的对于由这样的结构产生的作用的研究揭示了：为取得最好的结果，重要的是，该底层应是高度反光的，该隆起的印刷图像用一种具有预定的色度和亮度的油墨进行印刷。

发明概要

本发明提供一安全文件或其他装置，包括：一基片；一贴敷在该基片上并具有一至少为60光泽单位(gloss unit)的反射率的光滑的高度反光层；以及，一利用一印刷工艺贴敷在所说的反光层上的隆起的印刷图像，至少部分所说的隆起的印刷图像具有一至少10μm的高度，所说印刷图像是使用一种油墨印刷的，该油墨的色调具有一至少为30色度单位的色调值和/或一至少为50亮度单位的亮度。

通过在一上面限定的一高度反光层上印刷图像，当在不同的角度和在不同的照明条件下看时，该隆起的图像被明显地增强了，所以，能在该文件或装置上产生一被裸眼容易注意到的安全作用，将保持对该文件的使用寿命的有效性，并将满足安全文件如钞票的反复制要求。

本发明还提供一制造一保密文件或其他装置的方法，该方法包括以下步骤：将一光滑的高度反光层贴敷在一基片上，所说反光层具有一至少为60光泽单位的反射率；以及，在该反光层上印刷一隆起的印刷图像，至少部分所说的隆起的印刷图像具有一至少为10μm的高度并使用一种油墨印刷，该油墨的色调具有一至少为30色度单位的色调值和/或一至少为50L度(亮度单位)的亮度。

该光滑的高度反光层可利用印刷贴敷而作为用于印刷安全文件和装置如钞票的凹印工艺的一部分。如需要的话，可使用其他印刷工艺如丝网印刷来贴敷该层。替代用的另一种方法是，通过将具有所需的反射率的箔热模印(hotstamping)在基片上而实现一具有所需的反射率的基片。

当通过一印刷工艺贴敷该光滑的高度反光层时，该层的厚度约为3μm。

该层最好是限制在该形成该保密文件或其他装置的基片的一较小区域或小片，从而在该文件或装置上形成一专门的安全特征。

该基片最好是一种光滑的基片，如在澳大利亚钞票制造中使用的、并由本申请人以商标GUARDIAN制造和出售的那类层压聚合物材料，或任何适于在安全文件或装置的生产中使用的其他表面光滑的聚合物。尽管纸基片不如聚合物基片那样光滑，通过将一反光小片印刷或层压在一纸基片上能获得可接受的结果，然后通过接着的凹印印刷工艺对该纸基片进行砑光处理。

当通过印刷贴敷该光滑的高度反光层时，所使用的油墨应当包含被选用的颜料和粘合剂，该粘合剂能使固化的反光表面在一与所期望的该文件的使用寿命相比为被延长了的时间段内接受起化学和物理损坏。

尽管可使用能在该反光层上制造隆起的线条或小片的其他已知的印刷工艺，最好采用凹印工艺贴敷该印刷图像。该印刷图像通常的平均高度约为10μm-100μm，该高度大概是使用该凹印印刷工艺能达到的高度的上限，而一类似的宽度、一在相邻的线条或小片之间的间隔或节距的大小应当使一高度与节距之比值约为1∶1-1∶3。在一实例中，在图像里的线条/小片的高度约为20μm-30μm，一类似的宽度和一节距约为30μm。

对上面描述的比率值的采纳导致反光小片，当借助于从后边射来的一光源观察时该小片事实上保持反射，该小片将支配着该观察者眼睛的感觉。此外，在较低的观察角时，相对于观察者和光源仍然以一不反射方式具有足够的小片表面，以与较亮的和反光的凹印油墨作出对比。

用于印刷图像的凹印油墨有一趋向于章度(saturation)为60色调单位的色调色度值(hue chroma value)。尽管最小的色度值应当约为30色度单位，要达到最好的结果的一实际采用的色度值为至少50色度单位，该值比较接近于章度值。该油墨的亮度应当类似地大于50L度，该亮度将通常为70-100L度数量级。

通过在该油墨里添加一种发光剂如TiO₂，该种油墨能实现一合适的亮度值，该种油墨具有所要求的色调和色度值。加到油墨里的TiO₂的量将取决于所选择的油墨的色调，并可从约3％变化到约10％。

