JP5948635B2 - 配向した磁性粒子をインクに含むセキュリティスレッドまたはセキュリティストライプ、ならびにこれを製造する方法および手段 - Google Patents

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Description

本発明は、有価書類または通貨の基材の中または上へ組み込むまれるセキュリティスレッドまたはセキュリティストライプの分野にある。本発明は、スレッドまたはストライプに含まれるコーティング中の磁性または磁化可能な顔料粒子、特に光学的に変化する顔料粒子の特定の配向によって実装される特徴を備えるセキュリティスレッドまたはセキュリティストライプと、そうしたスレッドまたはストライプを製造する方法およびデバイスとを開示する。
基材に埋め込まれたセキュリティスレッドは、保護対象書類および銀行券の模造に対する保護のための効率的な手段として当業者に知られている。米国特許第０，９６４，０１４号明細書、米国特許第４，６５２，０１５号明細書、米国特許第５，０６８，００８号明細書、米国特許第５，３２４，０７９号明細書、国際公開第９０／０８３６７号、国際公開第９２／１１１４２号、国際公開第９６／０４１４３号、国際公開第９６／３９６８５号、国際公開第９８／１９８６６号、欧州特許出願公開第００２１３５０（Ａ）号明細書、欧州特許出願公開第０１８５３９６（Ａ）号明細書、欧州特許出願公開第０３０３７２５（Ａ）号明細書、欧州特許出願公開第０３１９１５７（Ａ）号明細書、欧州特許出願公開第０５１８７４０（Ａ）号明細書、欧州特許出願公開第０６０８０７８（Ａ）号明細書、欧州特許出願公開第０６３５４３１（Ａ）号明細書、および欧州特許出願公開第１４９８５４５（Ａ）号明細書、ならびにこれらで引用されている文献が参照される。
セキュリティスレッドは、金属フィラメントまたはプラスチックフィラメントであり、保護対象書類または銀行券の印刷に供する基材へ製造工程中に組み込まれる。セキュリティスレッドはこれにより基材シート内に完全に埋め込まれてよく、または部分的に埋め込まれるとともに部分的に基材表面から露出させられてもよく（「ウィンドウスレッド」）、または基材表面に貼り付けられるか、もしくは基材シートの別々の２つの部分の間を埋めることさえ可能である。こうしたスレッドは、ストライプとも呼ばれる。
セキュリティスレッドまたはセキュリティストライプは、特定のセキュリティ要素を担持してよく、また一般に担持しており、保護対象書類の公衆および／または機械認証、特に銀行券に役立つ。そのような目的に好適なセキュリティ要素は、例えば金属化部、（スレッドまたはストライプの中に組み込まれるか、または上に印刷された）発光化合物、マイクロ文字、磁気的特徴等である。
工業生産の技術的な制約のため、セキュリティスレッドまたはセキュリティストライプは、リールから、紙幣用紙のような基材材料の、長さ数百メートルのエンドレスシートへと組み込まれなければならない。このようなスレッドまたはストライプは通常、特別に処理された（すなわち金属化、印付け、積層等を施された）プラスチック箔（一軸延伸ポリプロピレンまたは二軸延伸ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、またはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）箔のようなもの）のウェブを相応に薄く切って、要求されるセキュリティスレッドまたはセキュリティストライプのリールを生じることにより製造される。
一般的な実施の形態において、上記プラスチック箔は、片側が金属化および／または印付けされる。さらに、金属化部がポジまたはネガの筆記の識別印の形で存在する場合もある。より高度な実施の形態では、上記プラスチック箔は、互いに積層された２枚の箔からなる積層構造物であり、印刷された特徴および／または金属化部のようなセキュリティ要素を２枚のプラスチック箔の間に封入している。
光学的に変化する磁性顔料（optically variable magnetic pigment、ＯＶＭＰ（登録商標））およびＯＶＭＰ（登録商標）を含む光学的に変化する磁性インク（optically variable magnetic ink、ＯＶＭＩ（登録商標））は、例えば米国特許第４，８３８，６４８号明細書、国際公開第０２／０７３２５０号、欧州特許第６８６６７５号明細書、国際公開第０３／００８０１号、米国特許第６，８３８，１６６号明細書、および国際公開第２００７／１３１８３３号などで、当業者に知られている。こうしたインクは、平坦な（すなわち全面を覆う）コーティングの形で、または構造化したコーティング（すなわち識別印）の形で付けられ、または印刷され得る。
光学的に変化する磁性コーティング中の光学的に変化する顔料粒子は、印刷後、コーティングがまだ「濡れて」いる間、すなわち固化していない間に、適切な非構造化磁場または構造化磁場を印加することにより配向させてから、基材上でのコーティング組成物の固化によってそれぞれの位置および配向に定着させることができる。コーティング組成物中の磁性または磁化可能な粒子の配向のための材料および技術、ならびに対応する印刷／磁気配向の複合工程は、米国特許第２，４１８，４７９号明細書、米国特許第２，５７０，８５６号明細書、米国特許第３，７９１，８６４号明細書、独国特許出願公開第２００６８４８（Ａ）号明細書、米国特許第３，６７６，２７３号明細書、米国特許第５，３６４，６８９号明細書、米国特許第６，１０３，３６１号明細書、米国特許出願公開第２００４／００５１２９７号明細書、米国特許出願公開第２００４／０００９３０９号明細書、欧州特許出願公開第７１０５０８（Ａ）号明細書、国際公開第０２／０９０００２号、国際公開第０３／０００８０１号、国際公開第２００５／００２８６６号、および米国特許出願公開第２００２／０１６０１９４号明細書、ならびに同一出願人の国際公開第２００８／０４６７０２号に開示されている。
