DE112013004497T5

DE112013004497T5 - Magnetisches Sicherheitselement mit einem Effekt eines verborgenen dreidimensionalen Bewegungsbildes und Druckverfahren hierfür

Info

Publication number: DE112013004497T5
Application number: DE112013004497.8T
Authority: DE
Inventors: June Hee Yoon; Dong Hoo Kim; Dong Jei Cho
Original assignee: KOREAMINT; Korea Minting Security Printing and ID Card Operating Corp
Current assignee: KOREAMINT; Korea Minting Security Printing and ID Card Operating Corp
Priority date: 2012-09-14
Filing date: 2013-09-16
Publication date: 2015-06-03
Also published as: KR101238198B1; US20150231912A1; CN104813338A; WO2014042472A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein magnetisches Sicherheitselement mit einem Effekt eines verborgenen dreidimensionalen (3D) Bewegungsbildes und ein Verfahren zum Drucken desselben, welches die folgenden Schritte aufweist: Drucken eines vorbestimmten Linienmusters auf die Oberfläche eines Substrats unter Verwendung einer magnetischen Druckfarbe; Anlegen eines Magnetfeldes an das mit dem Muster versehene Substrat; und Trocknung und Härten des Substrats, an welches das Magnetfeld angelegt wurde. Erfindungsgemäß kann ein verborgenes Bild hergestellt werden, das nicht durch Kopieren gebildet werden kann und reversibel sichtbar und nicht sichtbar ist. Das magnetische Sicherheitselement kann somit zum Verhindern von Fälschungen oder Veränderungen verwendet werden.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein magnetisches Sicherheitselement, das einen Effekt eines verborgenen dreidimensionalen (3D) Bewegungsbildes zeigt, und ein Verfahren zum Drucken desselben, und insbesondere ein magnetisches Sicherheitselement mit einem Effekt eines sich bewegenden verborgenen 3D-Bewegungsbildes, welches durch Drucken eines vorbestimmten Musters auf ein Substrat unter Verwendung magnetischer Druckfarbe, Anlegen eines Magnetfelds an das mit dem Muster bedruckte Substrat mittels Magneten, welche verschiedene Formen aufweisen, um magnetisch induzierte Bilder zu erzeugen, und durch Trocknen und Härten des mit dem magnetisch induzierten Bild versehenen Substrats hergestellt wird, und ein Verfahren zur Herstellung des magnetischen Sicherheitselements.
Stand der Technik
Verschiedene Karten, wie Geldkarten oder Kreditkarten, verschiedene Dokumente, wie Pässe, Policen oder Führerscheine, Schecks, Sicherheiten, Papiergeld, Markenprodukte, Industrieproduktmaterialien, die mit Informationen wie der Herstellungsgeschichte versehen sind, Nahrungsmitteletiketten, die mit Informationen wie der Produktionsstätte oder Produktionsdaten versehen sind, etc. können gefälscht oder verändert werden. Sicherheitsmerkmale zur Erkennung von Fälschungen und zum Verhindern von Fälschungen durch Kopieren weisen komplizierte Guilloche-Muster, aufwändige Screen Traps, komplexe Zeichnungen, die aus Linien mit unterschiedlicher Stärke bestehen, und verschiedene spezielle Sicherheitsmerkmale auf. Einhergehend mit der Entwicklung von Druckverfahren wurden zahlreiche Studien bezüglich der Entwicklung spezieller Funktionsmaterialien und der Herstellung von Spezial-Druckfarben aus Funktionsmaterialien durchgeführt, und auch die Entwicklung einer Technologie für das Hinzufügen von Sicherheitsmerkmalen zu gedruckten Bildern macht ebenfalls Fortschritte.
Als diese Technologie zur Verhinderung der Fälschung von Artikeln wurden bisher verschiede Arten optisch variabler Vorrichtungen verwendet. Unter diesen ist eine optisch variable Druckfarbe (OVI), welche in Abhängigkeit vom Blickwinkel die Farbe ändert, von besonderer Wichtigkeit und wird zum Bedrucken einer Oberfläche verwendet und um durch das Vorhandensein der blickwinkelabhängigen Farbe die Echtheit zu bestätigen.
In den letzten Jahren wurden, um diese optisch variablen Effekte zu maximieren, Druckfarben oder magnetische, optisch variable Druckfarben, welche das Herstellen magnetisch induzierter Bilder, Designs oder Muster in einer Beschichtung durch das Anlegen eines Magnetfelds ermöglichen, verwendet. Derartige magnetische, optisch variable Druckfarben ermöglichen das Trocknen und Härten einer Beschichtung nach dem Ausrichten von magnetischen, optisch variablen Pigmentpartikeln in der Beschichtung, so dass magnetisch induzierte Bilder, Designs oder Muster mit einem dreidimensionalen oder reliefartigen Erscheinungsbild erkennbar sind, obwohl die Bilder, Designs oder Muster weiterhin einen geometrisch ebenen Zustand aufweisen.
Die Koreanische Offenlegungsschrift Nr. 10-2009-0068249 offenbart eine Vorrichtung oder ein Verfahren zum magnetischen Übertragen von Zeichen, wie beispielsweise einem Design oder einem Bild, auf eine auf einer Bahn oder einem Substrat aufgebrachte nasse Beschichtungsschicht, die magnetische oder magnetisierbare Partikel enthält. Jedoch weist ein mittels dieses Verfahrens hergestelltes magnetisch induziertes Design lediglich einen optisch variablen Effekt auf, und das Patentdokument offenbart nicht, dass ein magnetisch induziertes Bild, Design oder Muster durch Kippen oder Drehen bewirkte reversible Effekte der Sichtbarkeit und der Nicht-Sichtbarkeit zusammen mit einer 3D-Bewegbarkeit durch eine Veränderung der Stärke des Magnetfelds aufweist.
