CN1946569A - 在一层中包括墨印混合物的分层型有价文件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种有价文档，尤其是纸币，所述有价文档具有通过激光辐射在其上引入有标识符的一序列层，所述标识符在视觉上和/或机械地可觉察到，并且其形式为图案、字母、数字或图像。根据本发明，所述序列层包含标记层(22)，所述标记层(22)由表现为激光－辐射－吸收混合物成分(26)和激光－辐射－透明混合物成分(24)的油墨混合物(26，24)构成，由于所述油墨混合物(26，24)的光学属性的改变是不能还原的，所以通过激光辐射的作用，所述标识符在视觉上和/或机械地可觉察的。

Description

在一层中包括墨印混合物的分层型有价文件
技术领域
本发明涉及一种有价文档，尤其是纸币，所述有价文档具有一序列层，通过激光辐射以图案、字母、数字或图像的形式在所述一序列层上引入在视觉上和/或机械地可觉察到标识符。本发明还涉及具有上述序列层的有价文档s的安全元素，以及用于制造上述有价文档s或安全元素的方法。
背景技术
例如信用卡或身份证的识别卡长久以来通过激光雕刻来特制。在通过激光雕刻的特制过程中，通过引导合适的激光束，上述卡的材料的光学属性以期望的标识符的形式不能还原地(irreversibly)改变。例如，在公开号为DE 30 48 733 A1的专利中描述了一种识别卡具有施加的信息、并在其表面表现不同颜色层区域，所述颜色层区域被相互置于其他区域的上面，并至少由视觉上可觉察到的个性化数据(personalization data)部分地遮断。
通常，有价文档s(例如纸币、股票、公债、证书、凭单、支票checks、门票等)设置有个性化标记，例如序列号。
发明内容
基于上述内容，本发明的目的在于提出上述类型的有价文档，该有价文档表现为高假冒安全性的激光生成的标识符。为了进一步增加安全性和可觉察性，标识符应该被尤其与附加的难以仿照的光学效应关联。
上述目标通过具有独立权利要求所述的特征的有价文档和安全元素都到解决。用于制造有价文档和安全元素的方法在并列的权利要求中规定。本发明的进一步内容由从属权利要求限定。
根据本发明的第一方面，有价文档的序列层包含标记层，所述标记层由表现为激光-辐射-吸收混合物成分和激光-辐射-透明混合物成分的油墨混合物构成。在这里，由于所述油墨混合物的光学属性的改变是不能还原的，所以通过激光辐射的作用，所述标识符在视觉上和/或机械地可觉察的。在本说明书的上下文中，术语“序列层”指的是一序列至少一个、但通常为多个的层，这些层被置于其他层的顶部和/或紧接下一层。术语“光学属性”覆盖了用于吸收和放射光学辐射(紫外、可视或红外辐射)的主要材料属性，但是还覆盖了光学辐射的入射的其他特殊响应，例如荧光或磷光发射。
下面将详细描述，在激光辐射的作用下，吸收混合物成分的例如能够被漂白、蒸发、改变其发射属性，或者通过化学反应转变为具有其他光学属性的材料。
在本发明的优选版本中，引入的标识符无需辅助工具在视觉上是可觉察到的。这就意味着不需要特殊的器件照亮或观看标识符，标识符在通常的周围环境下对于肉眼是可觉察的。
油墨混合物优选地包含在颜色上光学可变的颜料(尤其是光学可变的液晶颜料、或透明或半透明凹板墨)用作激光-辐射-透明混合物成分的，以及例如包含光学可变的干涉层颜料作为吸收混合物成分。光学属性的改变不能还原的其他油墨成分，例如凹板墨、金属油墨或金属颜料、发光油墨或发光颜料、有光泽颜料或热变色油墨也能够被用作吸收混合物成分。
还存在的一种可能是，吸收混合物成分的光学属性不会改变，而油墨混合物包含这样一种油墨成分，其与吸收混合物成分相互作用，并且其光学属性的改变仅仅通过所述吸收混合物成分的激光辐射吸收是不能间接地还原的，尤其是局部温度升高而在标记层导致的属性改变
特别地，本身为非吸收的油墨成分，例如凹板墨、发光油墨或发光颜料、有光泽颜料或热变色油墨，可以被用作上述相互作用的油墨成分。该油墨混合物包含例如油墨混合物包含例如碳黑、石墨、TiO2或红外吸收体作为吸收混合物成分。
在本发明优选的实施方式中，激光-辐射-透明层被设置于有价文档的标记层和基底之间。在另一个优选的实施方式中，所述序列层表现为至少一个激光-辐射-吸收层和激光-辐射-透明层，这两层都置于所述有价文档的所述标记层和基底之间。
这里，激光-辐射-透明层优选地被设置于吸收层和标记层之间。将附加的激光-辐射-透明层设置于有价文档的吸收层和基底之间同样是有利的。
根据本发明的进一步有利发展，吸收层或透明层中的一个或多个被构建为承载信息。这里，所承载信息的结构至少部分地用印刷技术产生。当所承载信息的结构至少部分地通过激光辐射产生，尤其是通过吸收层的选择性的消融产生时，同样是有利的。这里尤其有利的是，印刷技术机构和激光消融能够相互作用或补充，以产生仅仅用印刷技术不能够复制的特殊效应，例如将在下面描述的对准效应(register effect)。
在另一个有利的实施方式中，所述序列层除了包含所述吸收层外，还包含由表现为激光-辐射-吸收混合物成分和激光-辐射-透明混合物成分的油墨混合物构成的附加层。在这里，附加的油墨混合物层被置于有价文档的标记层和基底之间。优选地，附加的油墨混合物层表现为上述的用于标记层的油墨混合物。如果合适的话，附加的油墨混合物层用印刷技术构建为承载信息。
在激光冲击序列层后，在附加的油墨混合物层仅仅保留透明混合物成分。该实施方式因此能够用作标记层的基底，以替换透明层和吸收层。也就是，有颜色的基底通过激光辐射的作用而变得可见，并且能够节约印刷层以及从而节约一个处理步骤。对于附加的油墨混合物层来说，例如用来补偿或西德尼龙版(Nyloprint)印刷的油墨混合物也是合适的，如果适当地具有附加效应成分的话。例如可以使用由吸收米洛丽蓝、红和黄构成的黑色混合物。通过激光辐射的作用，可选择地将蓝色去除而保留橙色色调。