透明または不透明な基材上に固化したコーティング中の磁気的に配向した粒子を含むアイテムは、例えば国際公開第２００８／００９５６９号などで当技術分野で知られている。しかしながら、セキュリティスレッドまたはセキュリティストライプの場合には、ｉ）伸長方向にシームレス反復パターンを示さなければならない、およびｉｉ）上記パターンの反復長（周期）が、セキュリティスレッドまたはセキュリティストライプを組み込む銀行券または保護対象書類の幅よりも短くなければならず、好ましくは半幅よりも短くなければならない、という点において特有の技術的問題が生じる。
これらの要件によって、ｉ）スレッドまたはストライプに存在する情報はセキュリティスレッドまたはセキュリティストライプに沿って（飛躍することなく）連続しているので、保護対象書類の基材の各部を切り取る必要も、銀行券または保護対象書類の印刷をスレッドまたはストライプに存在する情報と合わせる必要もなくなり、またｉｉ）スレッドまたはストライプに存在する情報の、少なくとも１回の全周期がそれぞれの銀行券または保護対象書類の上／中に実際に存在し、それぞれの銀行券または保護対象書類を明白に認証できるようになる。
これらの要件は、基材上の固化したコーティング中の磁気的に配向した粒子について、これまで解決されていない。
本発明によるスレッドまたはストライプは、好ましくは有価書類または通貨の基材の中または上へ組み込むためのものであり、配向した磁性または磁化可能な顔料粒子を含む固化したコーティングを担持するプラスチック箔を含み、顔料粒子の配向が図形情報を表すスレッドまたはストライプであって、図形情報が好適な反復長の反復シームレスパターンであることを特徴とするセキュリティスレッドまたはセキュリティストライプである。
「固化した」は、本開示の関連では、光学的に変化する磁性または磁化可能な顔料粒子がコーティング内でそれぞれの位置および配向に定着していることを意味する。
「好適な反復長」（周期）は、スレッドまたはストライプを組み込む書類の幅よりも短く、好ましくは半幅よりも短いものを意味する。
本発明を具現する好ましい磁性または磁化可能な顔料粒子は、板状粒子または針状粒子である。なぜならば、これらの粒子は磁場中でよく配向し、コーティング中での粒子の配向に応じて光学的に著しい変化を示すからである。
さらに好ましいのは光学干渉顔料である。光学干渉顔料は、コーティング中での顔料の配向に応じて多様な反射色または透過色を呈する。
本発明を具現する最も好ましい顔料粒子は、米国特許第４，８３８，６４８号明細書に開示されているようなＡ／Ｄ／Ｍ／Ｄ／Ａの５層型、および国際公開第０２／０７３２５０号に開示されているようなＡ／Ｄ／Ｒ／Ｍ／Ｒ／Ｄ／Ａの７層型の、光学的に変化する磁性薄層干渉顔料である。ここで、Ａは吸収体層で、典型的にはクロム層であり、Ｄは誘電体層で、典型的にはフッ化マグネシウム（ＭｇＦ2）または二酸化ケイ素（ＳｉＯ2）であり、Ｍは磁性層で、典型的にはニッケル（Ｎｉ）または鉄（Ｆｅ）またはコバルト（Ｃｏ）またはそれらの合金うちの１つであり、Ｒは反射体層で、典型的にはアルミニウム（Ａｌ）である。
本開示の関連において、「磁性、磁気（magnetic）」という用語は、それ自体が磁場の源である材料を指す。「磁化可能」という用語は、強磁性またはフェリ磁性という意味での磁場に対して、その源でない状態で反応する材料を指す。
配向した磁性または磁化可能な顔料（ＯＶＭＰ）粒子は、本説明の関連では、単純な印刷工程の結果として顔料粒子がとる配向とは異なる配向でコーティング中に存在する顔料粒子を意味する。
「図形情報」は、識別印、パターン、画像などの、視覚的に識別できる種類の情報を意味する。
本発明によれば、図形情報は、コーティング中に含まれる磁性または磁化可能な顔料粒子を配向させることによってコーティング中に具現される。
本発明の好ましい実施の形態において、固化したコーティングは、識別印の形の構造化したコーティングであり、インクおよび対応する印刷工程を用いて施される。
通常、磁気配向が担う図形情報は、構造化したコーティングの、印刷された識別印とは異なるが、同じに選ぶことも可能である。
従って、本発明によれば、印刷機での単一走行で、単一の印刷インクを用いて、セキュリティスレッドまたはセキュリティストライプに２つの異なるセキュリティ要素、すなわち印刷された目に見える識別印と磁気配向が担う図形情報とを与えることが可能であり、これにより、高い生産効率を維持したまま、セキュリティスレッドまたはセキュリティストライプのセキュリティレベルが上がる。
目に見える、磁気配向が担う図形情報もまた、機械読み取り可能である。なぜならば、印刷され固化されたコーティング組成物中の特別に配置された磁性または磁化可能な粒子は磁場を発生するか磁場と相互作用するので、粒子の局所的な配分および配向を、対応する機器によって検出して利用することができるからである。
本発明によるセキュリティスレッドまたはセキュリティストライプの本質的な特徴は、磁気配向が担う図形情報と、存在する場合は、印刷された目に見える識別印とが、セキュリティスレッドまたはセキュリティストライプの伸長した次元に沿った、好適な反復長（周期）のシームレス反復パターンとして存在するということである。
銀行券の製造（すなわち基材製造と印刷）および使用（すなわち自動銀行窓口機におけるセキュリティスレッドまたはセキュリティストライプの認証）の条件によって課せられた制約を考慮すると、セキュリティスレッドまたはセキュリティストライプは、基材ウェブ中に縦に組み込まれなければならないが、一般に１０ｃｍより短く、典型的には７ｃｍほどである銀行券の幅の端から端まで現れているべきである。従って、反復パターンの周期は、７ｃｍを越えるべきでなく、好ましくは３．５ｃｍを越えるべきでなく、さらに好ましくは２ｃｍを越えるべきでない。
このような短い反復長という制約下で、光学的に変化する磁性インクの反復パターンをプラスチック箔にシームレスに印付けするには、特別な製造（すなわち印刷）の手段および技術が必要である。
