NO340864B1 - Beleggsblanding for produksjon av magnetisk induserte bilder - Google Patents

Description

Oppfinnelsens område

Foreliggende oppfinnelse angår beleggsblandinger for fremstilling av magnetisk induserte bilder. Mer spesifikt angår den trykksverter for produsering av magnetisk induserte bilder for bruk på sikkerhets- eller verdidokumenter eller på merkede varer, for å beskytte disse mot forfalskninger eller illegal reproduksjon.

Oppfinnelsens bakgrunn

Optisk variable innretninger av forskjellige typer benyttes som effektive anti-kopieringsmidler på sikkerhet og verdidokumenter. Blant disse er spesielt viktige, optisk variable kopibeskyttelsesmidler de optisk varierbare sverter (OVf<8>; EP-A-0227423). Optisk varierbare sverter (OVI<®>) benyttes for å betrygge overflater og/eller indisier som viser en betraktningsvinkel avhengig farge (= fargeskift).

Nevnte anti-kopieringssverter formuleres på basis av optisk variable pigmenter (OVP); foretrukne typer er flakeformede, tynnfilm, optiske interferenspigmenter som beskrevet i US 4,705,300; US 4,705,356; US 4,721,271 og de dertil hørende beskrivelser.

Andre brukbare typer for OVP for optisk variabel sverteformulering omfatter interferensbelagte partikler som beskrevet i US 5,624,486 og US 5,607,504, samt de tynnfilm kolesteriske (dvs. chiralnematiske), flytende krystallpigmenter som er beskrevet i US 5,807,497 og 5,824,733.

Optisk variable sverter, belegg og malinger er velkjente i teknikken, feks. fra EP-A-0227423, US 5,279,657 eller WO 95/29140. De optisk variable sverter kan benyttes i forskjellige trykningsprosesser som kobberplate (Intaglio) trykking, gravyretrykking, fleksografisk trykking og silketrykking.

Som velkjent for fagfolk kan våtfilmtykkelsen fra de nevnte betrykningsprosesser variere i stor grad, fra rundt 2 um og opptil 50 um avhengig av prosess og benyttede betingelser.

For å oppnå høyfarge skifteffekt for den optisk variable sverte eller det tilsvarende belegg, er formen for det optisk variable pigment (OVP) fortrinnsvis en plate eller et flak som beskrevet i teknikken.

De gitte optiske karakteristika og fargerenhet avhenger av pigmentets endelige orientering i den herdede sverte eller beleggssjikt på substratet. Vilkårlig orienterte, optisk variable pigmentflak og plater viser dårlig fargeskift og dårlig fargerenhet. Maksimum fargeskift og fargerenhet krever at de optisk variable pigmentflak eller plater i sverten eller belegget inntar en samme spesiell orientering, feks. ko-planar til substratets overflate.

Disse optiske effekter er ennå mer fremhevet hvis overflaten av substratet i forkant er glattet ut ved påføring av et basisbelegg. De optisk variable pigmentflak kan i dette tilfellet lettere arrangeres i et flatt plan og derved øke dekningen på substratet, øke fargerenheten og øke fargeskiftet.

For å oppnå belegg med de optisk variable pigmentflak anordnet i et samme flatplan på et substrat benyttes vanligvis en sverte eller en beleggsformulering som tillater en

reduksjon av våtfilmtykkelsen under tørkeprosessen til mindre enn 10 um. Den gradvise reduksjon av filmtykkelsen under tørkeprosessen tvinger de optisk variable pigmentflak til å anordne seg i et enkelt plan parallelt med overflaten av substratet for derved å gi en maksimal dekning og et fargeskift på substratet.

Magnetiske optisk variable pigmenter er beskrevet i WO 02/073250; US 4,838,648; EP-A-686675, EO 03/00801 og US 6,838,166 som en forbedring til de optisk variable pigmenter for sverter og tilsvarende på sikkerhets eller verdidokumenter og pengesedler; disse dokumenter anses her som del av beskrivelsen.

Magnetiske optisk variable pigmenter i trykksverter eller belegg tillater fremstilling av magnetisk induserte bilder, design og/eller mønstre ved anvendelse av et tilsvarende magnetisk felt ved å forårsake en lokal orientering av det magnetiske optisk variable pigment i belegget fulgt av en tørking/herding av de sistnevnte. Resultatet er et fiksert, magnetisk indusert bilde, mønster eller tilsvarende i en optisk variabel sverte.

Materialer og teknologi for orientering av magnetiske partikler i beleggsblandinger og ved trykkeprosesser er beskrevet i US 2,418,479; US 2,570,856; US 3,791,864; DE 2006848-A; US 3,676,273; US 5,364,689; US 6,103,361; US 2004/0051297; US 2004/0009309; EP-A-710508, WO 02/090002; WO 03/000801; WO 2005/002866, og US 2002/0160194; disse dokumenter anses som del av beskrivelsen.

US 2,418,479 og US 2,570,856 beskriver en fremgangsmåte og en beleggsblanding for magnetisk orientering av metalliske pigmenter i malingsfilm. Filmene har en høy grad av orientering og en lav grad av lyshet, så vel som uvanlige reflektanse og translusensegenskaper. De metalliske pigmenter omfatter flak av fereomagnetisk materiale og særlig nikkel, i mengder som ligger fra 0,1 til 95 vekt-% av den filmdannende binding; og flyktige, organiske komponenter er til stede i blandingen i mengder fra 50% til 70% av den totale vekt. Våtfilmen legges på i en tykkelse på 25 mils, tilsvarende 635 um, og underkastes et magnetisk felt for orientering av de metalliske flak og opprettholdelse av feltet inntil filmen er tørr. Disse dokumenter angår ikke OVI<®>og beskriver kun malingsblandinger omfattende magnetisk metallflak pigmenter og effektbelegg basert på disse. Ingen formuleringsregler gis når det gjelder sammenhengen med flakstørrelse, flakkonsentrasjon og beleggstykkelse for å oppnå den beste, optiske effekt.

US 3,791,864 og DE 2006848-A henviser til ovnsemaljeblandinger, nitro-celluloseblandinger og to-komponent blandinger omfattende magnetiske komponenter (f.eks. lamellære eller stavformede jernpigmenter) for fremstilling av magnetisk orienterte belegg. Dokumentene gjelder en fremgangsmåte og en prosess for magnetisk orientering av pigmenter i to sjikts belegg; formuleringsaspektene ved de involverte beleggsblandinger er imidlertid ikke kontemplert.

