Устройство, система и способ создания магнитоиндуцированного изображения на подложке

Номер патента: 22903

Опубликовано: 31.03.2016

Авторы: Дего Пьер, Шмид Матью, Десплан Клод-Ален

Скачать PDF файл.

Формула / Реферат

1. Устройство для создания магнитоиндуцированного изображения на подложке, содержащее

блок для печати изображения на подложке, выполненный с возможностью формирования на первой стороне подложки изображения с использованием состава покрытия, содержащего ориентируемые магнитные частицы;

средство ориентирования магнитных частиц, содержащее по меньшей мере один элемент, генерирующий магнитное поле, для ориентирования магнитных частиц в составе покрытия печатного изображения;

систему направления подложки, выполненную с возможностью удерживания второй стороны подложки в контакте со средством ориентирования;

блок фотоотверждения, содержащий источник излучения, расположенный относительно средства ориентирования таким образом, чтобы облучать изображение, сформированное на первой стороне подложки для того, чтобы отверждать состав покрытия изображения, когда вторая сторона подложки находится в контакте с указанным средством ориентирования;

отличающееся тем, что блок фотоотверждения сконфигурирован таким образом, что выделение энергии теплового излучения из него по направлению к средству ориентирования ограничено таким образом, чтобы не нагревать средство ориентирования и его по меньшей мере один элемент, генерирующий магнитное поле, выше средней температуры (Т1), равной 100°С,

при этом источник излучения блока фотоотверждения содержит

светодиодную лампу видимой области спектра или УФ-области спектра, или

УФ-лампу, оснащенную волноводом для направления излучения УФ-лампы к средству ориентирования с тем, чтобы облучать изображение, напечатанное на первой стороне подложки, когда вторая сторона подложки находится в контакте с указанным средством ориентирования, или

УФ-лампу, оснащенную по меньшей мере одним первым дихроичным отражателем, выполненным с возможностью направлять излучение УФ-лампы, соответствующее длинам волн УФ-спектра, к подложке, и по меньшей мере одним вторым дихроичным отражателем, выполненным с возможностью направлять излучение источника излучения, соответствующее длинам волн ИК-спектра, от подложки.

2. Устройство по п.1, в котором указанная УФ-лампа, оснащенная волноводом, или УФ-лампа, оснащенная первым и вторым дихроичными отражателями, представляет собой ртутную лампу.

3. Устройство по п.1 или 2, в котором указанный блок фотоотверждения также сконфигурирован таким образом, что выделение энергии теплового излучения из него по направлению к средству ориентирования ограничено таким образом, чтобы не нагревать средство ориентирования и его по меньшей мере один элемент, генерирующий магнитное поле, выше средней температуры (Т1), равной 70°С, или более предпочтительно равной 50°С.

4. Устройство по любому из предыдущих пунктов, в котором средство ориентирования представляет собой цилиндрическое тело, содержащее по меньшей мере один элемент, генерирующий магнитное поле.

5. Устройство по любому из предыдущих пунктов, в котором указанная система направления подложки содержит захватное устройство и/или вакуумную систему.

6. Устройство по любому из предыдущих пунктов, в котором указанная система направления подложки содержит по меньшей мере одну единицу оборудования для направления подложки, выбранную из группы, состоящей из щетки, комплекта щеток, ролика, комплекта роликов, комплекта узких роликов, ленты, комплекта лент, лопасти, комплекта лопастей, пружины или комплекта пружин.

7. Система для создания магнитоиндуцированного изображения на подложке, содержащая

устройство по любому из пп.1-6, содержащее источник УФ-излучения; и

УФ-отверждаемый состав покрытия, содержащий ориентируемые магнитные частицы.

8. Система для создания магнитоиндуцированного изображения на подложке, содержащая

устройство по любому из пп.1-6, содержащее источник излучения в видимой области спектра; и

состав покрытия, содержащий ориентируемые магнитные частицы, отверждаемый под действием излучения в видимой области спектра.

9. Способ создания магнитоиндуцированного изображения на подложке, содержащий следующие этапы:

на первую сторону подложки посредством устройства по любому из пп.1-6 наносят покрытие для формирования изображения, при этом используют состав покрытия, содержащий ориентируемые магнитные частицы;

удерживают вторую сторону подложки в контакте со средством ориентирования, генерирующим магнитное поле;

ориентируют магнитные частицы в составе покрытия печатного изображения магнитным полем средства ориентирования;

облучают сформированное изображение блоком фотоотверждения, содержащим источник излучения, для того, чтобы, по меньшей мере, частично отверждать состав покрытия, содержащий ориентированные магнитные частицы, в то время как вторая сторона подложки по-прежнему находится в контакте с цилиндрическим телом;

отличающийся тем, что энергию теплового излучения, выделяемую блоком фотоотверждения по направлению к средству ориентирования, ограничивают таким образом, чтобы не нагревать средство ориентирования выше средней температуры, равной 100°С.

10. Способ по п.9, в котором сформированное изображение облучают ртутной лампой УФ-диапазона, оснащенной волноводом или оснащенной первым и вторым дихроичными отражателями.

11. Способ по п.9 или 10, в котором состав покрытия, содержащий ориентированные магнитные частицы, полностью отверждают путем облучения изображения блоком фотоотверждения, когда вторая сторона подложки все еще находится в контакте с цилиндрическим телом.