在所描述的所有实施方式中，承载信息的结构有利地构成了标识符的至少一部分，并且由于油墨混合物的光学属性的不能还原改变而在视觉上是可觉察到的。例如，承载信息的结构通过印刷技术而被引入到各种印刷层，这些印刷层与原先不透明或仅仅是半透明的标记层相互作用。通过激光的作用，标记层变为透明区域、或甚至被去除，从而使得下面的结构变得可以觉察到。
在本发明的另一个相似的优选实施方式中，所引入的标识符在视觉上是不可觉察到的，或至少不通过辅助工具是觉察不到的。这就意味着，例如需要特殊的照明设备或专门的观察设备来检测标识符，而该标识符基本上对于肉眼来说在普通的周围环境下是不可见的。这种标识符在所有的纸币或其他重要数据载体上使用时是有利的，由于它们对于人眼来说是基本看不到的，并仅仅略微中断或一点也不中断数据载体的设计，以及在数据载体上需要很少的空间并自身就构成了安全特征。
优选地，引入的标识符在红外线光谱范围是可觉察到的。标识符能够从它们的周围物体中凸显出来，例如，在利用红外灯照射后，在它们的IR反射及利用这种方式，标识符能够用红外检测器检测到并机械地读取。
在另一种有利的设计中，所引入的标识符在用紫外辐射照射后是可察觉的。在这里，例如，利用紫外光谱范围中的不同反射率可以获得有益的效果，或能够提供在紫外辐射激励后能够发射可见或红外辐射的发光基底。
吸收混合物成分和透明混合物成分优选地在可视的光谱范围内显示为相同的色调，从而使得在没有辅助装置的情况下用肉眼看不到标识符。在这里，油墨混合物优选地在视觉上表现为不同于黑色的色彩，也就是显示为例如绿色、蓝色或红色。
已经证实当透明混合物成分的比例大于所述吸收混合物成分的比例时是有利的。这就使得容易地获得对于肉眼来说是不能够觉察到的标识符，不管与机械的检测相比其性能是足够高的。具体地，透明混合物成分在油墨混合物中便利地表现为60％或更多，优选为70％或更多，更优选为80％或更多。
根据本发明的第二方面，有价文档的序列层表现为至少一个激光-辐射-吸收层和激光-辐射-透明层，所述吸收层和透明层中的至少一个包含颜色光学可变的颜料。在该实施方式中，在激光辐射的作用下，所述标识符由于吸收层的选择性消融而在视觉上是可觉察到的。
在这里，吸收层和透明层中的至少一个被有利地构建为承载信息，所承载信息的结构至少部分地用印刷技术产生。同样有利地，所承载信息的结构至少部分地通过激光辐射产生，尤其是通过(附加的)吸收层的选择性的消融。颜色光学可变的颜料优选地由液晶颜料或干涉层颜料构成。
根据本发明的另一个方面，机械上可觉察到的标签被引入到有价文档的一序列层中。在这个方面的第一版本中，序列层表现为至少一个激光-辐射-吸收层和激光-辐射-透明层。在这里，吸收层和透明层在可视的光谱范围内显示为相同的色调，在激光辐射的作用下，所述标识符由于吸收层的选择性变化而在视觉上是可觉察到的。然而它们在视觉上是不能够觉察到的，至少没有辅助工具是觉察不到的。
在本发明的这个方面，引入的标识符优选地在红外光谱范围内是可觉察到的、或在用紫外辐射照射后是可察觉的。有利地，吸收层和透明层在视觉上表现为不同于黑色的色彩。
方便地，激光-辐射-透明层的厚度比吸收层的厚度大，从而使得标识符对于肉眼来说是不可见的。有利地，吸收层置于透明层之上，从而使得在吸收层中吸收标记辐射后，透明层没有破裂的危险。
根据本发明这个方面的另一个版本，序列层和下方的有价文档基底被设计为在可视的光谱范围内具有相同的色调。在这里，序列层表现为至少一个激光-辐射-吸收层。和本发明这个方面的第一个版本一样，在激光辐射的作用下，由于吸收层的选择性变化，标识符为机械地可觉察到的但是在视觉上或至少没有辅助工具的情况下是不可觉察的。同样，所引入的标识符在红外光谱范围内是可觉察到的、或在用紫外辐射照射后是可察觉的。有利地，吸收层和下方的有价文档基底在视觉上表现为不同于黑色的色彩。
在上述两个版本中，能够证实吸收层被构建为承载信息。潜在地提供的透明层也能够被构建为承载信息。优选地，这些承载信息的结构至少部分地用印刷技术产生。同样有利的实施方式是，所承载信息的结构至少部分地通过激光辐射产生，尤其是通过吸收层的选择性的消融。和本发明的第一方面一样，特别有利地，印刷技术构造和激光消融相互作用和补充，以产生仅仅用印刷技术不能够复制的特殊效应。
在本发明的所有方面和版本中，标识符能够包括用于有价文档的个性化标记(individualization mark)，例如连续的序列号，以及能够包括符号码，例如条形或矩阵码等。
本发明还包括用于有价文档的安全元素，所述安全元素设置有根据本发明的上述方面和版本的一序列层。
本发明还包括一种用于制造具有一序列层的安全元素或有价文档的方法，包括：
选择预定波长的激光；
在所述序列层的基底或层上施加标记层，所述标记层由这样的油墨混合物构成，该油墨混合物表现为吸收所述预定波长的激光的激光辐射的混合物成分以及对于所述预定波长的激光的激光辐射为透明的混合物成分；以及
通过利用所述预定波长的激光的激光辐射对所述序列层进行冲击，将标识符以图案、字母、数字或图像的形式引入所述序列层，所述图案、字母、数字或图像在所述激光辐射的作用下，由于所述油墨混合物的光学属性的不能还原的变化，而在视觉上和/或机械上是可觉察到的。
在这里有益地，如果合适的话，在所述安全元素或有价文档的标记层和基底之间施加，具体地是冲击，至少一个激光-辐射-吸收层以附加的激光-辐射-透明层。
在用于制造具有一序列层的安全元素或有价文档的附加方法，包括：
选择预定波长的激光；
在所述序列层的基底或层上施加吸收所述预定波长的激光的至少一个层，以及施加对于所述预定波长的激光的激光辐射为透明的至少一个层，所述吸收或透明的层中的至少之一包含光变的彩色颜料；以及
通过利用所述预定波长的激光的激光辐射对所述序列层进行冲击，将标识符以图案、字母、数字或图像的形式引入所述序列层，在激光辐射的作用下，所述图案、字母、数字或图像由于吸收层的选择性消融而在视觉上是可觉察到的。
