JP2005014613A - 印刷担体および該印刷担体の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】データ担体または情報担体などの印刷担体において、肉眼で見たときに判別可能な領域を有することがなく、もしくは簡単に見てもセキュリティ印刷を認識することはできず、それによってたとえばそのような印刷担体による製品保証が目立たないようにする。そしてこのような印刷担体による製品保証を明確には認識できないようにすることで、偽造をきわめて困難にし、偽造の検出もただちに簡単に行われるようにしたい。
【解決手段】透過性かつ異方性の層たとえば視覚的に色のない複屈折層が少なくとも部分的に設けられ、この層はたとえば層指向型の構造体の上に配置されている。これは印刷プロセスを用いて異方性の層たとえば複屈折性のネマティック液晶を含む層を、印刷担体における少なくとも１つの部分領域に塗布し、この部分領域に少なくとも１つの層指向型の構造をもたせることにより製造される。
【選択図】図２

Description

本発明は、たとえばレッテル、ラベル、情報担体またはデータ担体、入場券、有価証券などの印刷担体および該印刷担体の製造方法に関する。

従来技術により、たとえばソフトウェア製品、金券など任意の商品を保証および認証するために印刷担体を利用することが知られている。その際に殊に知られているのは、偽造の困難なから押しの形態をとったりあるいはエンボスホログラムと連携させたエンボス加工印刷である。

ドイツ連邦共和国特許出願公開 DE 198 45552 A1 に記載されているたとえば有価証券、紙幣、証明書などのデータ担体には、まえもって決められた領域にエンボスが設けられている。このエンボスの少なくとも一部分は傾斜した平面の形状を有している。エンボスされたデータ担体領域には付加的に少なくとも１つのカラー層またはカラー層列が設けられており、それらの視覚的な印象は平面が傾斜していることから見る角度に左右して変化し、それにより見る角度に依存して観察者がエンボスをいっそう良好に知覚できるようになる。

従来技術から知られている印刷担体はことごとく以下のような欠点を有している。すなわち、肉眼で見たときに製品の安全保護をただちに認識できてしまうことであり、これは印刷担体が基体から目立って浮かび上がっていること、もしくは印刷担体におけるエンボスが印刷担体の残りの部分から目立って浮かび上がっていることによる。したがって偽造者は、製品偽造のために必ず特定の印刷担体も偽造しなければならないといつでもわかってしまうことになる。その場合、この種の印刷担体の偽造を、専門家にもそうでない人にも偽造製品をオリジナル製品と区別するのが難しくなるよう専門的に実行できてしまう。
DE 198 45552 A1

したがって本発明の課題は、印刷担体およびその製造方法において、肉眼で見たときに判別可能な領域を有することがなく、もしくは単に見ただけではセキュリティ印刷（security printing）を認識することはできず、それによってたとえばそのような印刷担体による製品保証が目立たないようにすることである。そしてこのような印刷担体による製品保証を明確には認識できないようにすることで、偽造者による偽造をきわめて困難にし、これと同時に本発明による特徴をもたない偽造の検出もただちに簡単に行われるようにしたい。

本発明によればこの課題は、印刷担体たとえばデータ担体または情報担体において、透過性かつ異方性の層たとえば視覚的に色のない複屈折層が少なくとも部分的に設けられており、該層はたとえば層指向型の構造体の上に配置されていることにより解決される。

さらに上記の課題は、光学的異方性の層が少なくとも一部分の領域の上に配置された印刷担体の製造方法たとえば請求項１から６のいずれか１項記載の印刷担体の製造方法において、印刷プロセスを用いて異方性の層たとえば複屈折性のネマティック液晶を含む層を、印刷担体における少なくとも１つの部分領域に塗布し、該部分領域に少なくとも１つの層指向型の構造をもたせることにより解決される。スメクティック液晶およびカイラルネマティック液晶も利用できる。

たとえば公開公報DE 198 45552 A1などのような従来技術とは異なり本発明の方法による印刷またはエンボスはそのままでは浮かび上がらず強調されることはなく、肉眼で認識不可能であり、もしくは容易には認識できない。その理由は異方性の層が透明であり有利には無色であり、それゆえ視覚的な印象が実質的に印刷担体によって与えられるからであり、この印刷担体は層を通して透けて見え、つまり印刷担体の色彩的外観または構造的外観によって与えられるからである。