12. Способ по любому из пп.9-11, дополнительно содержащий этап удаления подложки из средства ориентирования после начала этапа облучения.

13. Способ по п.12, в котором облучение сформированного изображения прекращают до или одновременно с удалением подложки из средства ориентирования.

14. Способ по п.12, в котором облучение сформированного изображения прекращают после удаления подложки из средства ориентирования.

15. Способ по любому из пп.9-14, в котором магнитоиндуцированное изображение представляет собой защитный элемент для защиты банкноты или другого ценного документа или декоративный элемент для украшения изделия.

16. Способ по любому из пп.9-15, в котором указанный состав покрытия содержит по меньшей мере один тип ориентируемых магнитных частиц, которые являются отражающими и/или пластинчатыми.

17. Способ по п.16, в котором ориентируемые магнитные частицы являются частицами с изменяющимися оптическими характеристиками.

18. Способ по п.16 или 17, в котором указанный состав покрытия дополнительно содержит по меньшей мере одно из нижеперечисленного:

не цветоизменяющие магнитные частицы;

бесцветные магнитные частицы;

цветоизменяющие немагнитные частицы пигмента;

не цветоизменяющие немагнитные частицы пигмента;

бесцветные немагнитные частицы пигмента.

Текст

Смотреть все

УСТРОЙСТВО, СИСТЕМА И СПОСОБ СОЗДАНИЯ МАГНИТОИНДУЦИРОВАННОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ НА ПОДЛОЖКЕ Изобретение относится к устройству, системе и способу создания магнитоиндуцированных изображений в покрытиях, в частности защитных или декоративных признаков, содержащих ориентируемые магнитные частицы. Устройство содержит блок для печати, средство ориентирования магнитных частиц, систему направления подложки и блок фотоотверждения. Блок для печати выполнен с возможностью формирования на первой стороне подложки изображения с использованием состава покрытия, содержащего ориентируемые магнитные частицы. Средство ориентирования содержит элемент, генерирующий магнитное поле, для ориентирования магнитных частиц в составе покрытия печатного изображения. Система направления подложки выполнена с возможностью подачи и удерживания подложки в контакте со средством ориентирования. Блок фотоотверждения облучает изображение, сформированное на подложке, для того, чтобы отверждать состав покрытия изображения, когда подложка находится в контакте со средством ориентирования. Блок фотоотверждения сконфигурирован таким образом, что выделение энергии теплового излучения из него по направлению к средству ориентирования ограничено таким образом, чтобы не нагревать средство ориентирования выше средней температуры Т 1, равной 100 С.(71)(73) Заявитель и патентовладелец: СИКПА ХОЛДИНГ СА (CH) Область техники, к которой относится изобретение Настоящее изобретение относится в общем к области защитных признаков для защиты банкнот и ценных документов или изделий и, в частности, к устройству, системе и способу создания магнитоиндуцированных изображений в покрытиях, содержащих ориентируемые магнитные частицы. Предпосылки создания изобретения Различные материалы и технологии ориентирования магнитных частиц в формовочных составах и составах покрытия были раскрыты, например, в US 2005/0123764, US 2418479, US 2570856, WO 2000/12622, EP-A 0686675, WO 2008/153679, US 2008/0292862, US 5364689, US 2004/0251652, DE-A 2006848, US 3791864 и WO 1998/56596. Ориентируемые магнитные частицы также используются в печатных процессах, в частности, для печати защитных или декоративных признаков. В частности, было раскрыто использование магнитных пластинчатых частиц с изменяющимися оптическими характеристиками для создания специальных визуальных и цветоизменяющих эффектов. Данные устройства и технология, применяемая для их создания,являются известными и описаны, например, в ЕР-В 1641624, ЕР-В 1819525, ЕР-В 1937415, ЕР-А 1880866, ЕР-В 2024451, WO 2010/066838, US 6759097, WO 2002/090002 и WO 2004/007095. Нанесение покрытий, содержащих ориентируемые магнитные частицы и создание визуальных эффектов, основанных на ориентировании данных магнитных частиц, обычно осуществляется согласно следующей последовательности отдельных этапов:a) нанесение покрытия, содержащего ориентируемые магнитные частицы, на подложку; материал покрытия должен находиться в жидком состоянии или обладать низкой вязкостью;b) ориентирование магнитных частиц путем воздействия на покрытие магнитным полем, созданным внешним магнитным устройством;c) фиксация ориентирования магнитных частиц путем повышения вязкости покрытия. Этап с) содержит отверждение покрытия. Данный этап может быть осуществлен способом, известным специалисту в данной области, например путем физического высушивания (испарения растворителя), УФ-отверждения, отверждения электронным пучком, термофиксации, одновременного окисления и полимеризации, путем комбинации указанных способов, или с помощью других механизмов отверждения. Механизм отверждения зависит от материала покрытия. Например, в US-B 7691468 описаны чернила, используемые для защитных признаков, которые высушивают либо горячим воздухом, либо УФотверждением, в зависимости от состава чернил. Вязкость покрытия и толщина слоя (перед и после высушивания) являются ключевыми параметрами для ориентирования магнитных частиц. Для достижения наилучших результатов крайне важно, чтобы ориентирование магнитные частицы сохраняли до завершения этапа отверждения. В печатных процессах сохраненное ориентирование магнитных пластинчатых частиц обеспечивает наилучшую резкость изображения и наилучший общий визуальный эффект.US-A 2829862 указывает на важность вязкоупругих свойств