在所述的两种方法中，所述吸收层或所述激光-辐射-透明层中的至少之一被构建为承载信息。所述承载信息的结构至少部分地用印刷技术产生。同样有利地，所述承载信息的结构至少部分地通过激光辐射的作用产生，尤其是通过(附加的)吸收层的选择性的消融。
根据本发明的另一个方面，本发明包括一种用于制造具有一序列层的安全元素或有价文档的方法，包括：
选择预定波长的激光；
在所述序列层的基底或层上施加吸收所述预定波长的激光的激光辐射的至少一个层，以及施加对于所述预定波长的激光的激光辐射为透明的至少一个层，所述吸收或透明层在可视的光谱范围内具有相同的色调；以及
通过利用所述预定波长的激光的激光辐射对所述序列层进行冲击，将标识符以图案、字母、数字或图像的形式引入所述序列层，在激光辐射的作用下，所述图案、字母、数字或图像由于所述吸收层的选择性变化可机械地觉察，而在视觉上或至少没有辅助工具是不可觉察到的。
根据本发明的另一个方面，本发明包括一种用于制造具有一序列层的有价文档的方法，包括；
选择预定波长的激光；
在所述序列层上施加所述有价文档的基底，所述序列层在可视的光谱范围内具有相同的色调，并具有吸收所述预定波长的激光的至少一个层；以及
通过利用所述预定波长的激光的激光辐射对所述序列层进行冲击，将标识符以图案、字母、数字或图像的形式引入所述序列层，在激光辐射的作用下，所述图案、字母、数字或图像由于所述吸收层的选择性变化可机械地觉察，而在视觉上或至少没有辅助工具是不可觉察到的。
Nd:YAG激光或Nd:YVO4激光或波长从UV到远红外的其他类型激光被用作激光源，这些激光还经常有利地具有倍频或三重频率。
特别有利地，使用接近于红外的激光源，这是因为这些波长范围很好地适于用于有价文档s的基底和印刷油墨的吸收属性。例如，例如能够容易地规定该范围内的印刷油墨对于激光辐射是透明的，但是在人类可视的光谱范围中为不透明的和有色的。特别有利地，使用波长为0.8μm到3μm的红外激光，尤其是Nd:YAG激光或Nd:YVO4激光。
在例如使用Nd:YAG标记激光(λ＝1,064μm)时，能够在序列层中雕刻矢量，这对于上述所有的快速雕刻来说是有利的。为此，Nd:YAG激光能够被操作为脉冲频率在20kHz到连续波之间，输出在10到100W之间(例如50W)，横向速度为3到30m/s之间(优选为7到20m/s之间)。透镜和基底之间的工作距离被选择为小于用来最佳聚焦以获得对激光点稍微有些散焦的距离。
在用于标识符的另一个实施方式中，Nd:YVO4标记激光(λ＝1,064μm)被光栅的模式操作，这就对于上述的护照卡或数据页来说是有利的。为此，Nd:YVO4激光能够被操作为脉冲频率在20kHz到80kHz之间，输出在0.5到4W之间点浓度为250到4800dpi之间。在这里激光点也稍微有些散焦。
附图说明
下面将参照附图描述本发明的其他示例性的实施方式和有益效果，其中在附图中为了清楚省略了刻度和比例，其中，图1为具有根据本发明设计的标识符的钞票的示意图；
图2为具有在区域变化的标记层并由感触油墨混合物构成的基底；
图3为具有选择性地融化的一系列吸收和透明层的基底；
图4为根据本发明示例性是实施方式的有价文档，其中，图4(a)中的document的标识符区域为俯视的，图4(b)中的层结构是沿着图4(a)中的线B-B获取的截面图；
图5为图4中用于本发明另一示例性实施方式的图；
图5a和图4一样示出了本发明的另一个示例性的实施方式；
图6为有价文档的另一个示例性实施方式，并显示了宏观对准效应；
图7为具有仅在放大镜下可以观察到的微对准的示例性实施方式的有价文档，其中图7(a)显示了在激光冲击之前的层，图7(b)显示了激光冲击之后的标记的序列层；
图8(a)为对图7的有价文档进行俯视的标识符区域，图8(b)为激光冲击区的边界区域的截面；
图9为图7和图8中的有价文档的连续的、经过印刷工艺处理的结构层的分解立体图；
图10为具有机械地可检测到的标识符的有价文档的示例性实施方式，其中，所述标识符在没有辅助装置时是不能够由人眼觉察到的；
图11为图10中的有价文档的一段俯视图，其中图11(a)显示了外观，图11(b)显示了在用IR灯照射时，从IR照相机获取的图像；以及
图12和13为具有机械地可检测到的标识符的有价文档另一个示例性实施方式。
具体实施方式
下面将使用纸币作为实施例对本发明进行描述。图1显示了纸币10的示意图，其中在纸币10前面的标识符区12通过激光束的作用，以图案、字母、数字或图像的形式引入了视觉上可以觉察到的标识符。标识符可例如包括纸币的币值、序列号、签名或其他文本或图形对象。标识符还可以首先在转换元件上形成，接着被应用(尤其是附着到)到纸币。
下面将参照图2和3描述根据本发明的标识符的基本原理。
图2显示了例如纸币或其他有价文档的基底20。在基底20上具有由油墨混合物构成的标记层22，其中油墨混合物由两种混合物成分24和26构成。混合物成分24的其中之一对于随后用来进行标记的红外激光是透明的，而另一混合物成分26则吸收激光辐射。通过激光辐射的作用，用标记用的、具有合适的参数的激光照射标记层22的区域28，以去除、改变吸收用的混合物成分26或使其无效。
根据所使用的材料，吸收用的混合物成分26能够例如被漂白、蒸发、改变其反射属性或通过化学反应转换为具有其他光学属性的材料。总之，区域28中的油墨混合物的光学属性通过照射被不可逆转地改变。能够使用的可能的效应包括颜色变化、颜色改变的结果、照亮颜色、感触油墨混合物的倾斜颜色的改变、或极化属性的局部改变或标记层22的发光属性。
由于油墨混合物由激光引起的光学属性的变化，在有价文档中建立视觉上可察觉到的标识符。它们能够通过标记层自身的照射和修改区域28的形状，或仅与附加的印刷层(例如被构建为包含信息的层)相互作用而形成。