通过在凹印油墨里使用纯颜色能在一定程度上实现上述描述的作用，该颜色最好使其色调位于由国际照明委员会(Commission Internationale deI’Eclairage)于1976年定义的L^*a^*b^*颜色空间象限(colour spacequadrant)。但是，为了最好的结果，上述添加的TiO₂改善了印刷图像的不透光性而足以隐藏反射的小片，并提供了附加的反射率，使当超过图4所示的40°窗口观察金属反光小片时可容易地观察到。二氧化钛的添加在该最佳实施例里通过消耗填充物碳酸钙达4％，可实现上述不透光性的限值和反射技术参数而不会丧失任何亮度或色调章度。这样被增强的凹印油墨的增大了的反射率使能以非反光小片的观察窗的一个角度清楚地观察到凹印图像。

附图简要说明

以下将参阅附图描述本发明的一最佳实施例，附图中：

图1-3示意表示了安全文件或其他装置实施该发明功能的方式；以及

图4图示了一最佳实施例，是实施该发明的一安全文件的一部分的一立剖面图。

最佳实施例的描述

在诸最佳实施例中，利用照相凹版印刷工艺将金属油墨小片1印刷在一平滑的聚合物基片2如目前用在澳大利亚和国外的聚合物钞票制造上的任何一种聚合物基片之上。下列最佳的油墨配方和凹版照相雕刻技术参数将产生可接受的结果。

为了获得高度反光表面，可使用两个系统(金和银)。配方和凹版照相雕刻技术参数如下：

银色反光小片

埃克特铝(Eckart Aluminium)(PCA)-18％       Syloid 308-0.5-1.0％

树脂(两单元聚氨酯系统)-35％                催化剂-5.3％

MIBK-3％

添加乙基乙酸盐以使用Zahn cup No.2达到一印刷黏度(21-23秒)

金色反光小片

埃克特金(Rotoflex，Resist Grade Rich Pale Gold)-31％

树脂(两单元聚氨酯系统)-29％     MIBK-3％

Syloid 308-0.5-1.0％            催化剂-4.4％

添加乙基乙酸盐以使用Zahn cup No.2达到一印刷黏度(21-23秒)

用于这些颜料的气缸构形是：

壁＝10μm     宽度＝200.1838μm

槽＝36μm     Cell深度＝57.78807μm

线条数目/厘米＝59μm    描形针＝120°

屏＝41.2μm

为了测量这些金属表面的镜反射度(％(R_s))，可使用以下等式：

$R_s(\%)=50\left[\right[\frac{\cos i-\sqrt{n^2-{\sin }^{2}i}}{\cos i+\sqrt{n^2-{\sin }^{2}i}}{]}^2+\left[\frac{n^2\cos i-\sqrt{n^2-{\sin }^{2}i}}{n^2\cos i+\sqrt{n^2{+\sin }^{2}i}}{]}^2\right]$

式中：i＝镜面(入射)角；以及

      n＝该表面的折射率

这个公式可在ASTM标准D 2457-97，塑料薄膜和固体塑料的镜面光泽的标准测试方法中找到。

一种合适的仪器是Micro-Tri-Gloss测定表，该仪表使用上述方法学以测量光泽度单位。诸结果与一折射率为1.567的高度抛光的黑表面有关。

以下是在45°时对不同的基片所测得的典型的测量值：

无光泽白纸—                                                                        ＝5.4

不透明化的基片^TM″                                                           ＝10.1

金属银油墨(在纸上)                              ＝20.4

在不透明化的基片^TM″上的银                      ＝102.3

注意：在45°角时，一完美的镜面测量值为1000。

使用无光泽白纸，光线沿着镜面反射和其他方向反射。一个表面反射一光源的能力明显减小了。使用不透光基片，该表面是无光泽和较为平滑的，但是该光源还是被镜面反射了。在纸上的金属油墨较好一点，但是，较粗糙的表面仍然影响着该油墨的反光特性。另一方面，在不透光的“Guardian基片^TM”上的金属油墨较能反光。反射光的强度取决于照明的角度和材料特性。