материала-носителя для предотвращения повторного ориентирования магнитных частиц после удаления внешнего магнита. ЕР-В 2024451 указывает на то, что тип носителя покрытия играет решающую роль в данном процессе путем воздействия на окончательное строение посредством изменения объема покрытого слоя в ходе процесса сушки: в процессе физической сушки носитель склонен к уменьшению объема по мере испарения растворителя; данная усадка может оказывать значительное влияние на ориентирование пластинок; носители, отвержденные УФ-обработкой, не настолько склонные к усадке, тем самым сохраняя первоначальное ориентирование магнитных пластинчатых частиц. Кроме этого, тип подложки и вязкость состава покрытия могут влиять на поглощение влажного состава покрытия подложкой и, таким образом, на толщину слоя. Таким образом, ЕР 2024451 раскрывает ключевую роль толщины слоя в применении состава покрытия, содержащего ориентируемые магнитные пластинчатые частицы. WO 2010/058026 раскрывает преимущество использования грунтовочного слоя для снижения поглощения связующего вещества чернил, содержащего магнитные частицы, пористыми подложками. Удерживание покрытия в магнитном поле в ходе процесса отверждения может сохранить ориентирование магнитных частиц. Например, в US-A 2570856 изложен процесс формирования покрытий, содержащих магнитные частицы. Покрытую подложку удерживают в магнитном поле до ее достаточного высушивания для извлечения из магнитного поля без повторного ориентирования магнитных частиц. Аналогичные процессы раскрыты в WO 2008/153679 и US 2418479. Тем не менее, все вышеупомянутые документы только описывают процессы, которые либо непригодны для использования в печати, либо которые осуществляются на скоростях, которые значительно меньше скоростей процессов, необходимых для промышленной печати.WO-A 1998/56596 раскрывает способ для создания водяных знаков в полимерных подложках, который содержит тепловую обработку подложки перед ориентированием магнитных частиц. Окончательное охлаждение состава затем приводит к замораживанию ориентирования магнитных частиц.WO-A 2004/007095 раскрывает приспособление для промышленной печати защитных признаков на подложке, представляющей собой удлиненный тонкий лист. Конструкция содержит цилиндр, служащий опорой для магнитных элементов, и источник энергии для диффузионной сушки, расположенный на небольшом расстоянии после магнитного цилиндра или над ним. Энергия для сушки может быть тепловой и/или фотохимической энергией. Тем не менее, данная конструкция обладает несколькими недостатками.(a) С одной стороны, могут присутствовать различные проблемы механического характера при использовании данной конструкции для процесса с подачей листов, особенно в крайних точках листа, например сдвиг, скольжение, складывание или коробление листа на цилиндре, свободное колебание концов листа при высвобождении из цилиндра. Также, отверждающая конструкция приспособления не решает указанные проблемы и не описывает меры, предпринятые относительно указанных проблем, в процессе с подачей листов.(b) С другой стороны, могут присутствовать различные проблемы, связанные с отверждающей конструкцией, в частности: диффузионный источник энергии отверждающей конструкции может приводить к преждевременному высушиванию покрытия до оптимального выравнивания магнитных частиц согласно визуальному эффекту, которого необходимо достичь; тепловые аспекты процесса отверждения и воздействия, например на состав покрытия, которые могут быть вызваны теплом, высвобожденным источником энергии для диффузионной сушки над магнитным цилиндрическим телом, могут стать причиной проблем. В частности, тепло может снижать вязкость состава покрытия, тем самым способствуя поглощению состава покрытия подложкой. Следовательно,тепло, высвобожденное источником энергии, может нарушить ориентирование магнитных частиц и, таким образом, визуальный эффект, которого необходимо достичь; тепло может снизить влагосодержание бумаги и, таким образом, изменить размеры подложки, что приводит к проблемам с центрированием. В частности, данный эффект является критичным для бумажных подложек и процесса с подачей листов; тепло может вызывать объемное расширение некоторых механических составляющих печатной машины, что приводит к проблемам с центрированием или к смещению; и тепловая энергия может изменять свойства элементов, генерирующих магнитное поле. Известно,что свойства магнитных материалов изменяются в зависимости от температуры: выравнивание магнитных доменов в ферро- и ферримагнитном материале уменьшается при повышении температуры. Когда магнитные материалы нагреты до критической температуры, называемой температурой Кюри, они становятся парамагнитными. Температура Кюри является параметром, зависимым от материала. Таким образом, существует потребность в улучшенных способах создания магнитоиндуцированных визуальных эффектов, в частности, для защитных или декоративных признаков, которые снижают или даже избегают вышеупомянутых недостатков. Краткое изложение сущности изобретения Таким образом, настоящее изобретение относится к устройству, системе и способу создания магнитоиндуцированных изображений в покрытиях, содержащих ориентируемые магнитные частицы. В частности, изобретение относится к печати и отверждению защитных или декоративных признаков, содержащих ориентируемые магнитные частицы, на промышленной печатной машине. В частности, печатная машина может быть листовой печатной машиной. Согласно первому аспекту изобретения предоставлено устройство для создания магнитоиндуцированного изображения на подложке по п.1. Устройство содержит блок для печати, средство