Dementsprechend haben die vorliegenden Erfinder umfangreiche Anstrengungen unternommen, die zuvor genannten Probleme zu lösen, und haben als Ergebnis derselben festgestellt, dass ein magnetisches Sicherheitselement mit einem Effekt eines verborgenen 3D-Bewegungsbildes hergestellt werden kann, indem ein vorbestimmtes Muster, das mit magnetischer Druckfarbe bedruckte Bereiche, welche mit nicht bedruckten Bereichen abwechseln, aufweist, gedruckt wird, ein Magnetfeld an das mit dem Muster bedruckte Substrat mittels verschieden geformter Magnete angelegt wird, um ein magnetisch induziertes Bild zu erzeugen, und das mit dem magnetisch induzierten Bild versehene Substrat getrocknet und gehärtet wird, wodurch die vorliegende Erfindung abgeschlossen ist.
Offenbarung der Erfindung
Technisches Problem
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein magnetisches Sicherheitselement, das einen Effekt eines verborgenen 3D-Bewegungsbildes zeigt, welches durch Drucken eines vorbestimmten Musters auf ein Substrat unter Verwendung magnetischer Druckfarbe, Anlegen eines Magnetfelds an das mit dem Muster bedruckte Substrat mittels Magneten, welche verschiedene Formen aufweisen, um gewünschte Bilder zu erzeugen, und durch Trocknen und Härten des mit dem Bild versehenen Substrats hergestellt wird, und ein Verfahren zur Herstellung des magnetischen Sicherheitselements zu schaffen.
Technische Lösung
Zur Lösung der genannten Aufgabe schafft die vorliegende Erfindung ein magnetisches Sicherheitselement mit einem Effekt eines verborgenen 3D-Bewegungsbildes, mit: einem Substrat, das ein abwechselndes Muster aus einem bedruckten Bereich und einem nicht bedruckten Bereich aus magnetischer Druckfarbe auf der Oberfläche des Substrats aufweist, wobei, wenn mittels eines Magneten ein Magnetfeld an das mit dem Muster bedruckte Substrat angelegt wird, ein magnetisch induziertes Bild geformt wird, wodurch sich der Effekt eines verborgenen 3D-Bewegungsbilds zeigt.
Die vorliegende Erfindung schafft ferner ein Verfahren zur Herstellung eines magnetischen Sicherheitselements mit einem Effekt eines verborgenen 3D-Bewegungsbildes mit den folgenden Schritten: (a) Drucken eines abwechselnden Musters aus einem bedruckten Bereich und einem nicht bedruckten Bereich auf die Oberfläche des Substrats unter Verwendung magnetischer Druckfarbe; (b) Anlegen eines Magnetfelds an das mit dem Muster bedruckte Substrat mittels eines Magneten zur Bildung eines magnetisch induzierten Bildes; und (c) Trocknen und Härten des mit dem magnetisch induzierten Bild versehenen Substrats.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 zeigt Beispiele für verschiedene Merkmale und Muster, die mittels Siebdruck druckbar sind sowie die Stärke der gedruckten Linien.
2a und 2b sind Querschnittdarstellungen, welche die mittels Siebdruck auf ein opakes Substrat 2 oder ein transparentes Substrat 3 gedruckten Linien 1 zeigen.
2c ist eine teilweise vergrößerte Darstellung der 2a, welche den bedruckten Bereich (pd) und den nicht bedruckten Bereich (npd) zeigt, und 2d ist eine Querschnittdarstellung eines mit einer nicht orientierten, magnetischen, optisch variablen Druckfarbe bedruckten Materials vor dem Anlegen eines Magnetfeldes an dieses.
3 zeigt das Anlegen eines Magnetfelds an ein bedrucktes Material durch Magnete 4 mit verschiedenen Intensitäten und Formen, unmittelbar nach dem Siebdrucken, jedoch vor dem Härten.
4 zeigt die verschiedenen Formen eines Nd-Magneten 5, eines Ferritmagneten 6 und eines Gummimagneten 7, welche zum Anlegen eines Magnetfelds an ein nasses siebbedrucktes Material vor dem Härten verwendet werden, um ein magnetisch induziertes Bild zu formen.
5 zeigt das Anlegen eines Magnetfelds an ein nasses siebbedrucktes Material mittels eines kreisringförmigen Nd-Magneten, der in einem bestimmten Abstand von dem bedruckten Material angeordnet ist, um ein kreisringförmiges magnetisch induziertes Bild zu formen.
6a ist eine Draufsicht auf ein bedrucktes Material mit einem darauf ausgebildeten kreisringförmigen magnetisch induzierten Bild, und 6b ist eine vergrößerte Ansicht des Bildbereichs in 6a, welche die Ausrichtung von magnetisierbaren optisch variablen Pigmentpartikeln zeigt.
7a und 7b sind Draufsichten, welche zeigen, dass die Farbe eines optisch variablen Pigments sich durch eine Änderung des Blickwinkels oder der Position einer Lichtquelle von Magenta zu Gold verändert, während ein 3D-Musterbereich, an den ein Magnetfeld angelegt ist, erscheint als bewege es sich (d und d') aus der ursprünglichen Position (durchgezogene gestrichelte Linie).
8 zeigt einen Effekt eines verborgenen Bildes, bei welchem ein 3D-Bild, an welches ein Magnetfeld angelegt ist, reversibel sichtbar und nicht sichtbar ist, wenn das bedruckte Material in eine bestimmte Richtung gekippt wird.
9 zeigt einen Effekt eines verborgenen 3D-Bewegungsbildes, der in verschiedenen Sicherheitsmerkmalen erscheint.
Bezugszeichenliste