US 3,676,273 beskriver et magnetisk orientert belegg omfattende høyreflektive nikkelflak dispergert i et akryl bindemiddel. Mengden magnetiske pigment ligger fra 0,1 til 95 vekt-% av det filmdannende materialet. Spesifikk formulering som aspekt er ikke nevnt i dette dokument.

US 5,364,689 beskriver et malt produkt omfattende magnetiske, ikke-sfæriske partikler i et malingsmedium, der de magnetiske partikler er orientert for å gi et mønster med et tredimensjonalt, optisk utseende. De magnetiske partikler omfatter en eller flere av nikkel, kobolt, jern og deres legeringer. Partiklene har en tykkelse på 0,1 til 1,0 um og en lengde på 10 til 100 um. Malingsmediet er valgt blant alkyd, polyester, akryl, polyuretan og vinylharpikser. Partiklene er til stede i mengder mellom 1 og 60 deler per 100 vektdeler av malingsmediet. Ingen spesielle regler er imidlertid gitt hva angår formuleringen av malingsmediet.

US 6,103,361 beskriver varmeresistente beleggsblandinger inneholdende fluorpolymerer som PFTE (poly-tetrafluoretylen) og magnetiserbare flak, som tillater magnetisk indusering av et mønster i belegget i en stekepanne.

US 2004/0051297 og US 2004/0009309 henviser til en metode og en apparatur for orientering av magnetisk flak under en male eller betrykningsprosess. Partikler av magnetisk optisk variabelt pigment dispergeres i et flytende malings eller svertemedium. De typiske flak er rundt 20 um store og rundt 1 um tykke. Flakene inkluderer typisk et magnetisk metall sjikt som en tynn film av ferromagnetisk metall eller legering, for eksempel som kobolt, nikkel eller PERMALLOY (typisk 80% Ni, 20% Fe) og en optiske interferensstruktur som en absorber-dielektrisk-reflektor Fabry-Perot type struktur på begge sider av metall sjiktet. US 2004/0051297 inneholder en bemerkning når det gjelder innvirkningen av filmtykkelsen og typen organisk bærer som benyttes, i forbindelse med den magnetiske orienterbarhet for pigmentene. Imidlertid er ingen ytterligere detaljer beskrevet angående den beste formulering for beleggsblandingen for påføringsformål.

WO 02/090002 beskriver metoder for å fremstille billedutstyrte, belagte gjenstander ved å benytte magnetisk optisk variabelt pigment, så vel som de belagte gjenstander. Pigmentet består av reflektive, magnetiske flak (RMF) av den type som er beskrevet i WO 03/000801 "Multisjikt magnetiske pigmenter og folier" og har et magnetisk kjernesjikt. Ingen formuleringsregler er imidlertid gitt når det gjelder beleggsblandingen som skal benyttes.

WO 05/002866 henviser til en metode samt midler for fremstilling av en magnetisk indusert design i et belegg inneholdende magnetiske partikler. Belegget omfatter fortrinnsvis magnetisk optisk variable partikler. Beleggsblandingen er fortrinnsvis valgt fra gruppen bestående av flytende sverter, omfattende silketrykksverter, gravyresverter og fleksografiske sverter. Flytende sverter med lav viskositet (i området 0,1 til 5 Pa<*>s ved 20°C) tillater en lett orientering av det magnetiske pigment. Tørking/herding av sverten kan være basert på oppløsningsmiddel eller vannfordamping så vel som på UV fornetning eller på hybrid herdemekanisme inkludert fordamping av diluenter, UV herding og andre fornetningsreaksjoner som oksopolymeriserings fornetningsreaksjoner. Ingen av de gitte sverteformuleringer ble imidlertid optimalisert med henblikk det magnetiske bilde/effekt som var trykket i belegget.

US 2002/0160194 henviser til flersjikts magnetiske pigmenter og folier. De beskrevne pigmentflak kan interspergeres i et bindemiddelmedium for å gi en fargestoffblanding (sverte) som kan bringes på et bredt spektrum av gjenstander eller papir. Bindemiddelmediet inneholder en harpiks eller blandinger av harpikser, og et oppløsningsmiddel (et organisk oppløsningsmiddel eller vann), og kan tørkes/herdes ved termiske prosesser som termisk fornetning, termisk avbinding eller termisk oppløsningsmiddel fordamping, eller ved fotokjemisk fornetning.

EP 1650042 angår en fremgangsmåte og anordning for printing ved bruk av pastalikende trykkfarge, slik som de som anvendes i dyptrykk, hvor trykkfargen omfatter spesielle flak, slik som tynnfilm optisk variable flak, eller diffraktive flak. Oppfinnelsen beskriver en anordning som har en energikilde, så som en varmekilde for midlertidig å minske viskositeten av trykkfargen under innretting av flakene i trykkfargen ved påføring av et magnetisk eller elektrisk felt.

De optisk variable sverter og beleggsblandinger som benyttes i teknikken tar sikte på å vise en lys farge, et sterkt fargeskift og å gi en god substratdekning ved bruk av en lav som mulig mengde av optisk variabelt pigment. En lav pigmentkonsentrasjon er ønskelig for å begrense råmaterialomkostningene så vel for å oppnå god trykkbarhet av sverten og holdbarhet av trykket. Disse formål oppnås ved å tilveiebringe trykksverter med relativt høy mengde flyktige komponenter som organiske oppløsningsmidler, vann eller blandinger derav, i størrelsesorden 50% eller mer på vektbasis av blandingen, og en relativt lav mengde ikke-flyktige komponenter, dvs. bindemiddelmedium og OVP, i størrelsesorden 50% eller mindre, alt på vektbasis av blandingen.

Denne spesielle formulering sikrer en volumreduksjon av beleggssjiktet under tørkeprosessen og en tilsvarende orientering av OVP partiklene i planet for det betrykkede substrat. Dette er hvorfor de fleste OVI formuleringer eller beleggsformuleringer som inneholder optisk effekt pigmenter er oppløsningsmiddel eller vannbaserte, med faststoffinnhold som ikke overskrider 50%. Faststoffinnholdet representerer delen av ikke-flyktige forbindelser av et betrykket sverte eller beleggssjikt etter tørke/herdeprosessen.