例如，在基底20和标记层22之间能够设置承载信息的印刷层，标记层22的光学属性的变化存在于在另一不透明的层中产生透明的子区域28，从而使得印刷层上的信息在这些子区域中是可视的(在激光照射之后)。
在图3中所示的一种可选的设计中，在基底30上设置一系列层32，即，第一层34(对于选择的波长的激光辐射是透明的)、吸收层36和第二激光辐射透明层38。吸收或透明层中的至少之一包含在光学上可变的彩色颜料。例如，透明层34可以包含跟随观看的角度不同而改变反射颜色的液晶颜料。
通过激光的照射，吸收层36在子区域40中融化，位于吸收层36上方的透明层38通过融化而与吸收层36分离。例如，如果使用红外激光(例如，具有λ＝1,064μm的Nd:YAG激光)来进行融化，则激光-辐射-透明层34和38能够在可视的光谱范围内是不透明的和有色的。通过形成和设计融化区域40，能够将多种标识符引入到序列层32，其中例如液晶层34的光学可变的颜色效应与第二透明印刷层38的单色周边区域形成对比而变得突出。
在图4中示出了本发明的另一个示例性实施方式。在标识符区52，向有价文档50施加一系列的层54。这些层的层结构在截面图4(b)中沿着图4(a)中的线B-B显示。在标识符区域，有价文档的基底56刻有印刷层58。印刷层58对于红外线辐射来说是透明的，但是在可视的光谱范围内是黑暗的，并且对该印刷层施加由感触油墨混合物构成的标记层60。在该示例性的实施方式中，感触油墨混合物包含光学可变的液晶材料62作为透明的混合物成分，以及包含光学可变的干涉层颜料64作为吸收混合物成分。标记层60最初显示在整个表面，当将有价文档倾斜时，两种颜色改变用于光学可变的颜料的特征。
接着在子区域66，红外辐射Nd:YAG激光冲击序列层54。干涉层颜料64吸收激光，并因此在子区域66中变得无效和/或被去除。只剩下激光-辐射-透明液晶颜料62，用于在印刷层58的黑背景下显示液晶颜料的颜色倾斜效应特征。
通常，当以直角观看时，子区域66形成的标识符以第一颜色70和环绕第一颜色的第二颜色72显示。当将有价文档倾斜时，当以锐角的角度看去时，液晶颜料62产生第三种颜色印记74，干涉层颜料64产生第四种颜色印记76。当第一和第四颜色70和76以及第二和第三颜色72和74被选择为相同时，由于在将有价文档倾斜时，颜色对比正好颠倒，因此会产生令人影响深刻的倾斜效应。通过合适的、相互配合的选择液晶颜料62和干涉层颜料64可以获得上述效应。
在图4所示的示例性实施方式种，标识符的信息内容通过被激光照射的子区域66的形状给出。可选地或附加地，印刷层58可以被形成为承载信息，如图5所示。在该示例性的实施方式中，利用印刷技术将有用的信息80(在这里为数字串“10”)引入到印刷层82，但是有用的信息80最初通过不透明的标记层60是看不见的。通过红外激光在激光区域84上的冲击，吸收干涉层颜料64被无效和/或被去除，从而使得所印刷的信息80在如今为透明的激光区84中是可以通过视觉觉察到的。在该变体中，由于有用的信息是使用印刷技术产生的，因此，可以在全部表面进行激光照射。
在本发明的另一个示例性的实施方式中，集合使用印刷构造技术和激光构造技术来产生各种对准效应。为此，图6首先显示了具有宏观即大面积对准效应的示例性的实施方式。在图6(a)为有价文档的俯视图，而在图6(b)和图6(c)中，有价文档层结构和所应用的序列层是沿着图6(a)中的线B-B和C-C获得的。
在有价文档的基底92上印刷有两个相互接近的油墨层94和96，当从上往下看时，油墨层94和96具有相同的色调，但是对于红外激光辐射具有不同的吸收能力。在本这里，第一油墨层94对于激光辐射是透明的，而第二油墨层96是吸收的。这两个油墨层还能够构建、并例如配置有图案、连结环或缩微文本。此外，附加的印刷层还可以设置在基底92和两个油墨层94，96之间。
向两个油墨层94和96施加由感触油墨混合物构成的标记层98。在示例性的实施方式，该感触油墨混合物包含光学可变的液晶材料100作为透明的混合物成分，以及包含金属颜料102作为吸收混合物成分。如果在标识符区域104用红外激光辐射冲击这些序列层，则这些区域用准确的对准度相邻接，并具有不同的视觉外观。
在标识符区域104之外，即便是在激光辐射后也保存原始的序列层，如图6(b)所示。当从上往下看时，主要是金属光泽的金属颜料102的外观。
在标识符区域104中，透明的油墨层94是不会改变的，但是在其上方的感触油墨混合物98是改变的，如图6(c)所示。吸收混合物成分，即金属颜料102通过激光辐射而被去除，从而适当在区域106，液晶颜料100的颜色倾斜效应在油墨层94背景下出现。
在油墨层96的照射区108，通过激光辐射的作用，照射区108与在其上方的标记层98一起融化。以这种方式，在吸收油墨层96和透明油墨层94的边界线110能够建立绝对准确的宏观对准。
下面将参照图7-9说明本发明的具有仅能够在放大镜下能够觉察到的宏观对准的示例性的实施方式。图7(a)显示了在激光冲击之前、施加到光安全基底120上的序列层122的层结构。序列层122包括第一激光-辐射-透明油墨层124、吸收层126、第二激光-辐射-透明油墨层128和由感触油墨混合物构成的标记层130。在图4所示的示例性的实施方式种，感触油墨混合物包含光学可变的干涉层颜料134分别作为透明和吸收混合物成分。在本发明的示例性的实施方式种，感触油墨混合物展示出高比例的液晶颜料132，这样整体的混合物具有透明的效应。
油墨层124、126和128已经被应用为利用印刷技术来构造，并且在该示例性的实施方式中，第一透明油墨层124和吸收油墨层126用合适的构造技术在刻印。在可视的范围，红外透明油墨层124和128能够例如以红的或黑的形式出现。在油墨层124、126和128所有的表面应用标记层130。
在激光区136中，通过激光辐射对序列层122冲击后，出现如图7(b)所示的情形。如已经参照图4已经描述的那样，通过去除或使干涉层颜料134无效，能够将标记层130转变为透明的形式，从而使得依赖于基底，能够具有液晶颜料134的颜色倾斜效应。