特別に彫り込まれたシームレスグラビアシリンダを用いた輪転グラビア（グラビア）印刷が、磁性または磁化可能な顔料粒子を含有するインク液を平坦なプラスチック基材上に正しく転写するための好適な印刷技術の１つである、ということが分かった。注目すべきことには、グラビアシリンダの輪転グラビアセルは、磁性または磁化可能な顔料粒子の大きな寸法に対応するよう十分に大きくなければならない。磁性または磁化可能な顔料粒子は、特に薄片となる場合もあり、５マイクロメートルないし５０マイクロメートルに含まれる直径と、１マイクロメートル程度の厚さとを有する。典型的には顔料粒子の平均径の少なくとも２倍のセル寸法が用いられる。
また、（オランダのボクスメールのストークプリント社（Stork Prints BV）から入手できるような）シームレスロータリースクリーンを用いたスクリーン印刷が、磁性または磁化可能な顔料粒子を含有するインクのシームレス反復パターンを短い反復長という制約下でプラスチック箔に印付けするための、もう一つの好適な印刷技術であることが分かった。この場合も、顔料粒子の平均径の少なくとも２倍のスクリーンメッシュ寸法が典型的に用いられる。
さらなる工程としては、アニロックスローラ／ドクターブレード・インキングを用いたフレキソ印刷を用いることができる。アニロックスローラは、印付けされる基材にインクを転写する可撓性の活版印刷面であるエンドレスフレキソ凸版上にインク液を計量して供給する輪転グラビアセルを有する。フレキソ印刷は、顔料粒子の寸法が大きくなければうまく機能し、著しく板状になった顔料粒子の場合はあまりうまく機能しない。著しく板状になった顔料粒子は、一方の面から他方の面へ容易には転写しないのである。アニロックスローラには、顔料粒子の平均径の少なくとも２倍のセル寸法が典型的に用いられる。
すべての場合において、印刷面は、シームレス反復パターンを表すように構造化されなければならない。言い換えれば、印刷シリンダまたはエンドレスフレキソ凸版の円周が、印刷される反復パターンの反復長（周期）の厳密な倍数になっていなければならない。
好ましい実施の形態において、光学的に変化する磁性または磁化可能な顔料粒子を含む固化したコーティングは、有色の、暗い、または金属化された背景コーティングを伴う。上記背景コーティングは、前、後、または別のステップで付けられるか印刷されてよい。
プラスチック箔を通してセキュリティスレッドまたはセキュリティストライプを見るようにする場合は、背景コーティングは、光学的に変化する磁性インクを付け（そして固化させ）た後に、第２のコーティングとして付けなければならない。
また、技術的および審美的な必要に応じて、色および／または不透明度を与える着色コーティング、またはスレッドもしくはストライプを有価書類もしくは銀行券の基材の中もしくは上に固定する接着剤コーティングのような、さらなるコーティングを付けてよい。
本発明のさらなる特定の実施の形態によれば、セキュリティスレッドまたはセキュリティストライプは、固化したコーティングを含む積層したスレッドまたはストライプであり、固化したコーティングは、光学的に変化する磁性または磁化可能な顔料粒子を含むインクで生成され、第１のプラスチック箔と第２のプラスチック箔との間に含まれる。
さらなる実施の形態において、本発明によるセキュリティスレッドまたはセキュリティストライプは、第１の印を担持する第１のプラスチック箔を、第１の印と相補的な第２の印を担持する第２のプラスチック箔上に位置を合わせて積層することによって得られる、積層したスレッドまたはストライプである。
互いに相補的な印を有する２枚の箔を位置を合わせて一緒に積層するには、高精度な印刷・積層機器が必要であり、これにより、そうして製造されたスレッドまたはストライプに高度な耐偽造性が付与される。
磁性または磁化可能な顔料粒子を含むインクで生成された固化したコーティングを含む、本発明によるセキュリティスレッドまたはセキュリティストライプは、発光性の染料および顔料と、赤外吸収性の染料および顔料と、金属性、磁性、および干渉性の顔料とからなる群から選択された付加的なセキュリティ材料も含んでよい。さらに、上記の付加的なセキュリティ材料は、上記の同一のコーティングまたは少なくとも１つの別のコーティング層に含まれてもよい。
本発明によるセキュリティスレッドまたはセキュリティストライプは、マイクロレンズの層、またはホログラフィック層をさらに含んでよく、後者は、体積ホログラム、または金属化された、脱金属化された、もしくは部分的に脱金属化された（識別印の）表面ホログラムであってよい。
本発明によるセキュリティスレッドまたはセキュリティストライプは、セキュリティ基材に接着力を付与するために、当技術分野で知られるような接着剤コーティングをスレッドまたはストライプの表面のうちの少なくとも１面に備えてよい。この目的には、紙の脱水・乾燥工程の最後に紙繊維に接着する熱活性化接着剤が典型的に用いられる。
本発明による好ましいセキュリティスレッドまたはセキュリティストライプは、０．５ｍｍないし３０ｍｍに含まれる幅を有する。これは、印付けされ、コーティングされ、場合によっては積層されたプラスチック箔のウェブを適切な幅のスレッドへと薄く切り、リールに巻くことによって得られる。
さらに開示されるのは、有価書類または通貨の基材の中へ組み込むためのセキュリティスレッドまたはセキュリティストライプを製造する方法であって、
ａ）磁性または磁化可能な顔料粒子を含むコーティング組成物でプラスチック箔をコーティングするステップと、
ｂ）プラスチック箔上のコーティング中の磁性または磁化可能な顔料粒子を、相応に構造化された磁場の印加により配向させて、顔料粒子の配向が図形情報を表すようにするステップと、
ｃ）光学的に変化する磁性または磁化可能な顔料粒子をそれぞれの位置および配向に定着させるように、配向した磁性または磁化可能な顔料粒子を含むコーティングを固化させるステップと、
ｙ）随意に、プラスチック箔の少なくとも１つの面に接着剤コーティングを施すステップと、
ｚ）配向した光学的に変化する磁性または磁化可能な顔料粒子を含む固化したコーティングを担持するプラスチック箔を、スレッドまたはストライプへと薄く切るステップと、