この場合、見る角度に左右される色の作用は発生せず、見る角度に左右される色の作用を生じさせるために複雑に製造しなければならない傾斜した平面を設けることはできるけれども、必ずしもそれを設けなくてもよい。むしろ本発明による印刷（この用語にはエンボスの概念も含まれる）はたとえば光学的補助手段を用いなければ、から押しまたは光学的等方性の市販の透明塗料をベースとしたエンボスと、触覚によっても視覚的にも決して区別できない。このようにすれば印刷に情報を組み込んだり表現したりすることができ、そのような情報は、異方性層とそれ以外の領域との間の、視覚的に認識可能にすることのできる区別によって得られるし、あるいは異方性層内部での区別によっても得られる。

本発明はたとえばセキュリティドキュメントの印刷に利用することができ、たとえば銀行券、有価証券、クレジットカード、証明書、許可証などに利用することができる。この場合、たとえば紙幣やクレジットカードが該当するように、印刷担体をすでにそれ自体保護すべき製品としてもよいし、または印刷担体を付加的なセキュリティフィーチャーとして被着させてもよいし、あるいは印刷担体をいわゆるセキュリティタグの形態で任意の商品に付属させたり取り付けたりしてもよい。

透明な異方性層はたとえば光学的偏光依存性の作用を有しており、たとえばこれは肉眼では知覚できないが補助手段を用いることで検出可能であり、たとえば複屈折特性をもっているならば直線偏光性または円偏光性の偏光フィルタによって検出することができ、たとえばこのような補助手段によって観察者の目に見えるようにすることができる。

殊に有利には、複屈折特性をもつ異方性層として液晶たとえばネマティック液晶を用いることができるし、あるいはこの種の液晶を含み印刷塗布やエンボス形成により印刷担体上にこの種の液晶フィルムを形成する塗料などを用いることもできる。ビームにより硬化可能なこの種の液晶混合物はたとえばMerck KGaA社によって製造されている。そのような混合物は印刷担体に塗布された後は実質的に見えないけれども、適切な基体たとえば反射性印刷担体であれば直線偏光子または円偏光子を用いたときに視覚的光学的に浮き出る作用をもつようになる。

この種の液晶層はたとえば、有利にはきわめて光沢のある金属製の印刷担体上にエンボス加工印刷によって塗布され、その際に得られたフィルムたとえばネマティックフィルムを必要に応じて適切な方法によって、たとえば紫外線光の照射によって恒久的に定着させることができる。

肉眼で見た場合にはこのエンボス加工印刷を、相応のから押しまたは市販の透明塗料を使用して塗布されたこの種のエンボス加工印刷とどのようにしても区別できない。つまりこのエンボス加工印刷は、光と影の作用によって引き起こされる一般的な３次元の視覚的印象をもっているが、エンボスはたとえば付加的なコントラストの形成や観察角度に依存する色の作用によっても決して視覚的に強く目立つようにはならない。また、単純に触覚による区別も不可能である。

直線偏光子または円偏光子によって観察したときに初めて、ネマティック相形成混合物を使用して形成されたエンボス加工印刷が現れ、程度の差こそあれ視覚的に浮かび上がり、たとえば色彩的に光沢を伴って出現するようになる。その際に色印象を、付加的にかなりの度合いで偏光子の（角度）位置に依存させることができる。

外観の相違を観察者の目だけなく機械によっても検出させることができ、たとえば反射光の種々の偏光方向に対する検出器を用いて検出させることもでき、そのようにすれば本発明による印刷担体の自動検査も実現できるようになる。

液晶成分のこのような特性の要因となるのは液晶の空間的配向であって、この配向自体は特別なやり方でエンボスプロセス中に作用する力たとえば剪断応力によっても設定されるし、あるいは印刷担体またはエンボス工具の個々の微細構造によっても設定される。

したがって１つのエンボス加工印刷イメージを空間的に互いに区切られた種々の（部分領域）に分割して、そのエンボス加工印刷イメージを形成するときに個々の領域において、方向が互いに異なるように配向された力を用いれば、あるいは印刷担体またはエンボス工具の個々の規定された領域の構造をそれぞれ異なる方向で形成すれば、偏光子で見たときに種々の光学作用で特徴づけられた複数の領域をもつ１つのエンボス加工印刷イメージが結果として生じることになる。