1: magnetische Druckfarbe
2: opakes Substrat
3: transparentes Substrat
4: Magnet
5: Nd-Magnet
6: Ferritmagnet
7: Gummimagnet

Beste Art der Ausführung der Erfindung
Sofern nicht anders definiert, haben sämtliche hierin verwendeten technischen und wissenschaftlichen Begriffe die gleiche Bedeutung, mit welcher sie gemeinhin von einem Fachmann auf dem Gebiet der Erfindung verstanden werden. Generell handelt es sich bei der hier verwendeten Nomenklatur und den Versuchsverfahren um solche, die auf diesem Gebiet bekannt und allgemein gebräuchlich sind.
Bei der vorliegenden Erfindung wird ein Effekt eines verborgenen 3D-Bewegungsbildes durch das Drucken eines bestimmten Musters, die Verwendung von verschiedene Formen aufweisenden Magneten, und die Steuerung der Stärke eines Magnetfeldes realisiert, und der Effekt ist durch Kippen und Drehen erkennbar. Gemäß der vorliegenden Verwendung bezeichnet der Begriff ”3D-Bewegung” den dynamischen Effekt des Bildes, und der Begriff ”verborgenes Bild” bezeichnet ein Bild, das je nach Blickwinkel sichtbar ist, und ist ein Sicherheitsmerkmal zum Verhindern von Fälschungen, das nicht durch Kopieren hergestellt werden kann.
Nach einem Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein magnetisches Sicherheitselement mit einem Effekt eines verborgenen 3D-Bewegungsbildes, mit: einem Substrat, das ein abwechselndes Muster aus einem bedruckten Bereich und einem nicht bedruckten Bereich aus magnetischer Druckfarbe auf der Oberfläche des Substrats aufweist, wobei, wenn mittels eines Magneten ein Magnetfeld an das mit dem Muster bedruckte Substrat angelegt wird, ein magnetisch induziertes Bild geformt wird, wodurch sich der Effekt eines verborgenen 3D-Bewegungsbilds zeigt.
Nach einem anderen Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines magnetischen Sicherheitselements mit einem Effekt eines verborgenen 3D-Bewegungsbildes mit den folgenden Schritten: (a) Drucken eines abwechselnden Musters aus einem bedruckten Bereich und einem nicht bedruckten Bereich aus auf die Oberfläche des Substrats unter Verwendung magnetischer Druckfarbe; (b) Anlegen eines Magnetfelds an das mit dem Muster bedruckte Substrat mittels eines Magneten zur Bildung eines magnetisch induzierten Bildes; und (c) Trocknen und Härten des mit dem magnetisch induzierten Bild versehenen Substrats.
Wie in 1 dargestellt kann es sich bei dem Muster, das mit nicht bedruckten Bereichen abwechselnde bedruckte Bereiche aufweist, ein Linienmuster sein, wie eines der Linienmuster a, b, c oder e, oder ein aus sich kreuzenden durchgezogenen Linien bestehendes Muster d oder f, ein Punktmuster wie das Muster j, oder ein Designmuster wie das Wellenmuster g oder das Blockmuster i. Darüber hinaus, kann es sich bei dem Muster um ein zusammengesetztes Muster k, l oder m handeln, das mindestens eines der vorgenannten Muster und einen vollständig bedruckten Bereich aufweist, jedoch nicht darauf beschränkt ist, da bei der vorliegenden Erfindung jedes beliebige Muster verwendet werden kann, solange es zu einem Effekt eines verbogenen 3D-Bewegungsbildes führt, welches gebildet wird, wenn magnetische Pigmentpartikel in Reaktion auf ein angelegtes Magnetfeld ausgerichtet werden.
In dem Muster kann der bedruckte Bereich (pd) größer als der nicht bedruckte Bereich (npd) sein.
Bei der vorliegenden Erfindung wurde ein Siebdruckverfahren zum Drucken des Musters verwendet, jedoch ist das Druckverfahren nicht darauf beschränkt und es können auch andere Verfahren verwendet werden, die geeignet sind, Druckfarbe aufzubringen. Insbesondere können Tiefdruck, Lithografie, Flexodruck, Hochdruck, Stichtiefdruck oder bekannte herkömmliche Verfahren für das Aufbringen von Druckfarbe verwendet werden, bei welchen Druckfarbe auf verschiedene Bereiche aufgebracht werden kann, um Linien unterschiedlicher Stärke oder Farbe zu bilden. Die Maschengröße eines Drucksiebs zur Bildung eines entworfenen Musters aus durchgezogenen Linien kann 150–250 Maschen betragen, beträgt jedoch vorzugsweise 150 Maschen, da eine Erhöhung der Maschenanzahl zu einer Zunahme der Dicke der Druckfarbe führt.