を含み、図形情報が、好適な反復長の反復シームレス磁場パターンを有する磁気配向シリンダを用いて生成されることを特徴とする方法である。
コーティング組成物に含める好ましい磁性または磁化可能な顔料粒子は、板状粒子または針状粒子から選択される。特に好ましいのは磁性光学干渉顔料である。光学干渉顔料は、コーティング中での顔料の配向に応じて多様な反射色または透過色を呈する。そして最も好ましいのは、米国特許第４，８３８，６４８号明細書に開示されているような５層型、および国際公開第０２／０７３２５０号に開示されているような７層型の、光学的に変化する磁性薄層干渉顔料である。上記を参照せよ。
プラスチック箔は、好ましくはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ、ポリエステル）箔である。しかしながら、一軸延伸ポリプロピレンまたは二軸延伸ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、または形状安定型ポリエチレン（ＰＥ）のような他のプラスチック材料も同様に用いることができる。
磁性または磁化可能な顔料粒子を含むコーティング組成物でプラスチック箔に印付けし、続いてコーティング中の顔料粒子を、相応に構造化された磁場の印加により配向させ、印刷され「配向させられた」インクを固化させることは、２つの独立した「情報の層」（印刷された識別印、および磁気配向が担う図形情報）を単一のインクを用いて与えることが可能な、１ステップの生産工程で行うことができる。
本方法は、２つ以上の印刷された層を付けることを含んでよい。好ましい実施の形態において、本方法は、ｄ）有色の、暗い、または金属化された背景コーティングを、配向した光学的に変化する磁性または磁化可能な顔料粒子を含むステップｃ）の固化したコーティング上に施すさらなるステップを含む。
上記の背景コーティングは、有色の、または暗い顔料または染料を含むインクでの印付けのような、当業者に知られたさまざまなコーティング法によって施すことができるし、あるいは金属（好ましくはアルミニウム）での高真空コーティングによって施すこともできる。このような高真空コーティングのステップに続けて、随意に選択的な脱金属化ステップを（例えばクレインの米国特許第４，６５２，０１５号明細書に従って）行って、金属コーティング中に識別印を生成するようにしてもよい。
発光性の染料および顔料と、赤外吸収性の染料および顔料と、金属性、磁性、および干渉性の顔料とからなる群から選択された付加的なセキュリティ材料を、上記と同一のコーティングか、または少なくとも１つの別のコーティング層に付けることができる。
マイクロレンズの層、または体積ホログラムと、金属化された、脱金属化された、または部分的に脱金属化された（識別印の）表面ホログラムとのいずれかであってよいホログラフィック層が付けられてもよい。
当技術分野で知られるような接着剤コーティングをプラスチック箔の少なくとも１つの表面に施して、スレッドまたはストライプをセキュリティ基材の中または上に組み込む際の接着力をセキュリティ基材に付与するようにしてよい。
本方法は、ｅ）コーティングされたプラスチック箔上に第２のプラスチック箔を積層して、配向した光学的に変化する磁性または磁化可能な顔料粒子を含む固化したコーティングが第１のプラスチック箔と第２のプラスチック箔との間に含まれた積層構造を生成する代替または追加のステップをさらに含んでよい。
ステップｅ）は、ステップｄ）の代わりに、あるいはステップｄ）に続いて行われてよい。
第２のプラスチック箔は、積層工程を容易にするよう、積層面上にコーティングを担持してよい。特に、このコーティングは、有色の、暗い、または金属化された背景コーティングであってよい。
本方法の好ましい実施の形態において、第２のプラスチック箔は、第１のプラスチック箔上の第１の印と相補的な第２の印を担持する。相補的とは、第２の印が第１の印を完成させて、両方の印が一緒の時にだけ完全な情報を表示するようにする、ということを意味する。厳密な位置合わせで一緒に積層される２枚の箔に相補的な識別印を別々に印刷するには、高精度な印刷・積層機器が必要であり、その結果、そうして製造されたスレッドまたはストライプの高度な耐偽造性が生じる。
本発明による好ましい方法において、磁性または磁化可能な顔料粒子を含むインクでの第１のプラスチック箔の印付けは、シームレス彫り込み印刷シリンダを用いた輪転グラビア印刷と、シームレスロータリースクリーンを用いたスクリーン印刷と、アニロックスローラ／ドクターブレード・インキングユニットを用いたフレキソ印刷とからなる群から選択された印刷工程で行われ、その際、印刷面は、シームレス反復パターンを表す。すなわち、印刷シリンダまたはエンドレスフレキソ凸版の円周が、印刷される反復パターンの反復長（周期）の厳密な倍数になっている。
本発明による好ましい方法では、顔料粒子の配向が図形情報を表すように印付けコーティング中の磁性または磁化可能な顔料粒子を配向させることが、国際公開第２００５／００２８６６号、および国際公開第２００８／０４６７０２号に開示されているような、外周面が彫り込み永久磁石板である磁気配向シリンダを用いて行われる。
本発明による好ましい方法において、基材上の印付けコーティングの固化は、溶媒蒸発による物理的乾燥と、最も好ましくは電子ビームまたは紫外光の照射による硬化とから選ばれた方法によって行われる。放射線硬化は、ほとんど瞬間的にインクを凝固させ、配向した磁性粒子がインク中で並び変わるのを防ぐ、という利点を有する。
特に好ましいのは、磁気配向シリンダへの直接紫外線照射によって硬化させて、コーティング中の磁性または磁化可能な顔料粒子の配向とコーティングの固化の開始とが同時かつ付随的に起こるようにすることである。紫外線照射後、コーティングは１秒未満で凝固する。こうして、磁気配向シリンダへの直接紫外線照射により、磁気配向ステップで与えられる図形情報が最大限に保持される。