本発明によるエンボス加工印刷は、から押しやたとえば市販の透明塗料をベースとしたエンボスを設けるときに肉眼では気がつかないように表すのに殊に適している。しかしそれらは実際には光学情報を表しており、その情報をたとえば偏光子を用いることで見えるようにつまりは検出可能にすることができる。このため本発明をたとえば有価証券や銀行券、クレジットカードなどセキュリティ印刷ないしは証券印刷（security printing）において利用できるし、あるいはそれ相応のドキュメントの偽造に対する安全性を高めるために利用できる。

有利には本発明による印刷担体は、異方性層が設けられた少なくとも１つの部分領域のほかに、から押しおよび／または被層されていないレリーフの設けられた少なくとも１つの部分領域、および／または市販の光学的等方性透明塗料の設けられた少なくとも１つの部分領域を有することになる。

本発明による印刷構造もしくはエンボス構造は、たとえば変形されたフレキソ印刷法などによってきわめて簡単に形成することができる。その場合にはたとえば、有利には反射性かつ恒久的に可塑性の印刷担体もしくは印刷材料の上に、約６０゜〜７０゜のショアー硬度Ｄをもつ硬い凸版を転動させ、その際、たとえば約５０゜〜６０゜のショアー硬度Ａの弾性のゴムブランケットを圧胴に装備することができる。

押圧力の強さによってエンボスの深さが制御される。これに加えて同じ印刷イメージにおいてたとえば凸版の厚さを変化させることによって種々異なるエンボス深さの領域を得ることができる。印刷媒体を凸版の上で押圧するか否か、どの印刷媒体を凸版の上で押圧するのかに従って、から押しが生じるかまたはエンボスが生じ、それらにたとえば等方性透明塗料が被層されるかまたは、このコンテキストで格別重要な光学的に複屈折性のたとえばネマティック液晶フィルムが被層される。

ネマティック液晶フィルムの元になるのはそれ相応のネマティック相形成混合物であって、これはたとえばMerck KGaA社から市販されており、これはたとえば約６０〜７０゜Ｃまで加熱された溶解物として、あるいは有機溶剤中の溶液として使用することができる。

さらに本発明によるエンボスは、どのような任意のエンボス工具でも製造可能である。これをたとえば直刻グラビア印刷法（Stichtiefdrcukverfahren）において浮き彫りで実行することができ、その場合、エンボス構造は周知の方式に従い金属プレートに彫り込まれる。この種の直刻グラビア印刷プレートの電子製造方法はたとえばWO 97/48555に記載されている。印刷プロセスにおいて印刷材料がグラビア金属プレートの凹部に押し込まれ、そのようにして持続的に変形される。から押しを形成するためにはこの印刷プレートには印刷プロセス中、印刷媒体が充填されず、印刷プレートは印刷材料を変形するためにのみ使われ、すなわちエンボスするためだけに使われる。

この方法によりくぼんだエンボスが生じるのか浮き彫りのエンボスが生じるのかという点を顧慮せずとも、たとえばから押しと、市販の（光学的等方性の）透明塗料を用いたエンボスと、ネマティック相形成混合物を用いたエンボスとを、観察者が肉眼で区別するのは不可能である。むしろ観察者の目には画一的なエンボス構造が現れることになり、そのエンボス構造により光と影の効果に起因して一般的な３次元の視覚的印象が与えられる。

ただし、個々の印刷領域の微小化ならびに多重印刷による個々の印刷領域の交差によって、偽造の非常に難しい微細構造をこのようなエンボス構造にもたせることができ、そのような微細構造は直線偏光子または円偏光子により観察して初めて、観察角度に依存する種々異なる光学作用の形態で露呈される。

印刷担体としてたとえばきわめて光沢のある銀色の圧延されていないポリエチレンシートが６０゜Ｃの熱さのネマティック液晶溶解物を用いてエンボスされているような典型的な適用事例の場合、直線偏光子を０゜の位置で用いると、ネマティック液晶フィルムの設けられたエンボス領域だけが青色で現れる。他のすべての領域は偏光子を用いずに観察した場合と異ならない。偏光子を４５゜旋回させると、青色の色印象から橙色の色印象になる。