Når det gjelder magnetiske optisk varierbare pigmenter er det imidlertid funnet at denne type sverteformuleringer, når de benyttes for magnetisk induksjon av bilder, mønstre eller design i det betrykkede svertesjikt, fører til dårlige, visuelle effekter.

Oppsummering av oppfinnelsen

Det tekniske problem som ligger under foreliggende oppfinnelse er å finne beleggsblandinger og tilsvarende formuleringsregler som spesielt er tilpasset den magnetiske orientering av magnetiske, optisk varierbare pigment (MOVP) i en betrykket sverte eller et beleggssjikt, som gir en attraktiv, visuell effekt. Med konvensjonelle formuleringer, egnet for OVI<®>betrykning, er de magnetiske bilder som overføres til den våte svertefilm merkbart sterkere redusert i oppløsning og kontrast under tørke/herdeprosessen, på grunn av den vertikale krymping av den påførte sverte eller beleggssjiktet.

De resulterende sverter må være kompatible med standard betrykningsgrad som tørkehastighet og trykkoppløsning, så vel som med økonomiske begrensninger for å kontrollere omkostninger ved å begrense de påførte mengder. Betrykningsteknikkene som benyttes for å trykke MOVP partikler kan være (kobberplate) intaglio-, fleksografi-, gravyre-, og silketrykking så vel som valsebelegning.

I henhold til foreliggende oppfinnelse er dette problem løst ved en beleggsblanding som definert i vedlagte krav.

Særlig angår foreliggende oppfinnelse en beleggsblanding for fremstilling av et magnetisk indusert bilde og oppfinnelsen angår således flyktige komponenter (S) og ikke-flyktige komponenter, der de sistnevnte består av en svertebærer (I) og magnetisk orienterbare, optisk variable interferenspigmenter (P), og som karakteriseres ved at volumforholdet mellom en svertebærer (V(I)) og volumet av pigmentet (V(P)) er høyere enn 5,0.

Foreliggende oppfinnelse angår også en fremgangsmåte for fremstilling av en beleggsblanding for fremstilling av et magnetisk indusert bilde omfattende sammenblanding av flyktige komponenter (S) og ikke-flyktige komponenter, der de sistnevnte består av en svertebærer (I) og magnetisk orienterbart, optiske variabelt interferenspigment (P), og som karakteriseres ved at forholdet mellom volumet av svertebærer (V(I)) og volumet av pigmentet (V(P)) er høyere enn 5,0.

I henhold til oppfinnelsen henviser uttrykket "magnetisk optisk variabelt pigment"

(MOVP) til plate eller flakeformede, magnetiske pigmentpartikler som bærer et optisk interferensbelegg som velkjent i teknikken. De spesielle karakteristika for MOVP med

henblikk på OVP er at MOVP partiklene kan orienteres av et pålagt, magnetisk felt. MOVP er således "magnetiske orienterbare optisk variable interfernspigmenter". MOVP som foreligger i trykksverten eller beleggsblandingen ifølge oppfinnelsen består av flate plateformige eller flakformige partikler valgt fra gruppen bestående av vakuumavsatt, magnetisk tynnfilm interferenspigmenter, interfernsbelagte, metalliske pigmenter, interferensbelagte ikke-metalliske pigmenter, magnetiske flytende krystallpigmenter som beskrevet i PC17EP2005/056260, og blandinger derav. Spesielt foretrukket er de femsjikt eller syvsjikt vakuumavsatte tynnfilm interferenspigmenter i henhold til US 4,838,648 og WO 02/73250.

Den MOVP som benyttes ifølge oppfinnelsen karakteriseres også ved sin midlere partikkelstørrelse. For å få mettede farger og brå fargeforandring bør den midlere parikkeldiameter (d50) typisk ligger fra 5 til 40 um og særlig fra 15 til 25 um, og ha en tykkelse i området 0,1 til 6 um og spesielt i området 0,5 til 3 um.

I henhold til oppfinnelsen henviser uttrykket "flyktige komponenter" til komponenter med et kokepunkt under 300°C ved omgivelsestemperatur, dvs. alt som til slutt fordamper etter betrykning. De flyktige komponenter som er til stede i belegg/sverteblandingen kan velges blant organiske oppløsningsmidler, vann og blandinger derav, dvs. blant oppløsningsmidler som vanligvis benyttes for fremstilling av trykksverter.

I henhold til foreliggende oppfinnelse henviser uttrykket "ikke-flyktige komponenter" til komponenter med et kokepunkt på minst 300°C ved omgjvelsestrykk, dvs. alt som er tilbake etter betrykning.

I henhold til foreliggende oppfinnelse henviser uttrykket "svertebærer" til den ikke-flyktige del av en trykksverte eller et belegg i blanding, bortsett fra det magnetiske, optisk variable interferenspigment. Svertebæreren kan imidlertid omfatte andre pigmenter. Således kan svertebæreren ifølge oppfinnelsen omfatte komponenter fra gruppen bestående av fernisser (dvs. bindemidler), oligomerer, fyllstoffer, pigmenter, fargestoffer, utjevningsmidler, fuktemidler, surfaktanter, korrosjonsinhibitorer, tørkingskatalysatorer, fotointiatorer, voks, fornetningsmidler, ikke-flyktige diluenter eller monomerer.

I henhold til oppfinnelsen henviser uttrykket "volum av svertebæreren" til volumet av den tørkede/herdede svertebærer.

I henhold til foreliggende oppfinnelse vises det ved uttrykket "tørking" til tre forskjellige mekanismer i denne teknikk. To heller fysiske tørkeprosesser henviser til fordamping av flyktige komponenter fra påført sverte eller belegg som etterlater sin faste harpiks eller sine pigmentkomponenter, og til penetrasjon/absorpsjon av ikke-flyktig sverte eller beleggs oppløsningsmiddel inn i substratet. En tredje, kjemisk tørkeprosess, også kalt herding eller tilsvarende, henviser til transformering av en flytende blanding til en fast ved en kjemisk polymerisering eller fornetning som initieres ved UV stråling, elektronstråle eller oksopolymerisering (oksidativ fornetning indusert ved felles innvirkning av oksygen og katalysatorerm som Co og Mn katalysatorer). En eller flere av disse tørkeprosesser kan ligge til grunn i tørkingen av den samme, spesielle trykksverte eller tilsvarende belegg. Således er herding en spesifikk utførelsesform av tørking. "Dual herding" betyr en kombinasjon av fysisk fordamping eller penetrering i substratet av flyktige komponenter UV herding eller oksopolymeriserig eller kjemisk polymerisering intiert ved hjelp av et egnet additiv; "UVOX" betyr en kombinasjon av UV herding og oksypolymerisering.