本方法の最後のステップ（ステップｚ））において、こうして得られた箔のウェブは、最終的に０．５ｍｍないし３０ｍｍに含まれる幅を有するセキュリティスレッドまたはセキュリティストライプへと薄く切られ、セキュリティスレッドまたはセキュリティストライプは後の使用のためにリールに巻かれる。
セキュリティスレッドまたはセキュリティストライプは、偽造に対して保護されるべきあらゆる種類の基材、特に、通貨、有価書類、本人確認書類、交通機関の切符、または納税印紙を製造するのに用いられる、紙およびポリマーの基材に組み込み、または付けることができる。
さらに開示されるのは、セキュリティスレッドまたはセキュリティストライプを製造するのに用いられるプラスチック箔上の印付けされたコーティング中の磁性または磁化可能な顔料粒子を磁気的に配向させるデバイスである。
印付けされたコーティング中の磁性または磁化可能な顔料粒子を磁気的に配向させるデバイスは、磁化された外面を有するシリンダであり、ここで磁化は、好適な反復長の反復シームレスパターンを表すように構造化される。言い換えれば、シリンダの円周が、反復パターンの周期（反復長）の厳密な倍数である。
磁気配向シリンダは、可撓性の、磁気的に印された永久磁石板（例えば「プラストフェライト」製のもの）を、磁気配向シリンダの周の回りにシームレス反復磁化パターンを生じるように円筒状の支持体に巻き付け、そのような位置で固定することにより製造できる。磁化された永久磁石板は、国際公開第２００５／００２８６６号、および国際公開第２００８／０４６７０２号に開示されているような彫り込み永久磁石板であってよい。
好ましい実施の形態では、磁気配向シリンダが、シームレス反復磁化パターンが印された「プラスチック磁石」コーティングでシームレスコーティングされる。あるいは、シームレスコーティングされたシリンダのシリンダ外面にシームレス反復パターンが彫り込まれ、国際公開第２００５／００２８６６号に開示されているように磁化されてもよい。
このようなシームレスコーティングされた磁気配向シリンダは、磁気配向シリンダと位置を合わせて動作させられる相応なシームレス輪転グラビアシリンダまたはシームレスロータリースクリーンシリンダと組み合わせると、本発明のセキュリティスレッドまたはセキュリティストライプを製造するのに有利であることが分かる。その理由は、シームレスコーティングの機械的安定性と、これにより高速で印刷および配向ができるようになることである。
本発明による磁気配向シリンダは、同一出願人の国際公開第２００８／０４６７０２号に開示された効果を生み出すために、円筒状の支持体の内側に配置された永久磁石または電磁石をさらに備えてよい。特に好ましいのは、磁石間に働く固有の磁力に対抗する位置に機械的に保持された磁石配置である。
さらに開示されるのは、シームレスコーティングされた磁気配向シリンダを製造する工程であって、
ａ）充填材料として高保磁力永久磁石粉を含むポリマー材料で円筒状の支持体をコーティングし、ポリマー材料を固化して、シームレスコーティングされたシリンダを得るステップと、
ｂ）随意に、コーティングされたシリンダの外面を修正して基準のシリンダ径を得るステップと、
ｃ）ステップａ）またはステップｂ）のシリンダ外面を磁化してシリンダ上に反復シームレス磁場パターンを印すステップと、
を特徴とする工程である。
上記のコーティングおよび固化は、融解した熱い熱可塑性組成物を付け、冷却して組成物を凝固させることによって、あるいはプラスチゾル前駆体組成物を付け、熱硬化させてプラスチゾルを形成し凝固させることによって行うことができる。
ポリマー材料は、ポリエチレンまたはポリアミドのような、「プラスチック磁石」を作るのに一般に用いられる熱可塑性材料から選ぶことができる。低密度ポリエチレン（Low Density Poly-Ethylene、ＬＤＰＥ）は、熱融解性であり、プラスチック磁石組成物を組成するのに用いることができる（H.S. Gokturk et al. ANTEC '92; Annual Technical Conference of the Society of Plastics Engineers, Detroit, MI, May 1992; pages 491-494; Journal of Applied Polymer Science, Vol 50, 1891-1901, (1993)）。プラスチック磁石およびゴム磁石は仏国特許第１１３５７３４号明細書（M.J. Dedek; 1955）で初めて開示された。特開昭５６−０００８５１（Ａ２）号明細書（米野寛、1981）は、熱可塑性ポリアミド樹脂系のプラスチック磁石組成物を開示している。また、H. Stablein, "Hard Ferrites and Plastoferrites", in Ferromagnetic Materials, Vol. 3, ed. E.P. Wohlfarth, North-Holland Publishing company, 1982, chapter 7, pages 441-602も参照されたい。
そして、円筒状の支持体のコーティングは、例えばT. Sakai et al., Intern. Polymer Processing, 6, 26-34 (1991)と同様に行うことができる。T. Sakaiらは、熱可塑性結合剤としてナイロン６、高保磁力永久磁石充填材料として粒子寸法が１．１マイクロメートルないし１．２マイクロメートルのストロンチウムヘキサフェライト（ＳｒＯ・６Ｆｅ2Ｏ3）粉に依存するプラスチック磁石製造工程を開示している。
あるいは、円筒状の支持体のコーティングは、米国特許第３，７８５，２８６号明細書、米国特許第３，９００，５９５号明細書、および米国特許第４，０５４，６８５号明細書に従って行うこともできる。これらはポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）を１つ以上の可塑剤および安定剤と共に用いるプラスチゾルコーティング法を開示している。永久磁石充填材料を含むプラスチゾル組成物が組成されて４０℃ないし５０℃の温度で円筒状の支持体上に付けられ、２００℃ないし２５０℃の温度で固化させられる。プラスチゾルコーティングは数層重ねて付けられ、それぞれが０．３ｍｍないし１ｍｍの厚さを有しており、最大で合計厚さが２ｍｍないし３．５ｍｍになる。