ориентирования магнитных частиц, систему направления подложки и блок фотоотверждения. Блок печати выполнен с возможностью формирования на первой стороне подложки изображения с использованием состава покрытия, содержащего ориентируемые магнитные частицы. Средство ориентирования магнитных частиц содержит по меньшей мере один элемент, генерирующий магнитное поле, для ориентирования магнитных частиц в составе покрытия печатного изображения. Система направления подложки выполнена с возможностью подачи и удерживания второй стороны подложки в контакте со средством ориентирования. Блок фотоотверждения содержит источник излучения, расположенный относительно средства ориентирования таким образом, чтобы облучать изображение, сформированное на первой стороне подложки для того, чтобы отверждать состав покрытия изображения, когда вторая сторона подложки находится в контакте с указанным средством ориентирования. Блок фотоотверждения сконфигурирован таким образом, что выделение энергии теплового излучения из него по направлению к средству ориентирования ограничено таким образом, чтобы не нагревать средство ориентирования и его по меньшей мере один элемент, генерирующий магнитное поле, выше средней температуры Т 1, равной 100 С. Благодаря данной конфигурации можно значительно сократить или избежать вышеупомянутых отрицательных воздействий на подложку, печатное изображение и непосредственно устройство. Согласно второму аспекту изобретения предоставлена система для создания магнитоиндуцированного изображения на подложке. Система содержит устройство согласно первому аспекту изобретения и УФ-отверждаемый состав покрытия, содержащий ориентируемые магнитные частицы. В третьем аспекте изобретения предоставлен способ создания магнитоиндуцированного изображе-2 022903 ния на подложке. Предпочтительные варианты осуществления изобретения представлены в зависимых пунктах формулы изобретения. Краткое описание чертежей На сопроводительных графических материалах, которые включены в настоящее техническое описание и составляют его часть, изображены определенные неограничивающие аспекты настоящего изобретения. В частности, на фигурах изображено несколько вариантов осуществления, где средства ориентирования предоставлены в форме цилиндрического тела (100), содержащего по меньшей мере один элемент (101), генерирующий магнитное поле, и где подложка (103) является тонкой удлиненной подложкой, например листом бумаги, полимера или композитной подложки. На фиг. 1-3 изображены схематические поперечные сечения, изображающие магнитное цилиндрическое тело, блок отверждения и тонкую удлиненную подложку (лист) с нанесенными на нее изображениями состава покрытия, согласно вариантам осуществления настоящего изобретения. В частности,на фиг. 1 изображен вариант осуществления, где блок фотоотверждения содержит УФ светодиодную лампу; на фиг. 2 изображен вариант осуществления, где блок фотоотверждения содержит УФ-лампу, оснащенную дихроичным фильтром; и на фиг. 3 изображен вариант осуществления, где блок фотоотверждения содержит УФ-лампу, оснащенную волноводом. На фиг. 4 а-с изображены вариации относительного отсчета времени отдельных фаз процесса создания магнитоиндуцированного визуального эффекта согласно вариантам осуществления настоящего изобретения. На фиг. 5 изображен схематический вид варианта осуществления настоящего изобретения, где система направления подложки содержит набор роликов. На фиг. 6 изображен схематический вид альтернативного варианта осуществления настоящего изобретения, где система направления подложки содержит набор щеток. Подробное описание изобретения На фиг. 1-4 а-с изображены предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения,где устройство для создания магнитоиндуцированного визуального эффекта (изображения) путем печати и отверждения защитных или декоративных признаков, основанных на ориентируемых магнитных частицах, содержит блок (102) фотоотверждения, расположенный над магнитным цилиндром. На фиг. 5 и 6 изображены другие предпочтительные реализации системы направления подложки, удерживающей подложку (лист) (103), несущую состав покрытия, в плотном контакте с магнитным цилиндром. В данном случае термин "магнитный цилиндр" относится к цилиндрическому телу, которое служит опорой для по меньшей мере одного элемента, генерирующего магнитное поле, обеспечивающего ориентирование магнитных частиц для образования визуальных эффектов. Подобные элементы, генерирующие магнитное поле, были описаны, например, в ЕР 1641624, ЕР 1937415, US 2010/0040845 или WO 2004/007095. Один или более элементов, генерирующих магнитное поле, используемых для ориентирования магнитных частиц, могут быть выполнены из широкого диапазона магнитных материалов, включая, но не ограничиваясь, следующие примеры: сплавы неодим-железо-бор, самарий-кобальт, алюминий-никелькобальт (алнико), ферриты или магниты с полимерными связями, такие как виды магнитной фольги или пластоферриты. Подобные материалы реализует на рынке, например, компания Maurer Magnetic AG. В каталогах товарной продукции, содержащих магнитные материалы, обычно указана максимальная температура использования материала. Максимальная температура использования зависит от материала и значительно ниже температуры Кюри материала: например, для сплавов алнико температура Кюри составляет около 850 С и максимальная температура использования составляет около 500 С. Для магнитотвердого феррита температура Кюри составляет около 450 С и максимальная температура использования составляет около 250 С (см. каталог компании Maurer Magnetic AG). Для магнитного материала с полимерными связями максимальная