激光辐射还通过标记层130的透明部分和透明的油墨层128，到达更深的吸收油墨层126。通过激光辐射的作用，后者被融化，并且将其区域与透明油墨层128以及透明油墨层128之上的标记层130的区域分离，从而使得在区域146中暴露第一油墨层124。
通过激光冲击，建立所有具有各种影象的四个区域：在激光区136外侧的区域140，干涉层中的两种颜色的改变效应占主导。在邻接的区域142，修改的标记层位于光安全基底120之上，从而使得当观看时几乎看不到颜色倾斜效应，区域142基本上为无结构的(structureless)和发光的。在区域144，修改的标记层置于第二油墨层128之上，从而能够容易地觉察到液晶颜料132的颜色倾斜效应，这是因为具有黑色的背景。在第四区域146，能够看到已经提及到的红色油墨层124。
图8显示了从上往下看到的有价文档的响应标识符区150，图8(a)中，激光区152将数字串“10”表述为大区域信息；图8(b)显示了在激光区152的边界区域的部分154，在其中能够容易地观察到由微型的数字串“10”形成的微观对准。当参照图7和图9一起观看时，能够很好地理解所显示的标识符区150的精确结构，图7和图9以立体的形式显示了序列层122连续的结构层。
参照图7和图9，作为最低的油墨层，第一红色油墨层124以微型的数字串“10”形式冲击在有价文档基底，图9中未示出。在第一红色油墨层124被冲击后，适合相似地以微型的数字串“10”形式冲击吸收油墨层126。第二透明油墨层128用在可见光谱范围内的透明油墨(如图9所示，以具有两种不同灰度级的小方格156和158的棋盘状图案的形式)冲击。透明标记层130被施加到第二油墨层128的全部表面，在图9中还显示了激光区152落入部分154的部分。
在进行标识符152的激光照射后，图8(b)中显示的外观的结果是：激光区152的外侧，通过透明标记层130，能够以微型的数字串“10”形式看到第二油墨层128以及下面的黑色油墨层126的棋盘状图案。
在激光区152，如已经参照图7描述的那样，吸收油墨层126与第二透明油墨层128和标记层130融在一起，从而使得缩微文本“10”以第一油墨层124的红色颜料显示在那里。
如图8(b)所示，沿着激光区的边界线160，两种颜色表述之间的微数字化的清楚准确对准进行过渡。这种精微的对准效应不能够用印刷技术仿制。
在可选的实施方式中，还可以省略第一透明油墨层124。在这种情况下，在区域146可以看到明亮的(light)有价文档基底本身。
在上述的示例性的实施方式中，例如可以使用下面的油墨混合物作为感触油墨混合物：
1)20％到90％的液晶颜料油墨(STEP)和10％到80％的金属层颜料油墨(OVI)以及1％到10％的其他油墨构成的混合物。
1’)来自Sicpa(OVI)的12.5分之一的洋红/绿、来自Wacker的25分之一的HELICONEHC Scarabeus油墨以及1.5分之一的其他因素构成的混合物。
2)10％到80％的金属颜料油墨(金和银金属颜色)和20％到90％的液晶颜料油墨(STEP)组成的混合物。
2’)4分之一的用于屏幕打印的金油墨和来自Wacker的25分之一的HELICONEHC Maple油墨组成的混合物。
在已经描述的示例性的实施方式中，油墨混合物或序列层都被设计为，通过激光辐射的作用，能够引入无需放大装置就能够在视觉上觉察到的标识符。在参照图10-13所描述的示例性的实施方式中显示了本发明具有机械地刻检测到的标识符的版本，所述标识符对于人眼来说是觉察不到的，而仅使用放大装置时能够觉察到。
通过解释的方式，图10显示了有价文档(例如，纸币)的基底170，其中由油墨混合物构成的标记层172施加在基底170上，所述油墨混合物则由两种混合物成分174和176构成。混合物成分174中的一种对于随后用来标记的红外激光的辐射是透明的，而另一混合物成分176吸收激光辐射。在这里，混合物成分174和176都被选择为它们的颜色在可视的光谱范围内可用眼睛区分，并且它们例如显示为相同的蓝色调。
在区域178中，标记层172用具有适当选择的激光参数的标记激光照射，以通过激光辐射的作用破坏或改变吸收混合物成分176。在这里，在激光束的作用下，用于破坏或改变IR吸收材料的机制对本发明来说并不是重要的。
由于两种混合物成分174和176在视觉上是不可区分的，因此，当适当地选择混合物的比例时，激光冲击的区域178对于肉眼来说并不会从其周围突显出来。因此，标记层172对于观看者来说是均匀的、单色的层，如图11(a)所示。图11(a)显示了从上往下看到的有价文档的相应部分的视觉外观。
在用红外辐射对有价文档进行照射后，能够以反射的形式读到激光区178，这是因为由于缺少IR吸收部分，在激光冲击的区域178被反射的IR辐射的强度显著地低于周围的区域。这能够容易地用IR照相机或硅检波器检测到。通过实施例的方式，图11(b)显示了用IR灯照亮的用IR照相机获取的与图11(a)中相同的部分。因此，有价文档设置有在视觉上不可见、但是机械地易读的个性化标识(individualization)，所述个性化标识在有价文档上需要很小的空间、并基本不会影响有价文档设计。
如图11(b)所示，上述个性化标识能够尤其被设计为微条形码或矩阵码。矩阵码在有价文档领域中是优选的，这是因为它们允许在小的区域中表述高的信息内容。吸收的混合物成分176能够自然地被用标记的激光部分去除，以在反射的红外图像中获得不同的亮度等级，并避免在可视的区域能够在视觉上觉察到的信息。
和用于标记层的油墨混合物一样，还可以使用例如包含酞菁蓝(其国际颜色索引名为(CI)P.B.15或15:3(颜料：Cu-II酞菁染料))的蓝色作为IR透明混合物成分，以及使用包含米洛丽蓝CIP.B.27(颜料：化学式为Fe4[Fe(CN)6]3xH2O的氰化铁成分)的蓝色作为IR吸收混合物成分。在IR透明混合物成分的比例大于IR吸收成分的比例时，可以获得非常好的效果。例如，酞菁染料蓝和米洛丽蓝的油墨比例为70∶30，甚至为90∶10。