Bei der vorliegenden Erfindung kann das Verhältnis des nicht bedruckten Bereichs (npd) zu dem bedruckten Bereich (pd) in dem Linienmuster 0,25–1,25 betragen. Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung wurde zur Untersuchung eines gedruckten Musters hinsichtlich des Effekts des verborgenen 3D-Bewegungsbildes ein Versuch durchgeführt, bei welchem ein bedruckter Bereich von 1–2 mm verwendet wurde, während der nicht bedruckte Bereich zu 0,25 mm, 0,5 mm, 0,75 mm, 1,25 mm, 1,5 mm und 1,75 mm verändert wurde. Im Ergebnis wurde aufgezeigt, dass der Effekt des verborgenen 3D-Bewegungsbildes besser war, je größer der bedruckte Bereich und je kleiner der nicht bedruckte Bereich war, und dass, wenn der bedruckte Bereich größer als der nicht bedruckte Bereich war, der Effekt des verborgenen 3D-Bewegungsbildes auftrat, und dass, wenn der bedruckte Bereich kleiner als der nicht bedruckte Bereich war, der Effekt nicht auftrat oder unbedeutend war (siehe Tabellen 1 bis 3). Insbesondere zeigte sich, dass bei einem Verhältnis des nicht bedruckten Bereichs (npd) zu dem bedruckten Bereich (pd) von 0,25–1,25, der Effekt des verborgenen 3D-Bewegungsbildes gut war, und dass bei einem Verhältnis von 0,5–0,75 der Effekt des verborgenen 3D-Bewegungsbildes besser war.
Darüber hinaus wurde der Effekt des Verhältnisses der Helligkeit des Hintergrunds (Lb) zu der Helligkeit des Drucks (Lp) (Lb/Lp) untersucht. Im Ergebnis zeigte sich, dass der 3D-Bewegungseffekt von der Helligkeit unbeeinflusst war. Zur Bildung eines verborgenen Bildes jedoch, kann das Verhältnis der Helligkeit des Hintergrunds (Lb) zu der Helligkeit des Drucks (Lp) 1,2–100, vorzugsweise 60–100 und stärker bevorzugt 80–100 betragen. Wenn das Verhältnis der Helligkeit des Hintergrunds (Lb) zu der Helligkeit des Drucks (Lp) geringer als 1,2 ist, tritt der Effekt des verborgenen Bildes nicht auf.
Bei der vorliegenden Erfindung wird ein Substrat mit einer Dicke von 50–150 μm als Basis verwendet, auf welche eine magnetische Druckfarbe gedruckt werden soll. Wie in 2a dargestellt kann das Substrat ein opakes Substrat 2 wie Papier, eine Folie oder Polypropylen (PP), oder ein transparentes Foliensubstrat 3 wie Polyvinylchlorid (PVC), Polycarbonat (PC) oder Polyethylenterephthalat (PET) sein.
Eine magnetische Druckfarbe (1 in 2), die für den Siebdruck verwendet wird, kann entweder eine UV-härtbare Druckfarbe oder eine lösungsmittelverdampfende Druckfarbe sein. Als Blättchenpigment, das durch das Anlegen eines Magnetfelds ausrichtbar ist, kann ein Farbwechselpigment verwendet werden, das seine Farbe in Abhängigkeit von der Position des Betrachters oder der Position einer Lichtquelle ändert. Das Verfahren zur Herstellung einer magnetischen Druckfarbe wird im Folgenden beschrieben.
Die UV-härtbare Druckfarbe kann durch Mischen von 30–35 Gewichtsprozent eines Oligomers, 35–40 Gewichtsprozent eines Monomers, 3–5 Gewichtsprozent eines Photopolymerisationsinitiators, und 10–20 Gewichtsprozent eines magnetischen Pigments und durch Rühren der Mischung hergestellt werden, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein. Das Oligomer kann ein Acrylharz auf Urethanbasis sein, und das Monomer kann ein niedrigviskoses Monomer sein, das aus einer Mischung aus Pentaerythritolhexaacrylat und Pentaerythritoltriacrylat besteht. Darüber hinaus kann der Photopolymerisationsinitiator Micure MS-7 (MOWONSC) mit 2-Methyl-1-[4-(methylthio)phenyl]-2-(4-morpholinyl)-1-propanon sein.
Die lösungsmittelverdampfende Druckfarbe kann durch Mischen von 25–30 Gewichtsprozent thermoplastischen Harzes, 30–40 Gewichtsprozent eines Lösungsmittels, 5–10 Gewichtsprozent eines Trocknungsverzögerungsmittels und 10–20 Gewichtsprozent eines magnetischen Pigments hergestellt werden, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein. Das thermoplastische Harz kann ein Copolymer von Polyvinylalkohol mit Polyvinylacetat sein, und das Lösungsmittel kann eine Mischung aus Cyclohexan und Ethylbenzol sein.