температура использования также зависит непосредственно от полимерного композита. Таким образом, максимальные температуры использования пластоферритов обычно находятся в пределах от 80 до 100 С. Согласно настоящему изобретению температура магнитного цилиндрического тела ограничена таким образом, чтобы не превышать 100 С, и предпочтительно ограничена таким образом, чтобы даже не достигать максимальной температуры использования магнитного материала элементов, генерирующих магнитное поле. Таким образом, средняя температура магнитного цилиндрического тела должна оставаться ниже 100 С, предпочтительно ниже 70 С, более предпочтительно ниже 50 С. Это достигается путем использования блока фотоотверждения, который представляет собой приспособление, содержащее источник излучения, который сконфигурирован таким образом, что выделение энергии теплового излучения при эксплуатации ограничено таким образом, чтобы не нагревать механические части устройства,в данном варианте осуществления, в частности магнитное цилиндрическое тело и элементы, генерирующие магнитное поле, до средней температуры Т 1, превышающей 100 С. Более предпочтительно блок фотоотверждения сконфигурирован таким образом, что среднюю температуру механических частей устройства и элементов, генерирующих магнитное поле, можно поддерживать при эксплуатации на значении температуры Т 1100 С, или более предпочтительно на значении температуры Т 170 С, или наиболее предпочтительно на значении температуры Т 150 С. Таким образом, блок фотоотверждения совместим с магнитными материалами, чувствительными к температуре, и предотвращает проблемы, связанные с центрированием и смещением подложки относительно элементов, генерирующих магнитное поле, путем предотвращения изменений размеров подложки, вызванных, например, сниженным влагосодержанием указанной подложки и путем предотвращения теплового расширения механических частей устройства. В частности, блок (102) фотоотверждения может содержать УФ-лампу (107), предпочтительно УФ светодиодную лампу, как изображено на фиг. 1. Как изображено на фиг. 2, УФ-лампа может быть оснащена по меньшей мере одним дихроичным отражателем (108), который сконфигурирован для направления излучения, соответствующего длинам волн УФ-спектра, по направлению к покрытой подложке и для направления излучения, соответствующего длинам волн ИК-спектра, от покрытой подложки. Блок фотоотверждения также может быть реализован в виде УФ-лампы, оснащенной волноводом (109), направляющим энергию облучения к покрытой подложке, как показано на фиг. 3. Большое количество различных УФ-источников света или источников света видимой области спектра могут быть использованы в качестве источников излучения блока фотоотверждения, при условии,что блок фотоотверждения не излучает тепловую энергию по направлению к магнитному цилиндру, в объеме, достаточном для его нагревания выше температуры Т 1. Для поддержания температуры цилиндрического тела ниже Т 1 в ходе облучения, источники света могут, например, требовать наличия определенных дихроичных отражателей и/или определенного волновода, как описано выше. Точечные источники, линейные источники и их матрицы ("световые завесы") являются подходящими источниками излучения блока фотоотверждения. Примерами являются дуговые угольные лампы,ксеноновые дуговые лампы, ртутные лампы низкого, сверхвысокого, высокого и низкого давления, возможно, легированные галогенидом металла (металлогалогенидные лампы), лампы с разрядом в парах металла, стимулированным микроволнами, эксимерные лампы, сверхактиничные флуоресцентные трубки, флуоресцентные лампы, аргоновые лампы накаливания, электронные фонари, фотографические лампы заливающего света и лазеры. Примеры ламп известны от поставщиков УФ-ламп, например группы компаний "IST METZ group". Предпочтительные блоки фотоотверждения содержат светодиодные лампы, лампы видимой области спектра, или УФ-лампы, или ртутные лампы, оснащенные волноводом, или ртутные лампы, оснащенные дихроичными отражателями, при этом по меньшей мере один указанный дихроичный отражатель направляет излучение, соответствующее длинам волн УФ-спектра, к покрытой подложке, и по меньшей мере один указанный дихроичный отражатель направляет излучение, соответствующее длинам волн ИКспектра, от покрытой подложки. Наиболее предпочтительные блоки фотоотверждения представляют собой светодиодные УФ-лампы, например такие, как поставляет компания Phoseon Technology. Примеры дихроичного отражателя известны от поставщиков УФ-ламп, например группы компаний "IST METZgroup". Блок фотоотверждения может быть использован либо для полного отверждения состава покрытия,содержащего ориентируемые магнитные пластинчатые частицы, либо, в качестве альтернативы, лишь для частичного отверждения состава покрытия до такой степени вязкости, чтобы предотвратить частичную и полную потерю ориентирования ориентированных магнитных частиц в ходе извлечения и/или после удаления подложки с магнитного цилиндра. В случае частичного отверждения состава покрытия,отверждение завершается после удаления подложки с магнитного цилиндра путем выполнения дополнительной тепловой и/или фотохимической обработки состава покрытия. Как используется в настоящем описании, термин "ориентируемые магнитные частицы" относится к частицам, которые могут быть ориентированы в магнитном поле с тем, чтобы создать визуальный эффект, который будет использован в качестве защитного или декоративного признака. В данном случае,"ориентируемые магнитные частицы" предпочтительно представляют собой магнитные несферические частицы, более предпочтительно магнитные игольчатые частицы, наиболее