高保磁力永久磁石粉は充填材料として有用であり、高保磁力永久磁石粉の例は、Ｍを２価の金属イオンとして、ストロンチウムヘキサフェライト（ＳｒＯ・６Ｆｅ2Ｏ3）またはバリウムヘキサフェライト（ＢａＯ・６Ｆｅ2Ｏ3）のような、式ＭＦｅ12Ｏ19の「ヘキサフェライト」と、コバルトフェライト（ＣｏＦｅ2Ｏ4）または磁鉄鉱（Ｆｅ3Ｏ4）のような、式ＭＦｅ2Ｏ4の「ハードフェライト」と、それらのイソ構造置換誘導体と、さらに、サマリウムコバルト合金と、ＲＥを３価の希土類イオンまたは３価の希土類イオンの混合物として、希土類・鉄・ボロン合金（ＲＥ2Ｆｅ14Ｂ、例えば「ネオジム磁石」Ｎｄ2Ｆｅ14Ｂ）とである。
好ましくは、高保磁力永久磁石粉は、磁石粉粒子の磁気的な集塊を防ぐように、減磁状態の組成物で用いられる。磁性体の減磁（「消磁」）は、当業者に知られた作業である。好ましくは、磁化は、組成物が所定の位置で固化されて初めて施される。
随意の修正ステップは、旋盤（a lath）での単純な機械的切除作業である。このステップは、シリンダの円周が反復磁化パターンの周期（反復長）の厳密な倍数となるようにするために、正確な機械的寸法を確立する働きをする。
シリンダ表面の構造化された磁化は、当業者に知られているようにして行うことができる。例えば、米国特許第３，０１１，４３６号明細書（ベリー）に従って磁気スタイラスを当てることによって、またはベリーの開示の電磁的および機械的な類似で、機械的に駆動される電磁スタイラスで必要な反復磁化パターンを印すことによって行うことができる。
本工程の特に好ましい実施の形態において、ステップｃは、
ｃ）ステップａ）またはステップｂ）のコーティングされたシリンダの外面に反復シームレスパターンを彫り込み、シリンダを磁化する彫り込みステップ
を含む。
シリンダ外面の彫り込みおよび磁化は、国際公開第２００５／００２８６６号に開示されているように行うことができる。特に、彫り込みは、機械的切除工具、気体ジェットまたは液体ジェットの切除工具、およびレーザー切除工具を含む群から選択された切除ツールを用いて行うことができる。
磁化は、彫り込みステップの前または後に施すことができる。シリンダ表面に直交する磁場、およびシリンダ表面に対して斜めの方向の磁場を印加してもよいし、あるいはシリンダ表面内の方向に印加することさえ可能である。
シリンダ外面の磁化はさらに、国際公開第２００８／０４６７０２号に開示されているように円筒状の支持体の内側へ磁石を配置することと組み合わせてもよい。さらに、上記磁石は永久磁石または電磁石であってよい。
以下、本発明について、図面および例示的な実施の形態を参照してさらに説明する。
本発明によるセキュリティスレッドまたはセキュリティ箔の第１の実施の形態の断面を模式的に描く図である。 本発明によるセキュリティスレッドまたはセキュリティ箔の第２の実施の形態の断面を模式的に描く図である。 本発明によるセキュリティスレッドまたはセキュリティ箔の第３の実施の形態の断面を模式的に描く図である。 本発明によるセキュリティスレッドまたはセキュリティ箔の第４の実施の形態の断面を模式的に描く図である。 本発明によるセキュリティスレッドおよびセキュリティストライプを製造するための、専用箔ウェブ印刷機の模式図である。磁気配向は、磁性または磁化可能な粒子を含むインクを付けるのにどの印刷ユニットが用いられるかに応じて、これらのシリンダのいずれか一方で生成することができる。 図６Ａは、例１で製造されたウェブのサンプルの表面の図である（薄切り工程の前）。図６Ｂは、例１に従って製造されたウィンドウスレッドを担持する基材に印刷された銀行券の見本である。
図１は、本発明によるセキュリティスレッドまたはセキュリティ箔の第１の実施の形態の断面を模式的に描く図である。図２は、本発明によるセキュリティスレッドまたはセキュリティ箔の第２の実施の形態の断面を模式的に描く図である。図３は、本発明によるセキュリティスレッドまたはセキュリティ箔の第３の実施の形態の断面を模式的に描く図である。図４は、本発明によるセキュリティスレッドまたはセキュリティ箔の第４の実施の形態の断面を模式的に描く図である。
図１ないし図４において、それぞれの層は以下の通りである。１ａ：ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）膜、２ａ：磁気的に配向した顔料を含有するインク層、３ａ：黒インク層、４ａ：白インク層、５ａ、５ｃ：熱接着剤層、５ｂ：積層接着剤層、６ａ：不可視蛍光インク層
図５は、本発明によるセキュリティスレッドおよびセキュリティストライプを製造するための、専用箔ウェブ印刷機の模式図である。
各機械部品の説明 Ｓ1：スクリーン印刷ユニット、Ｇ1、Ｇ2、Ｇ3：グラビア印刷ユニット、Ｍ、Ｒ：磁気配向ユニット（シリンダ）
磁気配向は、磁性または磁化可能な粒子を含むインクを付けるのにどの印刷ユニットが用いられるかに応じて、これらのシリンダのいずれか一方で生成することができる。
Ｈ1、Ｈ2、Ｈ3、Ｈ4：温風乾燥ユニット、Ｕ1、Ｕ2、Ｕ3、Ｕ4：紫外線乾燥ユニット
図６Ａは、例１で製造されたウェブのサンプルの表面の図である（薄切り工程の前）。図６Ｂは、例１に従って製造されたウィンドウスレッドを担持する基材に印刷された銀行券の見本である。
例１
第１の例では、本発明による光学的に変化する磁性セキュリティスレッドについて説明する。本セキュリティスレッドは、図１に描写したような模式的断面を有する。本セキュリティスレッドは、以下のステップに従って、グラビア（Ｇ1、Ｇ2、およびＧ3）、スクリーン（Ｓ1）印刷、および磁気配向（Ｍ、Ｒ）のユニットを組み合わせた図５に模式的に描いたような専用印刷機でプラスチック箔を印付けし、印付けされた箔を薄く切ることによって製造できる。