Trykketeknikkene som benyttes for å betrykke MOVP partikler er (kobberplate) intaglio-, fleksografi-, gravyre-, silketrykking så vel som valsebelegning.

For å oppnå betrykningskravene blir de tilsvarende betrykningselementer valgt for å avsette typisk midlere tørrsverte filmtykkelser i området 2 til 50 um, særlig 5 (fleksografi) til 30 um (intaglio- eller silketrykking).

Den midlere diameter for pigmentet velges i funksjon av sjikttykkelsen som typisk kan oppnås og de tekniske begrensninger forbundet med en gitt trykkpåføring. Valget av for små pigmenter vil i alle tilfeller resultere i dårlige fargeskift, sterk lysspredning og lav kroma. Dette er velkjent for fagmannen og må tas i betraktning ved valg av de egnede pigmenter.

Det ble funnet at en vertikal krymping av denne påtrykte sverte eller beleggssjikt under tørke/herdeprosessen måtte unngås for å forhindre at orienterte pigmentpartikler adopterte en flat posisjon, noe som signifikant reduserer eller sågar fullstendig ødelegger orienteringseffekten som dannes ved magnetiseringen. Dette oppnås ved å tilveiebringe et tilstrekkelig tykt sjikt av ikke-flyktig svertebærer som blir tilbake etter fordamping av de flyktige komponenter.

Av avgjørende betydning er således volumforholdet V(I)/V(P) mellom den tørkede(herdede svertebærer (I) og den til det magnetiske, optisk variable pigmentet (P) som er til stede i svertebæreren. Det ble funnet at under et volum V(I)/V(P) 3,0 var det umulig å gi et tilfredsstillende, magnetisk indusert bilde i et belegg ifølge oppfinnelsen. I henhold til foreliggende oppfinnelse blir volumforholdet beregnet basert på forsøksdata og kjente produktkarakteristika som beskrevet nedenfor i den detaljerte beskrivelse.

Det som må tas med i betraktning er tykkelsen av det tørkede/herdede svertesjikt. Foreliggende oppfinner har funnet at det tørkede/herdede faste svertesjikt ikke må være mindre i tykkelse enn d50/3, fortrinnsvis ikke mindre enn d50/2 for å oppnå et orienterbart beleggssjikt med et tilfredsstillende, magnetisk orientert bilde. Størrelsen d50 er den midlere diameter for det magnetiske, optisk variable pigment, og bestemmes som velkjent i teknikken.

I belegg som er vesentlig tynnere enn d50/2 er den oppnåelige orienteringseffekt dårlig.

Beleggsblandingen ifølge oppfinnelsen for fremstilling av magnetiske bilder kan være en kobberplate intaglio trykksverte, en fleksografisk trykksverte, en gravyre trykksverte, en silketrykksverte eller en valsebelegnings sverte, og kan tilsvarende benyttes i en kobberplate intaglio-, fleksografisk-, gravyre-, silketrykk- eller valsebelegningsprosess.

Kort beskrivelse av figurene

Figurene 1 til 3 viser a) de forskjellige optiske effekter som oppnås med de tre blandinger som eksempler, og b) den resulterende pigmentorientering inne i svertesj iktene. Fig. 1 viser resultatene som oppnås med en UV herdet silketrykksverte ifølge eksempel 2a. I fig. la er det resulterende, magnetiske bilde vist. I fig. lb vises et skanderende elektronmikroskop (SEM) tverrsnitt av svertesjiktet på substratet. Fig. 2 viser resultatene som oppnås med en UV herdet silketrykksverte ifølge eksempel 2a. I fig. 2a er det resulterende, magnetiske bilde vist. I fig. 2b vises et skanderende elektronmikroskop (SEM) tverrsnitt av svertesjiktet på substratet. Fig. 3 viser resultatene som oppnås med en UV herdet silketrykksverte ifølge eksempel 2c. I fig. 3a er det resulterende, magnetiske bilde vist. I fig. 3b vises et skanderende elektronmikroskop (SEM) tverrsnitt av svertesj iktet på substratet.

Detaljert beskrivelse av oppfinnelsen

De magnetiske, optisk variable trykksverter eller beleggsblandinger ifølge oppfinnelsen er delt i tre hovedbestanddeler: nemlig det magnetiske, optisk variable pigment (P), oppløsningsmidlene eller flyktige komponenter (S), (dvs. alt som eventuelt fordamper etter betrykning: organiske oppløsningsmidler, vann eller blandinger derav) og svertebærer (I), (dvs. alt som er tilbake etter betrykning, bortsett fra pigmentet; dvs. ikke-flyktige komponenter som fernisser, oligomerer, fyllstoffer, pigmenter, fargestoffer, utjevningsmidler, fuktemidler, surfaktanter, korrosjonsinhibitorer, tørkende katalysatorer, fotoinitiatorer, voks, fornetningsmiddel, ikke-flyktige diluenter eller monomerer).

Det magnetiske pigment ifølge oppfinnelsen er typisk valgt slik at de plateformede partikler har en midlere diameter d50 i området 5 til 40 um, mer spesielt en diameter i området 15 til 25 um, og en tykkelse i området 0,1 til 6 um og spesielt i området 0,5 til 3 um.

Diameteren for de plateformede partikler skal forstås som den midlere (d50) verdi, bestemt som velkjent for fagmannen. Tilsvarende skal tykkelsen for de plateformede partikler forstås som gjennomsnittet av avstanden mellom platenes øvre og nedre overflater, bestemt som velkjent for fagmannen.