Unter den beiden Arten von Druckfarbe erfolgt im Falle der lösungsmittelverdampfenden Druckfarbe ein Trennen einiger der Komponenten während des Härtens, weshalb die Wahl der Intensität der Heißluft und die Trockenzeit (1–2 Minuten), welche die Ausrichtung eines durch magnetische Strukturierung ausgerichteten magnetischen Pigments beeinflusst, von besonderer Wichtigkeit. Um ein siebbedrucktes Material mit einem in hohem Maße reproduzierbaren, magnetisch induzierten Bild zu erhalten, wird daher vorzugsweise UV-härtbare Druckfarbe verwendet.
Ein Magnet wird verwendet, um ein Magnetfeld an das nasse, siebbedruckte Material nach dem Siebdrucken, jedoch vor dem Härten anzulegen. Der Magnet ist durch eine uniaxiale Magnetisierungsrichtung gekennzeichnet, und kann ein NdFeB-Magnet, ein SmCo-Magnet, ein Ferritmagnet, ein Alnico-Magnet, ein Fe-Cr-Co-Magnet, ein Sm-Fe-N-Magnet oder ein Elektromagnet sein. Unter Dem Aspekt der Verfügbarkeit, der Haltbarkeit und der Stärke werden ein NdFeB-Magnet oder ein Ferritmagnet jedoch bevorzugt.
4 zeigt die verschiedenen Formen eines Magneten, der zum Anlegen eines Magnetfeldes an ein nasses, bedrucktes Material vor dem Härten verwendet wird. Wie darin gezeigt, können magnetisch induzierte Bilder geformt werden, indem Magnete mit verschiedenen Formen verwendet werden, welche eine quadratische Form, eine Kreisform, eine Kreisringform, eine Kreuzform, eine Sternform, eine Buchstabenform, und dergleichen umfassen, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein. Erfindungsgemäß ist es möglich, ein magnetisches Sicherheitselement herzustellen, das je nach den Interaktionen zwischen einem spezifischen gedruckten Muster und magnetisch induzierten Bildern verschiedene verborgene Bilder zeigt (9).
6a ist eine Draufsicht, die UV-gehärtete 3D-Musterbilder zeigt, welche durch das richtungsmäßige Strukturieren optisch variabler Pigmentpartikel erzeugt wurden, indem ein Magnetfeld an ein nasses, siebbedrucktes Material vor dem Härten angelegt wurde, wie in 5 dargestellt. Um ein Magnetfeld von ungefähr 0,5 Tesla an ein magnetisches Pigment mit einer magnetischen Massensuszeptibilität von 10^–3 bis 10^–6 m³/kg anzulegen, wird der Abstand eines Magnets von dem nassen, siebbedruckten Material kontrolliert in dem Bereich von 1,5–5 mm eingestellt. Wenn der Abstand des Magneten von dem Material geringer als 1,5 mm ist, ist die Intensität des Magnetfelds hoch, so dass sich überlappende Bilder gebildet werden können, und wenn der Abstand größer als 5 mm ist, ist die Intensität des Magnetfelds schwach, so dass das in der Druckfarbe enthaltene magnetische Pigment nicht entsprechend den magnetischen Feldlinien ausgerichtet werden kann.
Wird UV-härtbare Druckfarbe verwendet, um die Ausrichtung von Pigmentpartikeln, welche in Richtung magnetischer Feldlinien ausgerichtet sind, zu bewahren, wird durch die Ausrichtung der magnetischen Pigmentpartikel nach dem Trocknen der Druckfarbe durch IR-Bestrahlung ein verborgenes 3D-Bewegungsbild erzeugt, und wenn lösungsmittelverdampfende Druckfarbe verwendet wird, wird ein verborgenes 3D-Bewegungsbild durch die Ausrichtung der magnetischen Pigmentpartikel nach dem natürlichen Trocknen der Druckfarbe durch das Verdampfen des Lösungsmittels und anschließendes Härten erzeugt.
Um den 3D-Bewegungseffekt der vorliegenden Erfindung zu untersuchen, wurde ein gehärtetes Substrat mit kreisringförmigen magnetisch induzierten Bildern in eine bestimmte Richtung gekippt (nach oben und nach unten).