ａ）スクリーン印刷ユニット（Ｓ1）において、厚さ１５μｍのＰＥＴ膜（１ａ）に、国際公開第２００７／１３１８３３号の例２（基本配合）に記載されたような光学的に変化する磁性顔料（層２ａ）を含有する紫外線硬化インクで印付けする。スクリーンは、典型的には１８μｍの乾燥インク層を堆積させるように選ぶ。印刷したばかりの（「濡れた」）インク層を、磁気配向シリンダ（Ｍ）の磁場に曝す。このシリンダは、７５重量％のストロンチウムヘキサフェライトを含むポリエチレンの、厚さ２ｍｍの磁性コーティングを有する。この磁性コーティングの表面は、幅１．５ｍｍの軌道の形の交互に極性の変わるらせんパターンで磁化されている。同じ極性の軌道間の距離は３ｍｍであり、印刷方向に対する軌道の角度は４５°である。これにより、印刷されたインクに含まれる光学的に変化する磁性顔料を配向させ、図６Ａに示すような特定の図形情報パターンをこの層に生成する。インクは、ウェブが温風（Ｈ1）乾燥ユニットおよび紫外線（Ｕ1）乾燥ユニットの下を通過する際に固化される。
ｂ）次に、配向し硬化した磁性インク層の上に、後続のグラビア印刷ユニットＧ1を用いて溶媒系黒インク（層３ａ）層を付ける。インク層は温風乾燥ユニットＨ2で乾燥させる。グラビアシリンダは、典型的には３μｍの乾燥インク層を堆積させるように選ぶ。
ｃ）次に、黒インクの上に、後続のグラビア印刷ユニットＧ2で溶媒系白インク（層４ａ）を付け、温風乾燥ユニットＨ3で乾燥させる。グラビアシリンダは、典型的には３μｍの乾燥インク層を堆積させるように選ぶ。
ｄ）次に、白インクの上に、後続のグラビア印刷ユニットＧ3で溶媒系熱接着剤層（５ｃ）を付け、温風乾燥ユニットＨ4で乾燥させる。グラビアシリンダは、典型的には４μｍの接着剤層を堆積させるように選ぶ。ウェブの温度が接着剤の活性化温度よりも低いままとなるように配慮しなければならない。
ｅ）印刷機のさらなる走行路において、ＰＥＴ膜のもう一方の側に、グラビア印刷ユニットＧ3を用いて溶媒系熱接着剤層（５ａ）を付け、温風乾燥ユニットＨ4で乾燥させる。グラビアシリンダは、典型的には４μｍの接着剤層を堆積させるように選ぶ。ウェブの温度が接着剤の活性化温度よりも低いままとなるように配慮しなければならない。
ｆ）最後に、ウェブを薄く切って幅３ｍｍのスレッドにし、リールに巻き取って、（紙製造工程中に）ウィンドウスレッドとして綿系の保護対象用紙に組み込むのに備える。
図６Ｂは、上記のように製造されたウィンドウスレッドを担持する基材に印刷された銀行券の見本を示す図である。
例２
第２の例では、２枚のプラスチック箔の間に光学的に変化する磁性インク層を含むセキュリティスレッドについて説明する。本セキュリティスレッドは、図２に描いたような模式的断面を有する。層１ａないし層４ａで構成される第１の部分は、先の例に記載されたシーケンスａ）ないしシーケンスｃ）に従って製造するが、最終的な構造物の全体厚さを減らすために厚さ１２μｍのＰＥＴ膜（１ａ）を１５μｍの膜の代わりに用いる点が異なる。次に、層１ａないし層４ａからなる第１の部分を、厚さ４μｍの積層接着剤層（５ｂ）でコーティングされた厚さ８μｍのＰＥＴ膜（１ｂ）からなる第２の部分の上に積層する。この積層接着剤は、グラビア印刷によって第２のＰＥＴ膜（１ｂ）上に堆積させた溶媒系ポリウレタン系である。最後のステップにおいて、グラビア印刷により熱接着剤層（５ａおよび５ｃ）を積層物の両側に付ける（典型的に４μｍの乾燥堆積）。
最後に、ウェブを薄く切って幅３ｍｍのスレッドにし、リールに巻き取る。これを、ウィンドウスレッドとして綿系の保護対象用紙の製造時に組み込むことになる。
例３
第３の例では、発光特性を組み合わせた光学的に変化する磁性セキュリティスレッドについて説明する。本セキュリティスレッドは、図３に描いたような模式的断面を有する。本セキュリティスレッドは、例１に記載された方法と同じ方法で製造するが、最初に蛍光性溶媒系グラビアインク層（６ａ）をＰＥＴ膜上に付ける点が異なる。グラビアシリンダは、典型的には２μｍの乾燥インク層を堆積させるように選ぶ。蛍光顔料は、後続の、セキュリティ基材へのスレッドの組み込み時に行われる熱処理に耐えるように選ばなければならない。さらに、蛍光顔料の光散乱は、光学効果層（２ａ）を妨害しないよう、インク母材に組み込まれた時には低い方がよい。３％のLumilux CD 382（ハネウェル社）と、ポリウレタン（ＰＵ）樹脂と、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）樹脂とを含む溶媒系インク配合が、これらの要件を満たす。
最後に、ウェブを薄く切って幅３ｍｍのスレッドにし、リールに巻き取って、ウィンドウスレッドとして綿系の保護対象用紙の製造時に組み込むのに備える。このスレッドは、光学的な色シフト効果に加えて、３６６ｎｍの紫外線励起下で黄色発光を示す。
例４
第４の例では、本発明による光学的に変化する磁性箔について説明する。本セキュリティ箔は、図４に描いたような模式的断面を有する。本箔は、例１に記載されたステップａ）ないしステップｄ）に従って製造する。最後に、ウェブを薄く切って幅８ｍｍの箔ストライプにする。箔ストライプは、セキュリティ基材のリール上にホットスタンプすることができる。
例５
この例では、例１に記載されたものと同じだが代替印刷法で製造されたスレッドについて記載する。図５に模式的に描かれたような専用印刷機を代替構成で用いるが、この代替構成では、シリンダＲを用いて磁気配向を行う。この場合、磁気的に配向可能な顔料を含有するインク層は、グラビア印刷ユニットＧ1によって付けられ、ウェブが温風（Ｈ2）乾燥ユニットおよび紫外線（Ｕ2）乾燥ユニットの下を通過する際に固化される。インクは、国際公開第２００７／１３１８３３号の例２に記載された配合２ｂに従って調製する。典型的な乾燥インク厚である１８μｍに達するように、適切なグラビアシリンダを用いなければならない。後続の層は、グラビアユニットＧ2およびＧ3を用いたさらなるステップで付ける。
１ａ：ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）膜
２ａ：磁気的に配向した顔料を含有するインク層
３ａ：黒インク層
４ａ：白インク層
５ａ、５ｃ：熱接着剤層