Det ble funnet at, uavhengig av fremgangsmåten som benyttes for å bringe den magnetiske sverte på et substrat, er det en nedre grense for volumforholdet V(I)/V(P) mellom svertebærer (I) og magnetiske, optisk variabelt pigment (P) i sverten, under hvilken den visuelle effekt av e magnetisk orienterte bilde, mønstre eller design blekner bort ved tørking av den våte film. Denne nedre grense ble funnet ved et volumforhold V(I)/V(P) på 3,0. Gode resultater oppnås ved et volum V(I)/V(P) over 5,0, som krevet. Med andre ord må det være tilstrekkelig volum av svertebærer (I) per volum pigment (P) i den tørre sverte for å tillate at pigmentflakene beholder sin orientering, hvis denne siste ikke er i substratets plan.

For å beregne volumforholdet V(I)/V(P) må volumet av svertebærer alene og volum av pigmentet i svertebæreren være kjent. Dette skal skisseres nedenfor under henvisning til eksempel 2.

Tre sverteformuleringer ifølge eksempel 2a til 2c (UV herdende silketrykk sverter) tjente som basis for å korrelere formuleringsparametere med den oppnåelige magnetiske orienteringseffekt. I forhold til detaljene for disse eksempler henvises det til forsøksdelen nedenfor. Formuleringen i eksempel 2a viste utmerket magnetisk orienterbarhet; den i eksempel 2b viste en viss reduksjon sammenliknet med eksempel 2a og den i eksempel 2c viste alvorlig forringelse sammenliknet med eksempel 2a. Det kan antas at formler med forhold V(T)/V(P) Under 3,0 ikke lenger viser noen nyttig effekt.

Forsøksdata bestemte fra basis for formelen i eksempel 2 (første kolonne) viste at den spesifikke vekt (densitet) for den våte sverte ( Dinkw) er 1,24 g/cm<3>, (Dinkd 1,26 g/cm<3>for tørrsverte). Densiteten for det magnetiske, optisk variable pigment ble bestemt til 2,82 g/cm<3>(pigmentdensiteten varierer i en vis grad avhengig av forholdet mellom det elektriske materiale (MgF2(optiske egenskaper) og det magnetiske materiale (Ni, Fe, Co eller Ni legering (magnetiske egenskaper)) i pigmentflaket, Pigmentet som ble benyttet i det foreliggende eksempel hadde en forsøksdensitet på 2,82 g/cm<3>) og densiteten for oppløsningsmidlet (Dowanol) er 0,967 g/cm<3>. De eksperimentelle densiteter ble bestemt ved hjelp av et pyknometer. Bruken av et pyknometer for å bestemme densiteten er velkjent for fagmannen og behøver ikke diskuteres i detalj her (jfr. Standard nr. ISO 1183-1:2004).

Basis våtsverteformelen kan tilnærmet beskrives som følger (der w = vekt, v = volum før blanding, I = svertebærer, P = MOVP, S = er oppløsningsmiddel og D = densitet):

Tatt i betraktning vektformuleringsforholdet W(I) + W(S) = 0,80 g/g og W (P) = 0,20 g/g og densiteten for pigmentet D (P) = 2,82 g/cm<3>, beregnes pigmentvolum V (P) per gram sverte ved hjelp av den kjente ligning d=m/V til 0,071 cm<3>og restvolumet av våtsvertebæreren er 0,735 cm<3>.

Den tørkede/herdede sverteformulering kan som tilnærmelse beskrives som følger:

Fra data ovenfor og densiteten for oppløsningsmidlet D (S) = 0,967 g/cm<3>(Dowanol), kan mengden fordampet oppløsningsmiddel bestemmes og vekten av svertebæreren oppnås som resultat som 0,747 g/g opprinnelig sverteformulering; det tilsvarende volum V (I) er 0,68 cm<3>; dette gir en densitet for svertebæreren D (I) på 1,098 g/cm<3>.1 det foreliggende tilfelle (basisformulering) er således volumforholdet V (I) /V (P) gitt til 9,58.

Under henvisning til de magnetiske orienteringseksempler (formuleringer ifølge eksempel 2a til 2c) ble de tilsvarende volumforhold beregnet på samme måte ved bruk av de bestemte, spesifikke vekter for MOVP og svertebæreren (I), og de tilsvarende vektprosentandeler:

Svertebærer, pigment og faststoffinnhold i %; V (I) og V (P) i cm<3>, tørrfilmtykkelse i um, og de benyttede pigmenter hadde en d50 på 22 um.

I analogi ble volumforholdet V (I) /V (P) i eksempel 1 som henviser til en intglio trykksverte, bestemt til 4,83. Densiteten for den tørkede/herdede og den våte trykksverte ble bestemt som Dinkd = 1,37 g/cm<3>og Dinkw= 1,236 g/cm<3>. Densitetene for pigmentet og oppløsningsmidlet ble bestemt som D (P) = 2,82 g/cm<3>og D (S) = 0,805 g/cm<3>(sverteoppløsning 27/29 Shell Industrial Chemicals). 0,3 g/g pigment ble blandet med 0,7 g/g (svertebærer (I) + sverteoppløsningsmiddel (S)). Densiteten for svertebæreren D (I) ble beregnet til 1,066 g/cm<3>.

Et ytterligere punkt å ta i betraktning for en vellykket sverteformulering er tykkelsen for det tørkede/herdede faste belegningssjikt. Belegningssjiktet må være tykkere enn d50/3 og fortrinnsvis tykkere enn d50/2 der d50 er den midlere diameter for de magnetisk optisk variable pigmentflak, bestemt som kjent i teknikken.

Belegg inneholdende oppløsningsmiddel må være tilsvarende tykkere ved påføring enn belegg som er oppløsningsmiddelfrie, tatt i betraktning av tykkelsen av det tørre og faste sjikt, etter fordamping av oppløsningsmidlet, må oppfylle de gitte kriterier. I eksemplene som ligger under fig. 1 til fig. 3 oppfyller den tørre, faste sjikttykkelse et foertrukrne d50/2 kriterium i alle tilfeller.

Mengden ikke-flyktige komponenter i beleggsblandingen ifølge oppfinnelsen velges mellom 50% og 100% på vektbasis av det totale preparat, fortrinnsvis mellom 80 og 100 vekt-% av det totale blanding.