Die 7a und 7b zeigen schematisch die Farbe und die Bewegung, welche sich beim Kippen ändern. Wie dargestellt ändert sich, wenn ein bedrucktes Material nach oben gekippt wird (7a), die Farbe des bedruckten Materials von Magenta zu Gold, während die Position des Musters sich in eine zu der Kipprichtung (nach oben) entgegengesetzte Richtung (nach unten) zu bewegen scheint (d in 7a). Darüber hinaus ändert sich, wenn das bedruckte Material nach unten gekippt wird (7b)), die Farbe des bedruckten Materials von Magenta zu Gold, während die Position des Musters sich in eine zu der Kipprichtung (nach unten) entgegengesetzte Richtung (nach oben) zu bewegen scheint (d' in 7b). Obwohl dies in den Figuren nicht dargestellt ist, ist dieser Effekt in allen Richtungen in der x-y Ebene gleich. Anders ausgedrückt: wenn das bedruckte Material in die Ausgangsposition zurück bewegt wird, scheinen sich die Farbe und die Position des Bildes in den ursprünglichen Zustand zurück zu begeben. Somit ist das erfindungsgemäße magnetische Sicherheitselement dadurch gekennzeichnet, dass es einen reversiblen dynamischen Effekt aufweist.
Darüber hinaus weist, wie in 8 dargestellt, das erfindungsgemäß gebildete kreisringförmige verborgene Bild dahingehend einen optischen Täuschungseffekt auf, dass das verborgene Bild erscheint oder nicht erscheint, wenn das mit Linien bedruckte Material gekippt oder gedreht wird.
Somit ist das erfindungsgemäße magnetische Sicherheitselement, das einen Effekt eines verborgenen 3D-Bewegungsbildes aufweist, als ein Sicherheitselement zum Verhindern des Fälschens oder der Veränderns von Papiergeld, Sicherheiten, Ausweiskarten, Geld- oder Kreditkarten, Rechnungen etc. verwendet werden und bewirkt dynamische 3D-Effekte, die visuell erkennbar sind. Darüber hinaus wurden Bilder bei bekannten Sicherheitsmerkmalen, die dem Verhindern von Fälschungen dienen, durch Kopieren übertragen, während das erfindungsgemäße verborgene 3D-Bewegungsbild nur unter bestimmten Bedingungen sichtbar ist und nicht unter Verwendung bekannter Kopierer, Scanner oder Vervielfältigungsapparate übertragbar ist.
Beispiele
Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf Beispiele genauer beschrieben. Rs ist für einen Fachmann auf diesem Gebiet offensichtlich, dass diese Beispiele nur illustrativen Zwecken dienen und nicht als den Umfang der vorliegenden Erfindung einschränkend oder verändernd zu verstehen sind.
Beispiel 1: Herstellung von UV-hartbarer magnetischer Druckfarbe
36 Gewichtsprozent eines Oligomers, 40 Gewichtsprozent eines Monomers, 4 Gewichtsprozent eines Photopolymerisationsinitiators und 20 Gewichtsprozent eines magnetischen Pigments wurden gemischt und verrührt, um eine UV-härtbare Druckfarbe herzustellen. Als Monomer wurde ein niederviskoses Monomer verwendet, welches aus einer Mischung aus Pentaerythritolhexaacrylat und Pentaerythritoltriacrylat bestand. Als Photopolymerisationsinitiator wurde 2-Methyl-1-[4-(methylthio)phenyl]-2-(4-morpholinyl)-1-propanon verwendet, und als das optisch variable Pigment wurde Colorcrypt M (Merck) verwendet.
Versuchsbeispiel 1: Effekte des bedruckten Bereichs und des nicht bedruckten Bereichs
Unter Verwendung der im Beispiel 1 hergestellten UV-härtbaren Druckfarbe wurden Muster aus durchgezogenen Linien, wie in 1a dargestellt, mittels eines Siebdruckverfahrens auf PET-Folien gedruckt. Hierbei betrug die Anzahl der Siemaschen 150, und der bedruckte Bereich sowie der nicht bedruckte Bereich wurden wie in der nachstehenden Tabelle 1 dargestellt kontrolliert. Ein Magnetfeld wurde an die Folien unter Verwendung eines NdFeB-Magneten mit einer remanenten Magnetflussdichte von 11,7–12,1 KG und einer Koerzitivkraft von 12 KOe oder mehr angelegt, wobei der Abstand zwischen dem Magneten und der Folie aus 3 mm eingestellt war. Danach wurden die Folien getrocknet und gehärtet. Im Ergebnis zeigte sich, dass der Effekt des verborgenen 3D-Bewegungsbildes sich mit zunehmender Größe des bedruckten Bereichs und abnehmender Größe des nicht bedruckten Bereichs verbesserte (Tabelle 1). Insbesondere war ersichtlich, dass bei einem Verhältnis des nicht bedruckten Bereichs zu dem bedruckten Bereich von 0,25–1,25 ein deutlicherer Effekt eines verborgenen 3D-Bewegungsbildes erzielbar war. Tabelle 1