一印刷图像3借助于凹印工艺使用一种具有选取的色度值和亮度值的油墨贴敷于反射的小片上。下面将最可取的油墨配方与类似色调的标准配方作比较：

为配置100单元的凹印油墨，其配方如下：

增强的配方                  标准配方

聚氨酯树脂—     36          聚氨酯树脂—              36

聚乙烯蜡—          5          聚乙烯蜡—                    5

蜡—                      5          蜡—                                5

碳酸钙—              30         碳酸钙—                        34

烃类溶剂—          8          烃类溶剂—                     8

干燥剂—              1          干燥剂—                         1

CIBA黄，  2GLTE—11       CIBA黄，  2GLTE—       11

TiO₂-            4

L＝83.52，a＝-1.00，b＝4.56  L＝82.11，a＝-4.59，b＝28.32

另一凹印油墨颜色的配方如下：

聚氨酯树脂—     36          聚氨酯树脂—              36

聚乙烯蜡—          5          聚乙烯蜡—                   5

蜡—                      5           蜡—                          5

碳酸钙—              30          碳酸钙—                  34

烃类溶剂—           8           烃类溶剂—              8

干燥剂—               1           干燥剂—                   1

CIBA绿GLN—         11          CIBA黄，2GLTE—     11

TiO₂-          4

L＝79.37，a＝-6.97，b＝5.21       L＝66.99，a＝-22.57，b＝9.12

在凹印油墨配方中增加TiO₂提高了反光率，而同时保持该油墨薄膜的不透光性。事实上，白色(TiO₂)本身也产生一色彩转移，正如着色颜料一样有效，所以可替换上述诸实例里的颜料组份。

如果凹印油墨少于5μm，不能产生所希望的作用，这就是为何必须使用凹印油墨或类似油墨而不用胶版油墨的原因。图像应当包括一矩阵的线条或小片，诸如一肖像、一数字，或一潜像。凹印油墨的高度实现了两个事情：它确保了油墨薄膜的不透光性，所以通过被包起来的油墨就看不到从凹印小片之下方的反射油墨，该高度使当该文件相对于光源旋转时可看到较少的凹印小片。图4的实例中，该油墨的高度约10μm，而相邻线条或点4之间的间隔约30μm，当观察角为月33.69°时高度与小片比为1∶3，如第一个箭头所图示的，小片1被平分，当在一角度21.8°时就消失了小片1。

当在反光小片上印上凹印油墨后(如图4所示)，就能在一垂直于光源的角度看到该小片，如图1所示，该观察者将看到两种不同的颜色，即高度反光的金属小片和凹印油墨的较纯的颜色。随着观察角慢慢变化，即如图2、3所示，从一垂直角度到一相对于光源的一较为倾斜的角度时，由于在该角度时反射得较少，所以反射的金属小片就变得较模糊，凹印颜料变得较亮并较增强。

包含了反光小片和增强的凹印油墨的基片能经受严厉的诸如折皱、弄脏和腐蚀的物理磨损和撕裂和诸如适度的腐蚀性的、水、干洗和出汗的化学腐蚀，最后，它在一与该文件的使用寿命相比为被延长了的时间段里具有非常好的光不褪色性能。

Claims (34)

1.一安全文件，它包括：一基片；一贴敷在所述基片上并具有一至少为60光泽单位的反射率的光滑的高度反光层；以及，一利用一印刷工艺贴敷在所述反光层上的隆起的印刷图像，至少部分所述隆起的印刷图像具有一至少10μm的高度，所述印刷图像是使用一种油墨印刷的，该油墨的色调具有一至少为30色度单位的色调值和/或一至少为50亮度单位的亮度。

2.按照权利要求1的安全文件，其特征在于，该隆起的印刷图像包括诸线条或小片，它们的平均高度为10μm-100μm，并有一类似的宽度，相邻的线条或小片之间的间隔或节距的大小应当使高度与节距之比值为1∶1-1∶3。