５ｂ：積層接着剤層
６ａ：不可視蛍光インク層
Ｓ1：スクリーン印刷ユニット
Ｇ1、Ｇ2、Ｇ3：グラビア印刷ユニット
Ｍ、Ｒ：磁気配向ユニット（シリンダ）
Ｈ1、Ｈ2、Ｈ3、Ｈ4：温風乾燥ユニット
Ｕ1、Ｕ2、Ｕ3、Ｕ4：紫外線乾燥ユニット

Claims (15)

  1. 配向した磁性または磁化可能な顔料粒子を含む識別印の形の固化した構造化したコーティングである第１の印を担持する第１のプラスチック箔を含み、前記顔料粒子の配向が図形情報を表す、好ましくは有価書類または通貨の基材の中または上へ組み込むためのセキュリティスレッドまたはセキュリティストライプであって、前記図形情報が好適な反復長の反復シームレスパターンであり、前記顔料粒子の前記配向によって表される前記図形情報が、前記構造化したコーティングの前記識別印と異なることを特徴とするセキュリティスレッドまたはセキュリティストライプ。
  2. 前記磁性または磁化可能な顔料粒子が、光学的に変化する磁性薄層干渉顔料からなる群から選ばれる請求項１に記載のセキュリティスレッドまたはセキュリティストライプ。
  3. 前記固化した構造化したコーティングが前記第１のプラスチック箔と第２のプラスチック箔との間に含まれる請求項１又は２に記載のセキュリティスレッドまたはセキュリティストライプ。
  4. 前記第１の印と相補的な第２の印を担持する第２のプラスチック箔をさらに含み、前記第１のプラスチック箔は、前記第２のプラスチック箔に位置を合わせて積層されている請求項１又は２に記載のセキュリティスレッドまたはセキュリティストライプ。
  5. 磁性または磁化可能な顔料粒子を含む前記固化した構造化したコーティングが、発光性の染料および顔料と、赤外吸収性の染料および顔料と、金属性、磁性、および干渉性の顔料とからなる群から選択された付加的なセキュリティ材料を含む請求項１又は２に記載のセキュリティスレッドまたはセキュリティストライプ。
  6. 前記セキュリティスレッドまたはセキュリティストライプが、少なくとも１つの別のコーティング層に含まれた、発光性の染料および顔料と、赤外吸収性の染料および顔料と、金属性、磁性、および干渉性の顔料とからなる群から選択された付加的なセキュリティ材料を含む請求項１又は２に記載のセキュリティスレッドまたはセキュリティストライプ。
  7. 前記セキュリティスレッドまたはセキュリティストライプが、マイクロレンズの層、または体積ホログラムと、金属化された、脱金属化された、または部分的に脱金属化された（識別印の）表面ホログラムとから選択されたホログラフィック層をさらに含む請求項１又は２に記載のセキュリティスレッドまたはセキュリティストライプ。
  8. 有価書類または通貨の基材の中へ組み込むためのセキュリティスレッドまたはセキュリティストライプを製造する方法であって、
    ａ）光学的に変化する磁性または磁化可能な顔料粒子を含む識別印の形の構造化したコーティングとしてのコーティング組成物で第１のプラスチック箔をコーティングするステップと、
    ｂ）前記第１のプラスチック箔上の前記コーティング中の前記光学的に変化する磁性または磁化可能な顔料粒子を、相応に構造化された磁場の印加により配向させて、前記顔料粒子の配向が図形情報を表すようにするステップと、
    ｃ）前記光学的に変化する磁性または磁化可能な顔料粒子をそれぞれの位置および配向に定着させて第１の印を形成するように、前記配向した磁性または磁化可能な顔料粒子を含む前記コーティングを固化させるステップと、
    ｙ）随意に、前記第１のプラスチック箔の少なくとも１つの面に接着剤コーティングを施すステップと、
    ｚ）配向した前記光学的に変化する磁性または磁化可能な顔料粒子を含む前記固化したコーティングを担持する前記第１のプラスチック箔を、スレッドまたはストライプへと薄く切るステップと、
    を含み、前記図形情報が、好適な反復長の反復シームレス磁場パターンを有する磁気配向シリンダを用いて生成され、前記顔料粒子の前記配向によって表される前記図形情報が、前記構造化したコーティングの前記識別印と異なることを特徴とする方法。
  9. 前記磁性または磁化可能な顔料粒子が、光学的に変化する磁性薄層干渉顔料からなる群から選ばれる請求項８に記載の方法。
  10. 発光性の染料および顔料と、赤外吸収性の染料および顔料と、金属性、磁性、および干渉性の顔料とからなる群から選択された付加的なセキュリティ材料が、少なくとも１つの別のコーティング層に付けられる請求項８又は９に記載の方法。
  11. マイクロレンズのさらなる層、または体積ホログラムと、金属化された、脱金属化された、または部分的に脱金属化された（識別印の）表面ホログラムとから選択されたホログラフィック層が付けられる請求項８〜１０のいずれか一項に記載の方法。
  12. ｅ）前記固化したコーティングを担持する前記第１のプラスチック箔上に第２のプラスチック箔を積層して、前記配向した磁性または磁化可能な顔料粒子を含む前記固化したコーティングが前記第１のプラスチック箔と前記第２のプラスチック箔との間に含まれた積層構造を生成する代替または追加のステップを含む請求項８〜１１のいずれか一項に記載の方法。
  13. 第２のプラスチック箔が、前記第１のプラスチック箔上の第１の印と相補的な第２の印を担持する請求項８〜１２のいずれか一項に記載の方法。
  14. シームレス彫り込み印刷シリンダを用いた輪転グラビア印刷と、シームレスロータリースクリーンを用いたスクリーン印刷と、アニロックスローラ／ドクターブレード・インキングを用いたフレキソ印刷とからなる群から選択された印刷方法で前記ステップａ）が行われる請求項８〜１３のいずれか一項に記載の方法。
  15. 通貨、有価書類、本人確認書類、交通機関の切符、および納税印紙を製造するための紙またはポリマーの基材の中または上における請求項１〜７のいずれか一項に記載のセキュリティスレッドまたはセキュリティストライプの使用。
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