Bedruckter Bereich (pd)(mm) Nicht bedruckter Bereich (npd)(mm) 0.25 0.5 1 1.5 2

1.75 X Δ Δ o o

1.5 X Δ Δ o o

1.25 X X o o o

0.75 X Δ o o o

0.5 X Δ o o o

0.25 Δ Δ o o o

o:: der Effekt des verborgenen 3D-Bewegungsbildes trat auf.
Δ:: der Effekt trat undeutlich auf.
X:: der Effekt trat nicht auf.

Versuchsbeispiel 2: Effekt des Abstands zwischen dem Substrat und dem Magneten
Der Abstand zwischen dem Magneten und dem Substrat wurde auf 5 mm eingestellt, während die gleichen Versuchsbedingungen verwendet wurden. I Ergebnis zeigte sich, dass mit der Verringerung des Abstands des Magneten von dem Substrat die Ausrichtung der magnetischen Pigmentpartikel verbessert wurde, und dass somit der Effekt des verborgenen 3D-Bewegungsbildes besser war (Tabelle 2). Tabelle 2

Bedruckter Bereich (pd)(mm) Nicht bedruckter Bereich (npd)(mm) 0.25 0.5 1 1.5 2

1.75 X X Δ Δ o

1.5 X X Δ Δ o

1.25 X X Δ o o

0.75 X Δ Δ o o

0.5 X Δ Δ o o

0.25 X Δ Δ o o

Versuchsbeispiel 3: Effekt der Siebmaschenanzahl
Zur Untersuchung des Effekts der Siebmaschenanzahl wurde ein Versuch unter Verwendung von 200 Siebmaschen unter den gleichen Bedingungen (Abstand zwischen Magnet und Substrat: 3 mm) wie in Tabelle 1 gezeigt durchgeführt. Im Ergebnis zeigte sich, dass mit der Zunahme der Maschenanzahl die Menge der Druckfarbe abnahm, und der Effekt eines verborgenen 3D-Bewegungsbildes im Vergleich zur Verwendung von 150 Siebmaschen verringert war (Tabelle 3). Tabelle 3

Bedruckter Bereich (pd)(mm) Nicht bedruckter Bereich (npd)(mm) 0.25 0.5 1 1.5 2

1.75 X X Δ Δ o

1.5 X Δ Δ o o

1.25 X X Δ o o

0.75 X Δ o o o

0.5 X Δ o o o

0.25 Δ Δ o o o

Beispiel 2: Effekt eines verborgenen 3D-Bewegungsbildes bei kreisringförmigen Bildern
Unter Verwendung der in Beispiel 1 hergestellten UV-härtbaren magnetischen Druckfarbe wurde ein i 6 dargestelltes Muster aus durchgezogenen Linien mittels eines Siebdruckverfahrens auf eine PET-Folie gedruckt. Hierbei wurden die folgenden Bedingungen verwendet: bedruckter Bereich (pd) = 1,5 mm; nicht bedruckter Bereich (npd) = 0,75 mm; pd ≥ npd; und npd/pd = 0,5. Darüber hinaus betrug das Verhältnis der Hintergrundhelligkeit zu der Druckhelligkeit 1,2 oder mehr, und es wurde ein Drucksieb mit 150 Maschen verwendet.
Nach dem Drucken wurden kreisringförmige magnetisch induzierte Bilder durch Anlegen eines Magnetfeldes an das nasse, bedruckte Material unter Verwendung eines NdFeB-Magneten in einem Zustand gebildet, in dem der Abstand zwischen dem Substrat und dem Magneten auf 1,5 mm eingestellt war. Nachdem die magnetischen Pigmentpartikel ausgerichtet waren, wurde das bedruckte Material getrocknet und unter Verwendung einer UV-Härtungsvorrichtung gehärtet, um die Partikel in dem ausgerichteten Zustand zu halten, wodurch ein magnetisches Sicherheitselement mit verborgenen 3D-Bewegungsbildern erhalten wurde (8).
Industrielle Anwendbarkeit
Wie zuvor beschrieben kann das erfindungsgemäße magnetische Sicherheitselement, welches einen Effekt eines verborgenen 3D-Bewegungsbildes zeigt, durch verschiedene Druckverfahren hergestellt werden, und kann bei verschiedenen Karten, wie Geld- oder Kreditkarten, verschiedenen Dokumente, wie Pässe, Policen oder Führerscheine, Schecks oder Sicherheiten, angewendet werden, welche gefälscht oder verändert werden können. Darüber hinaus bietet es einen Effekt eines verborgenen 3D-Bewegungsbildes, der durch Kippen oder Drehen visuell erkannt werden kann und nicht durch Kopieren herstellbar ist. Somit ist es zur Verhinderung von Fälschungen besonders nützlich.
Zwar wurde die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die spezifischen Merkmale im Einzelnen beschrieben, jedoch ist für den Fachmann auf diesem Gebiet ersichtlich, dass diese Beschreibung lediglich ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel betrifft und den Umfang der vorliegenden Erfindung nicht beschränkt. Der wesentliche Rahmen der vorliegenden Erfindung ist daher durch die beigefügten Ansprüche und deren Äquivalente definiert.