предпочтительно магнитные пластинчатые частицы. Кроме этого, предпочтительные ориентируемые магнитные частицы представляют собой частицы,которые также являются отражающими. В данном описании термин "отражающие частицы" относится к частицам, которые создают эффекты с большим коэффициентом отражения. Частицы, достигающие высокого коэффициента отражения, содержат компонент с высоким коэффициентом зеркального отражения в видимом спектре, как описано, например, в ЕР 1305373 или в US 7449239. Отражающие частицы представляют собой, в частности, металлические частицы, как описано, например, в US 4321087 или US 6929690; или отражающие частицы представляют собой интерференционные многослойные пластинчатые частицы, как описано, например, в US 6838166. Как используется в настоящем описании, термин "ориентируемые отражающие магнитные части-4 022903 цы" включает в себя ориентируемые магнитные пластинчатые частицы с изменяющимися оптическими характеристиками, как описано, например в WO 2003/ 000801 или WO 2002//09002, или ориентируемые отражающие магнитные частицы, как описано в US 6838166, но не ограничивается ими. Таким образом, согласно настоящему изобретению, предпочтительные ориентируемые магнитные частицы представляют собой ориентируемые магнитные отражающие пластинчатые частицы. В наиболее предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения ориентируемые магнитные отражающие пластинчатые частицы представляют собой ориентируемые магнитные отражающие пластинчатые частицы с изменяющимися оптическими характеристиками. Необязательно, состав покрытия настоящего изобретения может содержать смесь различных ориентируемых отражающих магнитных частиц, более предпочтительно смесь, содержащую по меньшей мере один тип ориентируемых отражающих магнитных пластинчатых частиц с изменяющимися оптическими характеристиками. Магнитные чернила, используемые в настоящем изобретении, известны, например, изWO-A 2003/000801 или WO 02/073250. Состав покрытия необязательно также может содержать, помимо ориентируемых отражающих магнитных частиц или помимо смеси различных ориентируемых отражающих магнитных частиц, другие частицы пигмента, выбранные из группы, состоящей из окрашенных или бесцветных магнитных частиц пигмента, с изменяющимися оптическими характеристиками или окрашенных или бесцветных немагнитных частиц пигмента. Состав покрытия может быть сформулирован, как описано в WO 2007/131833 или ЕР-В 2024451, и предпочтительно его наносят с помощью трафаретной печати, флексографии или глубокой печати. Ориентирование магнитных частиц предпочтительно может быть выполнено посредством применения магнитных полей, обладающих соответствующей структурой, как известно из WO 2004/007095,WO 2005/002866, WO 2008/009569 или WO 2008/046702. Фиг. 1 иллюстрирует вариант осуществления устройства для создания магнитоиндуцированного визуального эффекта согласно изобретению. Устройство содержит магнитное цилиндрическое тело(100), включающее множество элементов (101), генерирующих магнитное поле. На фиг. 1 также показан блок (102) фотоотверждения в виде УФ-светодиодной лампы (107). Блок (102) фотоотверждения расположен над магнитным цилиндрическим телом (100). В альтернативном варианте, показанном на фиг. 2, блок (102) фотоотверждения выполнен в виде УФ-лампы, оснащенной дихроичным отражателем (108), как описано выше. В альтернативном варианте, показанном на фиг. 3, блок (102) фотоотверждения выполнен в виде УФ-лампы, оснащенной волноводом (109), как описано выше. Работа устройства, показанного на фиг. 1, поясняется далее со ссылкой на фиг. 4 а-4 с. Как изображено на фиг. 4 а-с последовательность процесса создания магнитоиндуцированных визуальных эффектов может быть определена следующими этапами: перед временем t0: на первой стороне подложки печатают изображение из состава покрытия, содержащего ориентируемые магнитные частицы; время t0: сторону подложки, противоположную печатному изображению (104), приводят в контакт со средством ориентирования, содержащим магнитный элемент (101), при этом состав покрытия, содержащий ориентируемые магнитные частицы, все еще находится во влажной фазе. Ориентирование магнитных частиц начинается во время t0; время t1: начинается облучение печатного изображения (104) блоком (102) фотоотверждения. Разница времени между t0 и t1 является временем, необходимым для ориентирования магнитных частиц и придания им нужного положения с тем, чтобы создать защитный или декоративный признак; время t2: t2 определено как время, когда печатное изображение (104) на подложке извлекают из блока ориентирования, т.е. в данном случае, из магнитного цилиндрического тела (100); время t3: печатное изображение на подложке покидает зону облучения. Время t3 может быть предшествующим, одновременным или последующим относительно времени t2. Блок фотоотверждения, в частности, может быть помещен над средством ориентирования, т.е. в изображенном варианте осуществления выше магнитного цилиндра. В данном случае, расположение блока фотоотверждения "над" магнитным цилиндром означает, что относительное положение блока фотоотверждения и магнитного цилиндра является таким, что облучение печатного изображения на покрытой подложке происходит между временем t1 и t3. На фиг. 4 а-с положение х 0 является абсциссой, соответствующей расположению, где подложка(103) вступает в непосредственный контакт с цилиндрическим телом (100). Время t0 представляет собой момент, когда печатное изображение (104) на подложке (103) находится в положении х 0. Положение х 1 является абсциссой, соответствующей расположению, где подложка (103) поступает в зону облучения. Время t1 представляет собой момент, когда указанное печатное изображение (104) достигает положения х 1. Положение х 2 является абсциссой, соответствующей расположению, где подложка (103) освобождается с цилиндрического тела (100). Время t2 представляет собой момент, когда указанное печатное изображение (104) находится в положении х 2. Положение х 3 является абсциссой, соответствующей расположению, где заканчивается зона облучения. Время t3 представляет собой момент, когда печатное изображение (104) находится в положении х 3, т.