円偏光子を用いてエンボス加工印刷イメージを分析した場合にもこれと同様のことが生じる。その場合、偏光子の位置に応じて色印象が変化し、たとえば光沢のある金色と光沢のある銀青色の間で変化する。とはいえ偏光子の位置に左右して色が大きく変化しないようなケースも可能であるし、あるいは４５゜間隔ではなくたとえば９０゜間隔で、たとえば暗い茶色とそれよりも明るい茶色の間というようなごく僅かな色の変化を生じさせるケースもある。

一般にこの（ダイナミックな）色特性は多数のファクタに依存しており、それらのファクタとして挙げられるのはたとえば印刷担体特性、使用される印刷法、液晶色の経過特性および濡れ特性、ならびに形成される液晶フィルムの厚さ、均質性ならびに微細構造などである。

一般に、たとえばネマティックフィルムは円偏光子で見たときに直線偏光子を用いたときよりも著しく強く反射して現れる。どのようなケースであろうと、観察角度を変化させてもそのつど得られる色印象に作用は及ぼされない。

本発明の方法によれば、たとえば冒頭で述べた変形されたフレキソ印刷法または同様の方法を利用することで特別な実施形態が得られ、それらの方法はエンボスプロセス中（ネマティック）液晶フィルムに対したとえば剪断応力などの力を及ぼすことと同時に行われ、それらのエンボス工具の構造は、結果として生じる液晶フィルムの構成要素の微視的配向が優先選択方向に向けられるよう形成される。

たとえばネマティック相形成混合物を利用し、第１のエンボスプロセスに続いて印刷イメージを所定の角度有利には４５度だけ回転させ、ついで第２の刻印プロセスを行うようにすれば、直線偏光子または円偏光子を用いて分析したときに２色のエンボス加工印刷イメージが観察者に現れる。実現可能な複数の色印象間の区間全体を利用すれば、多色の刻印が可能となる。

刻印構造がもはや肉眼では認識不可能であるが液晶の配向は引き起こされるよう、押圧力つまりは刻印の深さを任意に小さくすることもでき、液晶の配向が引き起こされれば、偏光子を利用したときに少なくともそれ相応の色印象が現れることになる。

本発明による方法のすべての実施形態にとって重要であるのは、任意の印刷方式を用いて異方性の層たとえばネマティック液晶による複屈折層が印刷担体の少なくとも１つの部分領域上に塗布され、その部分領域は少なくとも１つの層指向型の構造をもつことである。

この構造により、少なくとも１つの方向において異方性液晶層の液晶層に対し力が及ぼされ、これによって液晶層の配向がたとえばそれぞれ作用する力に沿って引き起こされる。

異方性層の印刷前または印刷中、印刷担体において印刷すべき領域にこの種の構造の１つまたは複数が設けられる。したがってここで使用される印刷担体は、すでにそのような構造が設けられたかたちで納入されるようにしてもよいし、あるいは印刷機においてはじめて、たとえば印刷媒体の塗布中などにそのような構造が設けられるようにしてもよい。

構造の出所や種類は、それらが異方性層の層配向つまりたとえば液晶の結晶配向に作用を及ぼす特性を有しているならば、実質的に重要ではない。このため印刷担体に機械的な構造を設けることができるし、および／または静電的な構造または電荷分散構造を設けることができる。さらに別個の配向層を液晶層の前に設けることもできる。液晶配向の変更あるいは所期の配向を、被着された液晶層の局所的な加熱または電界および／または磁界の局所的な印加によって行うこともできる。