3.按照权利要求2的安全文件，其特征在于，该隆起的印刷图像的平均高度为20μm-40μm，并有一类似的宽度。

4.按照权利要求1或2的安全文件，其特征在于，用于印刷图像的凹印油墨的色调色度值在30色度单位-60色度单位的范围。

5.按照权利要求1或2的安全文件，其特征在于，该平滑的高度反光层限制在该基片的一区域或小片，从而在该文件或装置上形成一区域专门安全特征。

6.按照权利要求1或2的安全文件，其特征在于，该平滑的高度反光层利用印刷贴敷在基片上。

7.按照权利要求6的安全文件，其特征在于，该基片是一塑料膜，该平滑的高度反光层直接贴敷在该基片上，以采用该膜的反光特性。

8.按照权利要求6的安全文件，其特征在于，该基片是一塑料膜，该平滑的高度反光层贴敷在一不透光的油墨层上，该油墨层贴敷于该基片的表面。

9.按照权利要求6的安全文件，其特征在于，该基片是一具有一平滑表面的纸膜，所述平滑的高度反光层贴敷在该表面上。

10.按照权利要求8的安全文件，其特征在于，该平滑的高度反光层利用一凹印印刷工艺贴敷于该基片。

11.按照权利要求1或2的安全文件，其特征在于，该隆起的印刷图像是利用一凹版印刷工艺贴敷的。

12.按照权利要求6的安全文件，其特征在于，该平滑高度反光层的厚度为3μm。

13.按照权利要求3的安全文件，其特征在于，该隆起的印刷图像的平均高度为30μm，并有一类似的宽度。

14.按照权利要求3的安全文件，其特征在于，相邻的线条或小片之间的平均间隔或节距为30μm。

15.按照权利要求4的安全文件，其特征在于，油墨的亮度为70亮度单位-100亮度单位。

16.一种制造一安全文件的方法，该方法包括以下步骤：将一光滑的高度反光层贴敷在一基片上，所述反光层具有一至少为60光泽单位的反射率；以及，在该反光层上印刷一隆起的印刷图像，至少部分所述的隆起的印刷图像具有一至少10μm的高度并使用一种油墨印刷，该油墨的色调具有一至少为30色度单位的色调值和/或一至少为50L度的亮度。

17.按照权利要求16的方法，其特征在于，该隆起的印刷图像包括诸线条或小片，它们的平均高度为10μm-100μm，并有一类似的宽度，相邻的线条或小片之间的间隔或节距的大小应当使高度与节距之比值为1∶1-1∶3。

18.一安全装置，它包括：一基片；一贴敷在所述基片上并具有一至少为60光泽单位的反射率的光滑的高度反光层；以及，一利用一印刷工艺贴敷在所述反光层上的隆起的印刷图像，至少部分所述隆起的印刷图像具有一至少10μm的高度，所述印刷图像是使用一种油墨印刷的，该油墨的色调具有一至少为30色度单位的色调值和/或一至少为50亮度单位的亮度。

19.按照权利要求18的安全装置，其特征在于，该隆起的印刷图像包括诸线条或小片，它们的平均高度为10μm-100μm，并有一类似的宽度，相邻的线条或小片之间的间隔或节距的大小应当使高度与节距之比值为1∶1-1∶3。

20.按照权利要求19的安全装置，其特征在于，该隆起的印刷图像的平均高度为20μm-40μm，并有一类似的宽度。

21.按照权利要求18或19的安全装置，其特征在于，用于印刷图像的凹印油墨的色调色度值在30色度单位-60色度单位的范围。

22.按照权利要求18或19的安全装置，其特征在于，该平滑的高度反光层限制在该基片的一区域或小片，从而在该文件或装置上形成一区域专门安全特征。

23.按照权利要求18或19的安全装置，其特征在于，该平滑的高度反光层利用印刷贴敷在基片上。

24.按照权利要求23的安全装置，其特征在于，该基片是一塑料膜，该平滑的高度反光层直接贴敷在该基片上，以采用该膜的反光特性。

25.按照权利要求23的安全装置，其特征在于，该基片是一塑料膜，该平滑的高度反光层贴敷在一不透光的油墨层上，该油墨层贴敷于该基片的表面。

26.按照权利要求23的安全装置，其特征在于，该基片是一具有一平滑表面的纸膜，所述平滑的高度反光层贴敷在该表面上。

27.按照权利要求25的安全装置，其特征在于，该平滑的高度反光层利用一凹印印刷工艺贴敷于该基片。

28.按照权利要求18或19的安全装置，其特征在于，该隆起的印刷图像是利用一凹版印刷工艺贴敷的。

29.按照权利要求23的安全装置，其特征在于，该平滑高度反光层的厚度为3μm。

30.按照权利要求20的安全装置，其特征在于，该隆起的印刷图像的平均高度为30μm，并有一类似的宽度。

31.按照权利要求20的安全装置，其特征在于，相邻的线条或小片之间的平均间隔或节距为30μm。

32.按照权利要求21的安全装置，其特征在于，油墨的亮度为70亮度单位-100亮度单位。

33.一种制造一安全装置的方法，该方法包括以下步骤：将一光滑的高度反光层贴敷在一基片上，所述反光层具有一至少为60光泽单位的反射率；以及，在该反光层上印刷一隆起的印刷图像，至少部分所述的隆起的印刷图像具有一至少10μm的高度并使用一种油墨印刷，该油墨的色调具有一至少为30色度单位的色调值和/或一至少为50L度的亮度。

34.按照权利要求33的方法，其特征在于，所述隆起的印刷图像包括诸线条或小片，它们的平均高度为10μm-100μm，并有一类似的宽度，相邻的线条或小片之间的间隔或节距的大小应当使高度与节距之比值为1∶1-1∶3。

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