作为一种选择，例如，可以使用例如包含包含酞菁绿CIP.G.7(颜料：绿Cu-II酞花青绿)绿色油墨混合物作为IR-透明混合物成分，以及可以使用包含氧化铬绿(铬-III氧氢化合物)的绿色油墨混合物作为IR-吸收混合物成分。
例如通过使用联苯胺黄CIP.Y.13，酞花青绿CIP.B.15(α-修改)或15:3(β-修改)以及萘酚AS红CIP.R.146(颜料：具有2-氢-3-萘甲酸黄颜料)作为IR-透明混合物成分，以及使用炭黑CIP.Bl.7或石墨作为IR-吸收混合物成分。
标记激光例如Nd:YAG激光或Nd:YVO4激光(两者的λ＝1,064μm)可以为所述混合物使用。
在使用标记激光时，首先能够在序列层中雕刻矢量(也就是，折线)，这对于上述所有的快速雕刻(想在印刷商店需要的那样)来说是有利的。其次，标识符激光还被光栅的模式操作，其中激光束扫描基底表面，并且在应该发生激光的光栅点输出激光。该版本对于上述的护照卡或数据页来说是有利的。
图12显示了根据本发明的另一个示例性的实施方式的版本。在图12所示的设计中，在安全基底180上具有一序列层182，在层182中，IR吸收层186置于IR-透明层184的上方，吸收层和透明层在可视的光谱范围显示出相同的色调。这两层特别地用具有参照图10所述的颜料的印刷油墨刻印在基底180上。
通过用红外激光进行激光照射，标识符188被引入到IR吸收层186，例如，通过化学改变、或破坏IR吸收颜料、或融化该层或颜料。然而，在IR-透明透明层的下面并不会通过激光辐射而改变。由于吸收层和透明层在可视的光谱范围具有相同的色调，在进行激光分类后，序列层182对于观看着来说是一致的颜色表面。如上所述，在基于层178的下部反射，用IR辐射对有价文档照射后，标识符是可读的。
在图13中示出了本发明的另一个版本。在该示例性的实施方式中，IR-吸收层196被施加到具有同样色调的安全基底190，从而使得用激光雕刻过的标识符198在视觉上不可见。如图10-12所示，标识符198仅集中于红外范围(这是由于低的反射率)，并因此可机械地读取。除了视觉上可视的颜料，还可以使用不可转换的颜料(例如，来自Honeywell的UC2，稀土氧硫化物)。
除了所描述的红外码，还可以使用其他在视觉上或仅使用辅助工具不可见的标识符。例如，UV码能够被雕刻在包含双偶氮橙色CI P.O.34作为UV-透明混合物成分，橘黄CI P.O.43作为UV吸收成分的的橙色标签层172(图10)。在这里，波长为321nm的UV激光被用作标记激光，通过测量有价文档表面的UV反射能够读到出现的标识符，或读到在用UV灯激励后的P.O.43的荧光。
此外，在用UV灯激励后的发出荧光或磷光的、并因此仅能够通过辅助的UV激励源可观察到的、在视觉上不可见的发光油墨也是可以使用的。可以相互组合使用各种发光基底。在本文中，可以将上述所有的有机颜料和许多无机颜料用作发光基底。

Claims (69)

1.一种有价文档，尤其是纸币，所述有价文档具有通过激光辐射在其上引入有标识符的一序列层，所述标识符在视觉上和/或机械地可觉察到，并且其形式为图案、字母、数字或图像，其特征在于，所述序列层包含标记层，所述标记层由表现为激光-辐射-吸收混合物成分和激光-辐射-透明混合物成分的油墨混合物构成，由于所述油墨混合物的光学属性的改变是不能还原的，所以通过激光辐射的作用，所述标识符在视觉上和/或机械地可觉察的。
2.如权利要求1所述的有价文档，其特征在于，所引入的标识符无需辅助工具就可以觉察到。
3.如权利要求1或2所述的有价文档，其特征在于，所述油墨混合物包含光变的颜料。
4.如权利要求2或3所述的有价文档，其特征在于，所述油墨混合物包含光变的液晶颜料作为所述激光-辐射-透明混合物成分。
5.如权利要求2或4所述的有价文档，其特征在于，所述油墨混合物包含透明的凹板墨作为所述激光-辐射-透明混合物成分。
6.如权利要求2到5中至少一项所述的有价文档，其特征在于，所述油墨混合物包含光变的干涉层颜料作为吸收混合物成分。
7.如权利要求1到6中至少一项所述的有价文档，其特征在于，所述油墨混合物包含吸收油墨成分作为所述吸收混合物成分，所述吸收油墨成分的光学属性在激光辐射作用下是不能还原的。
8.如权利要求7所述的有价文档，其特征在于，所述吸收油墨成分包含凹板墨、金属油墨或金属颜料、发光油墨或发光颜料、有光泽颜料或热变色油墨。
9.如权利要求1到8中至少一项所述的有价文档，其特征在于，所述油墨混合物包含这样一种油墨成分，其与吸收混合物成分相互作用，并且其光学属性的改变通过所述吸收混合物成分的激光辐射吸收是不能还原的，尤其是温度升高导致的属性改变。
10.如权利要求9所述的有价文档，其特征在于，所述相互作用的油墨成分包含凹板墨、金属油墨或金属颜料、发光油墨或发光颜料、有光泽颜料或热变色油墨。
11.如权利要求9或10所述的有价文档，其特征在于，所述吸收混合物成分包含碳黑、石墨、TiO2或红外吸收体。
12.如权利要求1到11中至少一项所述的有价文档，其特征在于，所述序列层表现为至少一个激光-辐射-吸收层，其置于所述有价文档的所述标记层和基底之间。
13.如权利要求1到12中至少一项所述的有价文档，其特征在于，所述序列层表现为置于所述有价文档的所述标记层和基底之间的至少一个激光-辐射-吸收层和至少一个激光-辐射-透明层。
14.如权利要求13所述的有价文档，其特征在于，所述激光-辐射-透明层置于所述吸收层和标记层之间。
15.如权利要求13或14所述的有价文档，其特征在于，所述激光-辐射-透明层置于所述有价文档的所述吸收层和基底之间。
16.如权利要求12到15中至少一项所述的有价文档，其特征在于，所述吸收层被构建为承载信息。