本発明による方法および本発明による印刷担体の実施形態は以下の通りである：
−ポジティブな刻印とネガティブな刻印を同じ印刷イメージに形成する。
−本発明による方法によって光学的異方性または種々の色の印刷担体を改良する。
−メソゲン系のための所定の局所的に規定された種々の配向方向をもつ未刻印の印刷担体を使用する。
−ホログラフィー構造あるいはたとえば射出成形や他の離型技術により形成されたレリーフなどその他の構造も備えた刻印済みの印刷担体に、たとえばネマティック相形成混合物を印刷または被層する。たとえばこの場合、刻印領域またはレリーフのパターニングによって光学的異方性液晶フィルムのテクスチャ配向が行われる。
−厚みのある光学的異方性液晶フィルムを同一のエンボス加工印刷イメージに形成し、それによってさらに別の色効果が得られるようにする。
−付加的な透過性の光学的等方性または異方性の被覆塗料層、シート等が、たとえば引っかき保護や刻印の偽造に対する安全性を高める目的で設けられる。
−硬化させた光学的に異方性のたとえばネマティック液晶フィルムの一部分または全体にあとから刻印する。
−透過性の印刷担体に対するエンボス加工印刷およびそのようにして処理された印刷担体の背面にたとえば反射性の色を印刷する。
−第１のステップにおいて、有利には完全に硬化させたネマティック液晶フィルムを担体シートに印刷し、その際、担体シートと液晶フィルムとの間に僅かだが十分な規定の凝集力だけが生じるよう、方法パラメータを設定する。第２のステップにおいて、それ相応に印刷されたまたは被層された担体シートを適切な刻印工具を用いることで背面処理して、印刷担体上に液晶フィルムの規定のセクションを転写する。その際、このプロセスは室温でもそれよりも低い温度または高い温度でも実行可能であるし、ごく僅かな刻印力を作用させるだけでも実行可能である。本発明による方法によれば以下のような変形可能な印刷担体が有利である。すなわち、担体シートよりも高い接着力をもち、かつ偏光子を用いて本発明による光学的作用が視覚化されるよう光を反射させることのできる印刷担体が有利である。

次に、図１ａ，１ｂ，１ｃ，２ａ，２ｂ，２ｃを参照しながら本発明の実施例ならびに利点について説明する。これらの図面は縮尺どおりではなく、色印象を概略的に示したものにすぎず、本発明を具体的に説明するために用いるにすぎない。

図１ａには、きわめて光沢のある銀色の印刷担体上に設けられた本発明による刻印と、光学的な補助手段を用いることなく知覚された簡単に表された色印象とが示されている。ここで基本的に認識できるのは刻印された構造だけであるが、いかなる塗料層もないから押しの領域ＢＰと、液晶層をもつ刻印のＰ＋ＬＣと、等方性の透明塗料による刻印のＰ＋ＫＬと、１つの液晶層だけしかもたない刻印されていない領域ＬＣとの間に色彩的な区別はない。

図１ｂには、きわめて光沢のある銀色の印刷担体上に設けられた図１ａと同じ本発明による刻印と、０度の位置で直線偏光子で見たときに知覚された簡単に例示された色印象とが示されている。さてここでは結晶の配向に基づき、刻印された領域Ｐ＋ＬＣも刻印されていない領域ＬＣも色彩的に際だって現れる。この領域は太く直線で表されている。

図１ｃには、きわめて光沢のある銀色の印刷担体上に設けられた図１ａと同じ本発明による刻印と、今度は４５度の位置で直線偏光子により見たときに知覚された簡単に表された色印象とが示されている。ここでは偏光子の位置が変化したことに起因して、領域Ｐ＋ＬＣと領域ＬＣが図１ｂとは異なる色印象をもっている。

図２ａには、きわめて光沢のある銀色の印刷担体上に設けられた本発明による刻印と、光学的な補助手段を用いることなく知覚された簡単に表された色印象とが示されている。ここでも偏光用補助手段を用いないと（刻印のない等方性透明塗料の）領域ＫＬ、Ｐ１／Ｐ２＋ＬＣ（液晶による刻印１／２）、Ｐ＋ＫＬ（等方性透明塗料をもつ刻印）、ＢＰ（塗料のないから押し）およびＬＣ（刻印のない液晶）に対する色印象はことごとく同じである。

図２ｂには、きわめて光沢のある印刷担体上に設けられた本発明による刻印２ａと、０度の位置で直線偏光子により見たときに知覚された簡単に表された色印象とが示されている。領域ＫＬとＰ＋ＫＬの色印象は変化しておらず、その理由はここでは等方性の透明塗料だけしか塗布されていないからである。これに対して領域Ｐ＋ＬＣとＰ２＋ＬＣはここでは２つの異なる色印象を有しており、その理由はこれらの領域では液晶の配向がそれぞれ異なるよう刻印が形成されているからである。領域ＬＣの色印象を領域Ｐ１＋Ｌ１の色印象に相応させることができる。