Claims

Magnetisches Sicherheitselement mit einem Effekt eines verborgenen 3D-Bewegungsbildes, mit: einem Substrat, das ein abwechselndes Muster aus einem bedruckten Bereich und einem nicht bedruckten Bereich aus magnetischer Druckfarbe auf der Oberfläche des Substrats aufweist, wobei, wenn an das mit dem Muster bedruckte Substrat ein Magnetfeld mittels eines Magneten angelegt wird, ein magnetisch induziertes Bild geformt wird, wodurch ein Effekt eines verborgenen 3D-Bewegungsbildes entsteht.
Magnetisches Sicherheitselement nach Anspruch 1, bei welchem das abwechselnde Muster aus einem bedruckten Bereich und einem nicht bedruckten Bereich mindestens ein Muster ist, das aus der Gruppe ausgewählt ist, welche durch ein Linienmuster, ein Punktmuster und ein Designmuster gebildet ist.
Magnetisches Sicherheitselement nach Anspruch 2, bei welchem das abwechselnde Muster aus einem bedruckten Bereich und einem nicht bedruckten Bereich mindestens ein Muster ist, das aus der Gruppe ausgewählt ist, welche durch ein Muster mit durchgezogenen Linien, ein Muster mit sich kreuzenden durchgezogenen Linien, ein Punktmuster (evtl. anders übersetzen, um Unterschied zu A2 zu machen), ein Wellenmuster und ein Blockmuster gebildet ist.
Magnetisches Sicherheitselement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei welchem das abwechselnde Muster aus einem bedruckten Bereich und einem nicht bedruckten Bereich in Kombination mit einem vollständig bedruckten Bereich gebildet ist.
Magnetisches Sicherheitselement nach Anspruch 1, bei welchem das Muster ein Muster ist, bei welchem der bedruckte Bereich (pd) größer als der nicht bedruckte Bereich (npd) ist.
Magnetisches Sicherheitselement nach Anspruch 2, bei welchem das Verhältnis des nicht bedruckten Bereichs (npd) zu dem bedruckten Bereich (pd) in dem Linienmuster 0,25–1,25 beträgt.
Magnetisches Sicherheitselement nach Anspruch 1, bei welchem das Substrat aus der Gruppe gewählt ist, die durch Papier, Folie, Polypropylen (PP), Polyvinylchlorid (PVC), Polycarbonat (PC) und Polyethylenterephthalat (PET) gebildet ist.
Magnetisches Sicherheitselement nach Anspruch 1, bei welchem das Verhältnis der Hintergrundhelligkeit (Lb) zu der Druckhelligkeit (Lp) 1,2–100 beträgt.
Magnetisches Sicherheitselement nach Anspruch 1, bei welchem der Magnet aus der Gruppe gewählt ist, welche durch einen NdFeB-Magneten, einen SmCo-Magneten, einen Ferritmagneten, einen Alnico-Magneten, einen Fe-Cr-Co-Magneten, einen Sm-Fe-N-Magneten und einen Elektromagneten gebildet ist.
Magnetisches Sicherheitselement nach Anspruch 1, bei welchem der Abstand zwischen dem Substrat und dem Magneten 1,5–5 mm beträgt.
Magnetisches Sicherheitselement nach Anspruch 1, bei welchem die magnetische Druckfarbe UV-härtbare Druckfarbe oder lösungsmittelverdampfende Druckfarbe ist.
Magnetisches Sicherheitselement nach Anspruch 11, bei welchem die UV-härtbare Druckfarbe durch Mischen und Verrühren von 30–35 Gewichtsprozent eines Oligomers, 35–40 Gewichtsprozent eines Monomers, 3–5 Gewichtsprozent eines Photopolymerisationsinitiators, und 10–20 Gewichtsprozent eines magnetischen Pigments hergestellt ist.
Magnetisches Sicherheitselement nach Anspruch 11, bei welchem die lösungsmittelverdampfende Druckfarbe durch Mischen und Verrühren von 25–30 Gewichtsprozent thermoplastischen Harzes, 30–40 Gewichtsprozent eines Lösungsmittels, 5–10 Gewichtsprozent eines Trocknungsverzögerungsmittels und 10–20 Gewichtsprozent eines magnetischen Pigments hergestellt ist.
Magnetisches Sicherheitselement nach Anspruch 1, bei welchem das Muster unter Verwendung eines Siebdruckverfahrens, eines Tiefdruckverfahrens, eines Lithografieverfahrens, eines Flexodruckverfahrens, eines Hochdruckverfahrens oder eines Stichtiefdruckverfahrens gedruckt ist.
Verfahren zur Herstellung eines magnetischen Sicherheitselements mit einem Effekt eines verborgenen 3D-Bewegungsbildes, mit den folgenden Schritten: (a) Drucken eines abwechselnden Musters aus einem bedruckten Bereich und einem nicht bedruckten Bereich auf die Oberfläche des Substrats unter Verwendung magnetischer Druckfarbe; (b) Anlegen eines Magnetfelds an das mit dem Muster bedruckte Substrat mittels eines Magneten zur Bildung eines magnetisch induzierten Bildes; und (c) Trocknen und Härten des mit dem magnetisch induzierten Bild versehenen Substrats.
Verfahren nach Anspruch 15, bei welchem im Schritt (a) das abwechselnde Muster aus einem bedruckten Bereich und einem nicht bedruckten Bereich mindestens ein Muster ist, das aus der Gruppe ausgewählt ist, welche durch ein Linienmuster, ein Punktmuster und ein Designmuster gebildet ist.
Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, bei welchem das abwechselnde Muster aus einem bedruckten Bereich und einem nicht bedruckten Bereich in Kombination mit einem vollständig bedruckten Bereich gebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 15, bei welchem der bedruckte Bereich (pd) größer als der nicht bedruckte Bereich (npd) ist.
Verfahren nach Anspruch 16, bei welchem das Verhältnis des nicht bedruckten Bereichs (npd) zu dem bedruckten Bereich (pd) in dem Linienmuster 0,25–1,25 beträgt.
Verfahren nach Anspruch 15, bei welchem das Verhältnis der Hintergrundhelligkeit (Lb) zu der Druckhelligkeit (Lp) 1,2–100 beträgt.
Verfahren nach Anspruch 15, bei welchem der Magnet aus der Gruppe gewählt ist, welche durch einen NdFeB-Magneten, einen SmCo-Magneten, einen Ferritmagneten, einen Alnico-Magneten, einen Fe-Cr-Co-Magneten, einen Sm-Fe-N-Magneten und einen Elektromagneten gebildet ist.
Verfahren nach Anspruch 15, bei welchem im Schritt (b) der Abstand zwischen dem Substrat und dem Magneten 1,5-5 mm beträgt.
Verfahren nach Anspruch 15, bei welchem im Schritt (c) das Trocknen des Substrats durch einen UV-Härtungsvorgang oder einen Lösungsmittelverdampfungsvorgang erfolgt.