Fig. 1 henviser til en beleggsblanding med et volumforhold V (I) /V (P) på 10,3 og et maksimalt faststoffinnhold på 100 vekt-%, (20% MOVP) som resulterer i optimale, magnetisk induserte effekter (bilder, mønstre eller design) i et tilsvarende beleggssjikt, mens fig. 3 viser til en beleggsblanding med et volumforhold V (I) /V (P) på 3,8 og et faststoffinnhold på 50 vekt-% (20% MOVP), noe som fremdeles tillater å fremstille et magnetisk indusert bilde, mønster eller design i beleggssjikt, om enn med lav kvalitet.

Fagmannen vil erkjenne at det generelle konsept som er skissert i foreliggende beskrivelse kan anvendes på en serie trykksverteformuleringer med forskjellige mengder faststoffinnhold (med forskjellige mengder MOVP), som resulterer i forskjellige volumforhold V (I)/V (P).

Tabell 2 er en mulig sammenstilling av mange av en beregnet matriks for formuleringer ifølge oppfinnelsen. Volumforholdsområdet ligger mellom rundt 0,6 og rundt 23.

Tabell 2 gir et vilkårlig valg basert på forskjellige totale faststoffinnhold og deres respektive sammensetning. Fra et teknisk synspunkt vet fagmannen at for å oppnå tilfredsstillende resultater kreves en minimal mengde pigment, og at en høy mengde pigment som er til stede i trykksverten reduserer trykkbarheten for sverten og øker omkostningene.

Derfor gir tabell 2 valget av egnede beleggssammensetninger med forhold til grensene for faststoffinnholdene så vel som for volumforholdet V (I) /V (P) i henhold til oppfinnelsen. De fremhevede eksempler tilsvarer de mest foretrukne forhold V (I) /V (P) høyere enn 5,0 i eksempel 2 og tjener kun illustrerende formål.

Trykksverter med et volumforhold under 4,0, imidlertid, gjør den forhøyede mengde magnetisk optisk variabelt pigment i forhold til svertebæreren den magnetiske orientering av MOVP vanskeligere og kan medføre unødvendige omkostninger for den magnetiske, optiske varierbare trykksverte hvis trykksvertesjiktet er tykt.

Fremgangsmåten for fremstilling av trykksverten eller beleggsblandingen ifølge oppfinnelsen for fremstilling av et magnetisk indusert bilde, omfatter sammenblanding av flyktige komponenter (S) og ikke-flyktige komponent, idet de sistnevnte består av en svertebærer (I) og av magnetisk orienterbart, optisk variabelt interferenspigment (P), og karakteriseres ved at forholdet svertebærer (V (I)) og volum av pigmentet (V (P)) er høyere enn 5,0.

De flyktige komponenter for fremgangsmåten for fremstilling av en trykksverte eller en beleggsblanding ifølge oppfinnelsen velges blant organiske oppløsningsmidler, vann og blandinger derav.

Foreliggende oppfinnelse angår videre en fremgangsmåte for å fremstille et magnetisk indusert bilde, som omfatter trinnene a) å påføre en beleggsblanding ifølge oppfinnelsen på en substrat overflate, b) orientering av de magnetiske pigmentpartikler i den påførte beleggsblanding i trinn a) ved å legge på et magnetisk felt, og c) å tørke/herde den orienterte beleggsblanding i trinn b) for å fiksere partiklene i orientert posisjon.

Beleggsprosessen i trinn a) for påføring av beleggsblandingen på en substratoverflate velges fortrinnsvis blant gravyr kobberplate intagliotrykking, fleksografisk trykking, gravyre trykking, valsebelegning og silketrykking. Disse prosesser er velkjente for fagmannen.

Nevnte trykkeprosesser tillater avsetning av et våtfilmsjikt med en tykkelse rundt 2 um til rundt 50 um. Den foretrukne våtfilmavsetning ligger i området rundt 5 um til rundt 30 um. Det resulterende belegg på substratet har en midlere tørrsjikt tykkelse mellom 2 um og lik mindre enn 50 um, fortrinnsvis mellom 5 um og litt mindre enn 30 um, fortrinnsvis mellom 10 um og litt mindre enn 20 um.

Orienteringstrinnet b) kan gjennomføres enten samtidig med belegningstrinnet a) eller etter belegningstrinnet a), Magnetisk orientering av magnetiske partikler er beskrevet og velkjent i teknikkene. Det skal i denne forbindelse henvises til dokumentene ifølge den kjente teknikk som ble nevnt i foreliggende søknads innledende del.

Herde/tørketrinn c) kan gjennomføres ved fysisk fordamping av flyktige forbindelser, UV-herding, oksidativ fornetning, kjemisk fornetning, elektronstråleherding eller ved en hvilken som helst kombinasjon derav. Også dette trinn er kjent i teknikken og behøver ikke beskrives i detalj her.

Foreliggende oppfinnelse angår videre et magnetisk indusert billedblegg på et substrat som omfatter magnetisk orientert pigment (P) i en herdet, fast svertebærer (I), og som karakteriseres ved at forholdet mellom volumet av svertebærer (V(I)) og volumet av pigment (V(P)) er høyere enn 5,0, og at beleggssjiktet er tykkere enn d50/3 og fortrinnsvis tykkere enn d50/2 der d50 er den midlere diameter for de magnetisk orienterbare, optisk variable interferens pigmentflak. Mengden magnetisk orienterte pigmenter i den herdede, fast svertebærer (I) ligger mellom 1 og 40 vekt-% og fortrinnsvis mellom 5 og 30 vekt-%, spesielt mellom 10 og 20 vekt-% av det våte belegg.

Trykksverten eller beleggsblandingen ifølge oppfinnelsen kan benyttes for å produsere magnetisk induserte bilder. Nevnte magnetisk induserte bilder kan benyttes som sikkerhetselementer for feks. pengesedler, kredittkort, adgangskort, sikkerhetselementer, verdidokumenter, rettighets- eller identitetselementer, transportbilletter, lotteribilletter, evenementbilletter, skattebaderoler, sikkerhetstråder, merkelapper, folier, strimler eller produktsikkerhets applikasjoner. Således angår foreliggende oppfinnelse også bruken av de her beskrevne beleggsblandinger for de ovenfor nevnte anvendelser så vel som et sikkerhetsdokument som omfatter et magnetisk indusert bilde oppnådd med en beleggsblanding ifølge oppfinnelsen.