17.如权利要求12到16中至少一项所述的有价文档，其特征在于，所述激光-辐射-透明层被构建为承载信息。
18.如权利要求16或17所述的有价文档，其特征在于，所承载信息的结构至少部分地用印刷技术产生。
19.如权利要求16到18中至少一项所述的有价文档，其特征在于，所承载信息的结构至少部分地通过激光辐射产生，尤其是通过吸收层的选择性消融产生。
20.如权利要求1到19中至少一项所述的有价文档，其特征在于，所述序列层除了所述标记层外，还包含由表现为激光-辐射-吸收混合物成分和激光-辐射-透明混合物成分的附加油墨混合物构成的层，该附加的油墨混合物层置于所述有价文档的标记层和基底之间。
21.如权利要求20所述的有价文档，其特征在于，所述附加的油墨混合物层表现为根据权利要求3到11的油墨混合物。
22.如权利要求20或21所述的有价文档，其特征在于，所述附加的油墨混合物层被构建为承载信息。
23.如权利要求16到22中至少一项所述的有价文档，其特征在于，所述承载信息的层形成所述标识符的至少一部分，并由于所述油墨混合物的光学属性的不能还原而在视觉上可觉察。
24.如权利要求1所述的有价文档，其特征在于，所述引入的标识符在视觉上或至少不用辅助工具是不能觉察到的。
25.如权利要求24所述的有价文档，其特征在于，所述引入的标识符在红外光谱范围内是可觉察到的。
26.如权利要求24所述的有价文档，其特征在于，所述引入的标识符在用紫外辐射照射后是可察觉的。
27.如权利要求24到26中至少一项所述的有价文档，其特征在于，所述吸收混合物成分和透明混合物成分在可视的光谱范围内具有相同的色调。
28.如权利要求27所述的有价文档，其特征在于，所述油墨混合物在视觉上表现为不同于黑色的色彩。
29.如权利要求24到28中至少一项所述的有价文档，其特征在于，在所述油墨混合物中，所述透明混合物成分的比例大于所述吸收混合物成分的比例。
30.如权利要求27所述的有价文档，其特征在于，在所述油墨混合物中的透明混合物成分表现为60％或更多的比例，优选为70％或更多，更优选为80％或更多。
31.一种有价文档，尤其是纸币，所述有价文档具有通过激光辐射在其上引入有视觉上可觉察到的标识符的一序列层，所述标识符的形式为图案、字母、数字或图像，所述序列层表现为至少一个激光-辐射-吸收层，其特征在于，所述序列层除了包含所述吸收层外，还表现为至少一个激光-辐射-透明层，所述吸收层和透明层中的至少一个包含颜色光学可变的颜料，在激光辐射的作用下，所述标识符由于吸收层的选择性消融而在视觉上是可觉察到的。
32.如权利要求31所述的有价文档，其特征在于，所述吸收层被构建为承载信息。
33.如权利要求31所述的有价文档，其特征在于，所述激光-辐射-透明层被构建为承载信息。
34.如权利要求32或33所述的有价文档，其特征在于，所承载信息的结构至少部分地用印刷技术产生。
35.如权利要求32到34中至少一项所述的有价文档，其特征在于，所承载信息的结构至少部分地通过激光辐射产生，尤其是通过吸收层的选择性的消融。
36.如权利要求31到35中至少一项所述的有价文档，其特征在于，所述光变的彩色颜料为液晶颜料或干涉层颜料。
37.一种有价文档，尤其是纸币，所述有价文档具有通过激光辐射在其上引入有标识符的一序列层，所述标识符机械地可觉察到，并且其形式为图案、字母、数字或图像，所述序列层表现为至少一个激光-辐射-吸收层，其特征在于，所述序列层除了表现为所述吸收层外，还表现为至少一个激光-辐射-透明层，所述吸收层和透明层在可视的光谱范围内具有相同的色调，在激光辐射的作用下，所述标识符由于所述吸收层的选择性变化可机械地觉察到，但在视觉上是不可觉察到的，或至少不用辅助工具是不可觉察的。
38.如权利要求37所述的有价文档，其特征在于，所述吸收层和透明层在视觉上显示为不同于黑色的色彩。
39.如权利要求37或38所述的有价文档，其特征在于，所述透明层的厚度大于所述吸收层。
40.如权利要求37到39中至少一项所述的有价文档，其特征在于，所述吸收层置于所述透明层之上。
41.一种有价文档，尤其是纸币，所述有价文档具有通过激光辐射在其上引入有标识符的一序列层，所述标识符机械地可觉察到，并且其形式为图案、字母、数字或图像，所述序列层表现为至少一个激光-辐射-吸收层，其特征在于，所述吸收层和下面的有价文档基底在可视的光谱范围内具有相同的色调，在激光辐射的作用下，所述标识符由于吸收层的选择性变化，而在机械上是可觉察到但在视觉上是不可觉察到的，或至少不用辅助工具是不可觉察的。
42.如权利要求41所述的有价文档，其特征在于，所述吸收层和下面的有价文档基底在视觉上显示为不同于黑色的色彩。
43.如权利要求37到42中至少一项所述的有价文档，其特征在于，所述吸收层被构建为承载信息。
44.如权利要求37到43中至少一项所述的有价文档，其特征在于，所述激光-辐射-透明层被构建为承载信息。
45.如权利要求33或34所述的有价文档，其特征在于所承载信息的结构至少部分地用印刷技术产生。
46.如权利要求37到45中至少一项所述的有价文档，其特征在于，所述承载信息的结构至少部分地通过激光辐射产生，尤其是通过吸收层的选择性的消融。
47.如权利要求37到46中至少一项所述的有价文档，其特征在于，所述引入的标识符在红外光谱范围是可觉察到的。
48.如权利要求37到46中至少一项所述的有价文档，其特征在于，所述引入的标识符在用紫外辐射照射后是可察觉的。
49.如权利要求1到48中至少一项所述的有价文档，其特征在于，所述标识符包括个性化的标记，例如连续的序列号，以及包括符号码，例如条形或矩阵码等。
50.一种用于有价文档例如纸币的安全元素，所述安全元素具有通过激光辐射在其上引入有标识符的一序列层，所述标识符在视觉上和/或机械地可觉察到，并且其形式为图案、字母、数字或图像，其特征在于，所述序列层包含标记层，所述标记层由表现为激光-辐射-吸收混合物成分和激光-辐射-透明混合物成分的油墨混合物构成，由于所述油墨混合物的光学属性在激光辐射的作用下的改变是不能还原的，所述标识符在视觉上和/或机械地可觉察的。