図２ｃには、きわめて光沢のある印刷担体上に設けられた本発明による刻印２ａと、ここでは４５度の位置で直線偏光子により見たときに知覚された簡単に表された色印象とが示されている。ここでも液晶で被層された領域Ｐ１＋ＬＣ，Ｐ２＋ＬＣおよびＬＣにおいてそれぞれ異なる色印象が生じている。この場合、偏光子の位置が変えられたことに起因して色印象が図２ｂとちょうど逆になっている。

きわめて光沢のある銀色の印刷担体上に設けられた本発明の実施例による刻印を示す図である。

きわめて光沢のある銀色の印刷担体上に設けられた本発明の別の実施例による刻印を示す図である。

符号の説明

ＫＬ
Ｐ１＋ＬＣ 液晶層をもつ刻印領域
Ｐ＋ＫＬ 等方性透明塗料による刻印領域
Ｐ２＋ＬＣ 液晶による刻印領域
ＢＰ から押し領域
ＬＣ 刻印されていない領域

Claims (12)

1. 印刷担体たとえばデータ担体または情報担体において、
   透過性かつ異方性の層たとえば視覚的に色のない複屈折層が少なくとも部分的に設けられており、該層はたとえば層指向型の構造体の上に配置されていることを特徴とする印刷担体。
2. 前記異方性の層はネマティック液晶を有する、請求項１記載の印刷担体。
3. から押しおよび／または被層されていないレリーフの設けられた部分領域、および／または光学的等方性の市販の透明塗料を用いた部分領域を有する、請求項１または２記載の印刷担体。
4. 肉眼で見たときの観察角度に依存することなくすべての部分領域により、該部分領域を区別できないたとえば３次元の視覚的印象が引き起こされる、請求項１から３のいずれか１項記載の印刷担体。
5. 部分領域たとえば光学的異方性の層が設けられた部分領域は、光学的な補助手段たとえば直線偏光子または円偏光子によって検出可能であり、たとえば色彩的に強調可能である、請求項１から４のいずれか１項記載の印刷担体。
6. 光学的異方性の層が設けられた少なくとも１つの部分領域は、それぞれ異なる層指向をもつ互いに区切られた規定の領域を有しており、たとえばこれにより直線偏光子または円偏光子のような光学的補助手段を用いることで、それぞれ異なる色印象をもつ互いに区切られた規定の領域が生じる、請求項１から５のいずれか１項記載の印刷担体。
7. 光学的異方性の層が少なくとも一部分の領域の上に配置された印刷担体の製造方法たとえば請求項１から６のいずれか１項記載の印刷担体の製造方法において、
   印刷プロセスを用いて異方性の層たとえば複屈折性のネマティック液晶を含む層を、印刷担体における少なくとも１つの部分領域に塗布し、該部分領域に少なくとも１つの層指向型の構造をもたせることを特徴とする印刷担体の製造方法。
8. 前記構造によって、異方性液晶層の液晶に対し少なくとも１つの方向で力を作用させ、該力により液晶の配向をたとえばそれぞれ作用する力に沿ってたとえば層の硬化前に生じさせる、請求項７記載の方法。
9. 前記異方性の層の印刷前または印刷中、印刷すべき領域に機械的構造および／または静電的構造または電荷分散構造を設け、たとえばこの種の構造により異方性層において１つまたは複数の異なる配向を生じさせる、請求項７または８記載の方法。
10. 前記構造を印刷工具および／または刻印工具によって印刷プロセス前および／または印刷プロセス中に形成し、あるいはダイカストまたは離型技術により形成し、たとえば離型工具が対応する構造を有する、請求項７から９のいずれか１項記載の方法。
11. 前記層指向型の構造を印刷ローラによって形成する、請求項７から１０のいずれか１項記載の方法。
12. 印刷プロセス終了後、印刷担体を所定の角度だけ旋回させ、ついで少なくとも１つの別の印刷プロセスを行う、請求項７から１１のいずれか１項記載の方法。

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