Nevnte sikkerhetselement kan videre omfatte ytterligere markeringsmidler som infrarøde markører, fluorescens markører, UV markører, fosforescerte markører, magnetiske markører, forensiske markører og blandinger derav.

Oppfinnelsen kan gjennomføres på en hvilken som helst type betrykkbart ark eller banemateriale og særlig på materialer som benyttes for å fremstille feks. pengesedler, kredittkort, adgangskort, sikkerhetsbevis, dokumenter av verdi, rettigheter eller identitet, transportbilletter, lotteribilletter, evenementbilletter, skattebanderoler, sikkerhetstråder, merkelapper, folie, strimler eller produkter sikkerhetsanvendelser. Det betrykkbare ark eller banemateriale kan videre omfatte et enkelt sjikt så vel som et antall sjikt.

Foreliggende oppfinnelse skal nå beskrives under henvisning til de ikke-begrensende eksempler og figurer. Hvis ikke annet er sagt er alle mengder gitt som vekt-%.

Eksempel 1: Intaglio papir påstrykningssverte

I dette eksempel gis det en formulering av en intaglio papirstryksverte ifølge oppfinnelsen.

Eksempel 2: Silketrykksverte, UV tørking

I dette eksempel gis det en formulering på en silketrykksverte ifølge oppfinnelsen

Formuleringen i eksempel 2a ble brakt på sikkerhetspapir. Før tørking ble den våte sverten magnetisert. Den gjennomsnittlige tørrfilmtykkelse var 19 um. Svertens faststoffinnhold var 100% der det magnetiske, optiske variable pigmentet (P) var til stede i en mengde 20 vekt-% og svertebæreren (I) var til stede i en mengde av 80 vekt-%. Resultatet er vist i fig. la og lb. I fig. la er det resulterende, magnetiserte bildet vist. I fig. lb vises et skanderende elektronmikroskop (SEM) tverrsnitt av svertesjiktet på substratet. Den midlere vinkel for flakene er målt til 24° +/-12° fra horisontalen.

I fig. lb henviser "matriks" til innleiringen som trengs for fremstilling av tverrsnittene. Effekten som produseres ved magnetiseringen er et klart definert bilde.

Formuleringen i eksempel 2b ble brakt på sikkerhetspapir. Før tørking ble den våte sverte magnetisert. Den gjennomsnittlige tørrfilmtykkelse var 14 um. Faststoffinnholdet for sverten var 80% mens det magnetiske, optisk variable pigmentet (P) var til stede i en mengde av 20 vekt-%, svertebæreren (I) var til stede i en mengde av 60 vekt-% og oppløsningsmiddel (S) var til stede i en mengde av 20 vekt-%. Resultatet er vist i fig. 2a og 2b. I fig. 2b vises det resulterende, magnetiserte bilde. I fig. 2b vises et SEM tverrsnitt av svertesjiktet på substratet. Den midlere vinkel for flakene ble målt til 25° +/-12° fra horisontalen. Effekten som dannes ved magnetiseringen er et bilde med redusert oppløsning, men fremdeles godt og tydelig synlig.

Formuleringen i eksempel 2c (sammenliknende eksempel) ble brakt på sikkerhetspapir. Før tørking ble den våte sverte magnetisert. Den midlere tørrfiltykkelsen var 11 um. Faststoffinnholdet i sverten var 50% der det magnetiske, optisk variable pigment (P) var til stede i en mengde av 20%, svertebæreren (I) var til stede i en mengde av 30 vekt-% og oppløsningsmidlet (S) var til stede i en mengde av 50 vekt-%. Resultatet er vist i fig. 3a og 3b. I fig. 3a vises det resulterende, magnetiserte bilde. I fig. 3b vises et SEM tverrsnitt av svertesjiktet på substratet. Den midlere vinkel for flakene ble målt til 10° til +/- 9° fra horisontalen. Effekten som dannes ved magnetiseringen er et bilde med heller dårlig definert oppløsning.

Formelen i eksempel 2a viste utmerket, magnetisk orienterbarhet; formuleringen i eksempel 2b viste en viss reduksjon sammenliknet med eksempel 2a, og den i eksempel 2c viste alvorlig forringelse sammenliknet med eksempel 2a. Man kan derav slutte at formuleringer med et forhold V(I) /V(P) på lavere enn 3,0 ikke lenger viser noen nyttig effekt.

Det er klart fra figurene 1 til 3 og tabell 1 ovenfor at det foreligger en utmerket korrelasjon mellom orienterbarheten for det magnetiske pigment og volumforholdet V(I) /V(P) på den ene side, og mellom orienterbarheten for pigmentet og tørrfilmtykkelsen på den annen side.

Eksempel 3: Silketrykksverte, UV tørking

I dette eksempel gis det en formulering for silketrykksverte ifølge oppfinnelsen.

Eksempel 4: Fleksografisverte, UV tørking

I dette eksempel gis det en formulering på fleksografisverte ifølge oppfinnelsen.

Claims (24)

1. Beleggsblanding for fremstilling av et magnetisk indusert bilde, bestående av flyktige komponenter (S) og ikke-flyktige komponenter, de sistnevnte bestående av en svertebærer (I) og magnetisk orienterbar, optisk variabelt interferens pigment (P),karakterisert vedat forholdet mellom volum av svertebærer (V(I)) og volumet av pigment (V(P)) er høyere enn 5,0, og at beleggsblandingen er en trykksverte valgt fra gruppen bestående av fleksografisk trykksverte, gravyre trykksverte, silketrykksverte og valsebelegningssverter.

2. Beleggsblanding ifølge krav 1,karakterisert vedat de ikke-flyktige komponenter er til stede i en mengde mellom 50 og 100 vekt-% av den totale blanding, fortrinnsvis i en mengde mellom 80 og 100 vekt-% av den totale blanding.

3. Beleggsblanding ifølge krav 1 eller 2,karakterisertved at de flyktige komponenter er valgt fra en gruppe bestående av organiske oppløsningsmidler, vann og blandinger derav.

4. Beleggsblanding ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 3,karakterisert vedat det magnetiske orienterbare, optisk variable pigment er valgt fra gruppen bestående vakuumavsatte magnetisk tynnfilm interferenspartikler, interferensbelagte metalliske pigmenter, interferensbelagte ikke-metalliske pigmenter, magnetiske flytende krystallpigmenter og blandinger derav.