51.如权利要求50所述的安全元素，其特征在于，所述引入的标识符无需辅助工具便能够觉察到，并且所述序列层根据权利要求3到23或49中的一个形成。
52.如权利要求50所述的安全元素，其特征在于，所述引入的标识符在视觉上或至少不用辅助工具是不能觉察到的，并且所述序列层根据权利要求25到30或49中的一个形成。
53.一种用于有价文档例如纸币的安全元素，所述安全元素具有一序列层，通过激光辐射在所述序列层上引入在视觉上可察觉到的标识符，所述标识符的形式为图案、字母、数字或图像，所述序列层表现为至少一个激光-辐射-吸收层，其特征在于，所述序列层除了表现为所述吸收层外，还表现为至少一个激光-辐射-透明层，所述吸收层和透明层中的至少一个包含颜色光学可变的颜料，在激光辐射的作用下，所述标识符由于至少一个吸收层的选择性消融而在视觉上是可觉察到的。
54.如权利要求53所述的安全元素，其特征在于，所述序列层根据权利要求32到36或49中的一个形成。
55.一种用于有价文档例如纸币的安全元素，所述安全元素具有通过激光辐射在其上引入有标识符的一序列层，所述标识符机械地可觉察到，并且其形式为图案、字母、数字或图像，所述序列层表现为至少一个激光-辐射-吸收层，其特征在于，所述序列层除了表现为所述吸收层外，还表现为至少一个激光-辐射-透明层，所述吸收层和透明层在可视的光谱范围内具有相同的色调，在激光辐射的作用下，所述标识符由于所述吸收层的选择性变化，而在机械上是可觉察到的而在视觉上是不可觉察到的，或至少不用辅助工具是不可觉察的。
56.如权利要求55所述的安全元素，其特征在于，所述序列层根据权利要求38到40或43到49中的一个形成。
57.一种用于制造具有一序列层的安全元素或有价文档的方法，包括：
选择预定波长的激光；
在所述序列层的基底或层上施加标记层，所述标记层由这样的油墨混合物构成，该油墨混合物表现为吸收所述预定波长的激光的激光辐射的混合物成分，以及表现为对所述预定波长的激光的激光辐射为透明的混合物成分；以及
通过利用所述预定波长的激光的激光辐射对所述序列层进行冲击，将标识符以图案、字母、数字或图像的形式引入所述序列层，所述图案、字母、数字或图像在所述激光辐射的作用下，由于所述油墨混合物的光学属性的不能还原的变化，而在视觉上和/或机械上是可觉察到的。
58.如权利要求57所述的方法，其特征在于，在所述安全元素或有价文档的标记层和基底之间施加，具体地是冲击，至少一个激光-辐射-吸收层。
59.如权利要求57或58所述的方法，其特征在于，在所述安全元素或有价文档的标记层和基底之间施加，具体地是冲击，至少一个激光-辐射-吸收层和至少一个激光-辐射-透明层。
60.一种用于制造具有一序列层的安全元素或有价文档的方法，包括：
选择预定波长的激光；
在所述序列层的基底或层上施加吸收所述预定波长的激光的至少一个层，以及施加对于所述预定波长的激光的激光辐射为透明的至少一个层，所述吸收或透明的层中的至少之一包含光变的彩色颜料；以及
通过利用所述预定波长的激光的激光辐射对所述序列层进行冲击，将标识符以图案、字母、数字或图像的形式引入所述序列层，在激光辐射的作用下，所述图案、字母、数字或图像由于吸收层的选择性消融而在视觉上是可觉察到的。
61.如权利要求58-60中至少一项所述的方法，其特征在于，所述吸收层被构建为承载信息。
62.如权利要求59-61中至少一项所述的方法，其特征在于，所述激光-辐射-透明层被构建为承载信息。
63.如权利要求61或62至少一项所述的方法，其特征在于，所述承载信息的结构至少部分地用印刷技术产生。
64.如权利要求61-63中至少一项所述的方法，其特征在于，所述所承载信息的结构至少部分地通过激光辐射的作用产生，尤其是通过吸收层的选择性的消融产生。
65.一种用于制造具有一序列层的安全元素或有价文档的方法，包括：
选择预定波长的激光；
在所述序列层的基底或层上施加吸收所述预定波长的激光的激光辐射的至少一个层，以及施加对于所述预定波长的激光的激光辐射为透明的至少一个层，所述吸收或透明层在可视的光谱范围内具有相同的色调；以及
通过利用所述预定波长的激光的激光辐射对所述序列层进行冲击，将标识符以图案、字母、数字或图像的形式引入所述序列层，在激光辐射的作用下，所述图案、字母、数字或图像由于所述吸收层的选择性变化可机械地觉察，而在视觉上或至少没有辅助工具是不可觉察到的。
66.一种用于制造具有一序列层的有价文档的方法，包括：
选择预定波长的激光；
在所述序列层上施加所述有价文档的基底，所述序列层在可视的光谱范围内具有相同的色调，并具有吸收所述预定波长的激光的至少一个层；以及
通过利用所述预定波长的激光的激光辐射对所述序列层进行冲击，将标识符以图案、字母、数字或图像的形式引入所述序列层，在激光辐射的作用下，所述图案、字母、数字或图像由于所述吸收层的选择性变化可机械地觉察，而在视觉上或至少没有辅助工具是不可觉察到的。
67.如权利要求57-66中至少一项所述的方法，其特征在于，波长为0.8μm到3μm的红外激光，尤其是Nd:YAG激光或Nd:YVO4激光被用作激光源。
68.如权利要求67所述的方法，其特征在于，用所述红外激光在所述序列层中雕刻矢量，所述红外激光被操作为脉冲频率在20kHz到连续波之间，输出在10到100W之间，横向速度为3到30m/s之间。
69.如权利要求67所述的方法，其特征在于，用所述红外激光在所述序列层中雕刻网点板，所述红外激光被操作为脉冲频率在20kHz到80kHz之间，输出在0.5到4W之间，所述点浓度为250到4800dpi之间。
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