5. Beleggsblanding ifølge krav 4,karakterisert vedat det magnetiske orienterbare interferenspigment er valgt fra gruppen bestående av fem-sjikts og syv-sjikts vakuumavsatte magnetiske tynnfilm interferenspigment.

6. Beleggsblanding ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 5,karakterisert vedat det magnetisk orienterbare interefernspigment har en midlere diameter d50 i området 5 til 40 um, og fortrinnsvis i området 15 til 25 um.

7. Beleggsblanding ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 6,karakterisert vedat det magnetisk orienterbare interferenspigment har en tykkelse i området 0,1 um til 6 um og fortrinnsvis i området 0,5 um til 3 um.

8. Fremgangsmåte for fremstilling av en beleggsblanding for fremstilling av et magnetisk indusert bilde ifølge krav 1 omfattende blanding av flyktige komponenter (S) og ikke-flyktige komponenter der de sistnevnte består av en svertebærer (I) og av magnetisk orienterbar, optisk variabel interferenspigment (P),karakterisert vedat forholdet mellom volumet av svertebærer (V (I)) og volumet av pigment (V(P)) er høyere enn 5,0, og at beleggsblandingen er trykksverte valgt fra gruppen bestående av fleksografisk trykksverte, gravyretrykksverte, silketrykksverte og valsebelegningssverter.

9. Fremgangsmåte ifølge krav 8,karakterisert vedat nevnte ikke-flyktige komponenter er til stede i en mengde mellom 50 og 100 vekt-% av den totale blanding, fortrinnsvis i en mengde av mellom 80 og 100 vekt-% av den totale blanding.

10. Fremgangsmåte ifølge krav 8 og 9,karakterisert vedat de flyktige komponenter (S) er valgt fra gruppen bestående av organiske oppløsningsmidler, vann og blandinger derav.

11. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 8 til 10,karakterisert vedat det magnetisk orienterbare, optiske variable pigment er valgt fra gruppen bestående av vakuumavsatte magnetisk tynnfilm interferenspigmenter, interferensbelagte metalliske pigmenter, interferensbelagte ikke-metalliske pigmenter, magnetiske flytende krystallpigmenter og blandinger derav.

12. Fremgangsmåte ifølge krav 11,karakterisert vedat det magnetisk orienterbare inferenspigment er valgt fra gruppen bestående fem-sjikt og syv-sjikt vakuumavsatt magnetisk tynnfilm interferenspigment.

13. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 8 til 12,karakterisert vedat det magnetisk orienterbare interferens pigment har en midlere diameter d50 i området 5 til 40 um og mer spesielt i området 15 til 25 um.

14. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 8 til 13,karakterisert vedat det magnetisk orienterbare interferenspigment har en tykkelse i området 0,1 til 6 um og mer spesielt i området 0,5 til 3 um.

15. Anvendelse av en beleggsblanding ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 7 for å danne et magnetisk indusert bilde.

16. Fremgangsmåte for å danne et magnetisk indusert bilde,karakterisert vedat den omfatter trinnene a) påføring av en beleggsblanding ifølge et av kravene 1 til 7 på en substratoverflate, b) orientering av de magnetiske pigmente partikler i den påførte beleggsblanding i trinn a) ved pålegging av et magnetisk felt, og c) tørking/herding av den orienterte beleggsblanding fra trinn b) for å fiksere partiklene i den orienterte posisjon.

17. Fremgangsmåte ifølge krav 16,karakterisert vedat orienteringstrinn b) gjennomføres samtidig med belegningstrinnet a).

18. Fremgangsmåte ifølge krav 16 eller 17,karakterisertved at orienteringstrinnetb) gjennomføres etter påføringstrinnet a).

19. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 16 til 18,karakterisert vedat herde/tørketrinnet c) gjennomføres ved en fremgangsmåte valgt fra gruppen bestående av fysisk fordamping av flyktige forbindelser, UV herding, oksidativ fornetning, kjemisk fornetning, eletronstråleherding eller en hvilken som helst kombinasjon derav.

20. Magnetisk indusert billedbelegg på et substrat omfattende magnetisk orientert, optiske variabelt inteferenspigment (P) i en herdet, fast svertebærer (I),karakterisert vedat forholdet mellom volumet for svertebæreren (V(T)) og volumet for pigmentet (V(P)) er høyere enn 5,0, og at beleggssjiktet er tykkere enn d50/3, fortrinnsvis tykkere enn d50/2, der d50 er den midlere diameter for de magnetisk orienterbare, optisk variable interferens pigmentflak, og at billedbelegget er trykket med en trykksverte valgt fra gruppen bestående av fleksografisk trykksverte, gravyre trykksverte, silketrykksverte og valsebelegningssverte.

21. Anvendelse av et magnetisk indusert billedbelegg ifølge krav 20 på pengesedler, kredittkort, adgangskort, sikkerhetsbevis, dokumenter av verdi, rettigheter eller identitet, transportbilletter, lotteribilletter, evenementbilletter, skattebanderoler, sikkerhetstråder, merkelapper, folier, strimler eller andre produktsikkerhetsanvendelser.

22. Sikkerhetselement for pengesedler kredittkort, adgangskort, sikkerhetsbevis, dokumenter av verdi, rettigheter eller identitet, transportbilletter, lotteribilletter, evenementbilletter, skattebanderoler, sikkerhetstråder, merkelapper, folier, strimler eller andre produktsikkerhetsanvendelser,karakterisert vedat det omfatter et magnetisk indusert billedbelegg ifølge krav 20.

23. Sikkerhetselement ifølge krav 22,karakterisert vedat det videre omfatter markeringsmidler valgt fra gruppen bestående av infrarøde markører, fluorescent markører, UV markører, fosforescent markører, magnetiske markører, forensiske markører og blandinger derav.

24. Pengesedler, kredittkort, adgangskort, sikkerhetsbevis, dokumenter av verdi, rettigheter eller identitet, transportbilletter, lotteribilletter, evenementbilletter, skattebanderoler, sikkerhetstråder, merkelapper, folier, strimler eller andre produktsikkerhetsanvendelser,karakterisert vedat de omfatter et sikkerhetselement ifølge et hvilket som helst av kravene 22 eller 23.