е. когда печатное изображение покидает зону облучения. Элементы, генерирующие магнитное поле, (101) начинают ориентировать ориентируемые магнитные частицы указанного печатного изображения (104), когда подложка (103) вступает в контакт с цилиндрическим телом (100) в координате х 0 и во время t0. Когда изображение достигает координаты х 1 во время t1, ориентируемые магнитные частицы ориентированы согласно оптимальному выравниванию визуального признака и отверждение инициируется облучением из блока (102) фотоотверждения. Когда подложка достигает положения х 2, ее удаляют с цилиндрического тела (100). Положение х 3 может быть расположено в 3 различных местах относительно х 2: х 3 расположено либо перед х 2 (х 3(1), фиг. 4 а), либо х 3 находится в том же положении, что и х 2 (х 3(2), фиг. 4b), либо х 3 расположено после х 2 (х 3(3), фиг. 4 с). Соответственно, время t3 может быть предшествующим, одновременным или последующим относительно времени t2, в зависимости от конфигурации устройства. Настоящее изобретение, в частности, является предпочтительным для печати и отверждения составов покрытия, содержащих ориентируемые магнитное пластинчатые частицы, на подложках, склонных к поглощению состава покрытия. Как изображено на фиг. 4 а-с, частичное или полное высушивание (отверждение) состава покрытия может быть выполнено непосредственно после ориентирования ориентируемых магнитных пластинчатых частиц. Таким образом, состав покрытия остается влажным в течение значительно меньшего периода в ходе процесса согласно настоящему изобретению по сравнению с процессом известного уровня техники, пример которого приведен, например, в WO 2004/007095. Следовательно, поглощение состава покрытия подложкой может быть значительно снижено. Как используется в настоящем описании, "система направления подложки" относится к конструкции, которая удерживает подложку (например, лист) в тесном контакте со средством ориентирования,т.е. в данном случае, с магнитным цилиндром. Обычно в известных печатных машинах подложку поддерживают в тесном контакте с различными печатными цилиндрами с помощью цилиндров, оказывающих противодавление. Тем не менее, для печати ориентируемых магнитных частиц цилиндры, оказывающие противодавление, не могут быть использованы на магнитном цилиндре пока чернила на поверхности подложки все еще влажные. Следовательно, подложку (лист) вместо этого может удерживать на средстве ориентирования захватное устройство и/или вакуумная система. В частности, захватное устройство может быть использовано для того, чтобы удерживать передний край листа и позволить перемещать лист с одной части печатной машины на другую, и вакуумная система может быть использована для того, чтобы натягивать поверхность листа относительно поверхности средства ориентирования и поддерживать их выровненное состояние. Тем не менее, могут присутствовать некоторые механические проблемы, связанные с размещением подложки (листа) на магнитном цилиндре, в частности, если подложка представляет собой лист, на задней границе листа: лист может смещаться или скользить либо вбок, либо в направлении перемещения подложки, или лист может складываться на цилиндре, или лист может образовывать выпуклость на цилиндре, или лист может свободно колебаться, в частности у своих краев. Таким образом, согласно дальнейшему предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения, система направления подложки может содержать, помимо или вместо захватного устройства и/или вакуумной системы, другое оборудование для направления подложки, например, но не ограничиваясь указанными примерами: ролик или комплект роликов (105), которые могут представлять собой узкие ролики (фиг. 5), щетку или комплект щеток (106) (фиг. 6), ленту и/или комплект лент, лопасть или комплект лопастей, или пружину или комплект пружин. Покрытие может быть нанесено на широкий диапазон различных подложек, включая бумажные,непрозрачные или глушеные полимерные подложки, и прозрачные полимерные подложки. Настоящее изобретение, в частности, является преимущественным при использовании подложек, склонных к поглощению влажных составов покрытий. В частности, изобретение продуктивно используют для печати и отверждения состава покрытия, содержащего ориентируемые магнитные пластинчатые частицы, на бумаге, используемой для банкнот или ценных документов. Магнитоиндуцированное изображение в покрытии, в частности, может быть использовано в качестве защитного признака для защиты банкноты или другого ценного документа или в качестве декоративного элемента для украшения изделия. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Устройство для создания магнитоиндуцированного изображения на подложке, содержащее блок для печати изображения на подложке, выполненный с возможностью формирования на первой стороне подложки изображения с использованием состава покрытия, содержащего ориентируемые магнитные частицы; средство ориентирования магнитных частиц, содержащее по меньшей мере один элемент, генерирующий магнитное поле, для ориентирования магнитных частиц в составе покрытия печатного изображения; систему направления подложки, выполненную с возможностью удерживания второй стороны подложки в контакте со средством ориентирования; блок фотоотверждения, содержащий источник излучения, расположенный относительно средства ориентирования таким образом, чтобы облучать изображение, сформированное на первой стороне подложки для того, чтобы отверждать состав покрытия изображения, когда вторая сторона подложки находится в контакте с указанным средством ориентирования; отличающееся тем, что блок фотоотверждения сконфигурирован таким образом, что выделение энергии теплового излучения из него по направлению к средству ориентирования ограничено таким образом, чтобы не нагревать средство ориентирования и его по меньшей мере один элемент, генерирующий магнитное поле, выше средней температуры (Т 1), равной 100 С,при этом источник излучения блока фотоотверждения содержит светодиодную лампу видимой области спектра или УФ-области спектра, или УФ-лампу, оснащенную волноводом для направления излучения УФ-лампы к средству ориентирования с тем, чтобы облучать изображение, напечатанное на первой стороне подложки, когда вторая сторона подложки находится в контакте с указанным средством ориентирования, или УФ-лампу, оснащенную по меньшей мере одним первым дихроичным отражателем, выполненным с возможностью направлять излучение УФ-лампы, соответствующее длинам волн УФ-спектра, к подложке, и по меньшей мере одним вторым дихроичным отражателем, выполненным с возможностью направлять излучение источника излучения, соответствующее длинам волн ИК-спектра, от подложки. 2. Устройство по п.1, в котором указанная УФ-лампа, оснащенная волноводом, или УФ-лампа, оснащенная первым и вторым дихроичными отражателями, представляет собой ртутную лампу. 3. Устройство по п.1 или 2, в котором указанный блок фотоотверждения также сконфигурирован таким образом, что выделение энергии теплового излучения из него по направлению к средству ориентирования ограничено таким образом, чтобы не нагревать средство ориентирования и его по меньшей мере один элемент, генерирующий магнитное поле, выше средней температуры (Т 1), равной 70 С, или более предпочтительно равной 50 С. 4. Устройство по любому из предыдущих пунктов, в котором средство ориентирования представляет собой цилиндрическое тело, содержащее по меньшей мере один элемент, генерирующий магнитное поле. 5. Устройство по любому из предыдущих пунктов, в котором указанная система направления подложки содержит захватное устройство и/или вакуумную систему. 6. Устройство по любому из предыдущих пунктов, в котором указанная система направления подложки содержит по меньшей мере одну единицу оборудования для направления подложки, выбранную из группы, состоящей из щетки, комплекта щеток, ролика, комплекта роликов, комплекта узких роликов,ленты, комплекта лент, лопасти, комплекта лопастей, пружины или комплекта пружин. 7. Система для создания магнитоиндуцированного изображения на подложке, содержащая устройство по любому из пп.1-6, содержащее источник УФ-излучения; и УФ-отверждаемый состав покрытия, содержащий ориентируемые магнитные частицы. 8. Система для создания магнитоиндуцированного изображения на подложке, содержащая устройство по любому из пп.1-6, содержащее источник излучения в видимой области спектра; и состав покрытия, содержащий ориентируемые магнитные частицы, отверждаемый под действием излучения в видимой области спектра. 9. Способ создания магнитоиндуцированного изображения на подложке, содержащий следующие этапы: на первую сторону подложки посредством устройства по любому из пп.1-6 наносят покрытие для формирования изображения, при этом используют состав покрытия, содержащий ориентируемые магнитные частицы; удерживают вторую сторону подложки в контакте со средством ориентирования, генерирующим магнитное поле; ориентируют магнитные частицы в составе покрытия печатного изображения магнитным полем средства ориентирования; облучают сформированное изображение блоком фотоотверждения, содержащим источник излуче-7 022903 ния, для того, чтобы, по меньшей мере, частично отверждать состав покрытия, содержащий ориентированные магнитные частицы, в то время как вторая сторона подложки по-прежнему находится в контакте с цилиндрическим телом; отличающийся тем, что энергию теплового излучения, выделяемую блоком фотоотверждения по направлению к средству ориентирования, ограничивают таким образом, чтобы не нагревать средство ориентирования выше средней температуры, равной 100 С. 10. Способ по п.9, в котором сформированное изображение облучают ртутной лампой УФдиапазона, оснащенной волноводом или оснащенной первым и вторым дихроичными отражателями. 11. Способ по п.9 или 10, в котором состав покрытия, содержащий ориентированные магнитные частицы, полностью отверждают путем облучения изображения блоком фотоотверждения, когда вторая сторона подложки все еще находится в контакте с цилиндрическим телом. 12. Способ по любому из пп.9-11, дополнительно содержащий этап удаления подложки из средства ориентирования после начала этапа облучения. 13. Способ по п.12, в котором облучение сформированного изображения прекращают до или одновременно с удалением подложки из средства ориентирования. 14. Способ по п.12, в котором облучение сформированного изображения прекращают после удаления подложки из средства ориентирования. 15. Способ по любому из пп.9-14, в котором магнитоиндуцированное изображение представляет собой защитный элемент для защиты банкноты или другого ценного документа или декоративный элемент для украшения изделия. 16. Способ по любому из пп.9-15, в котором указанный состав покрытия содержит по меньшей мере один тип ориентируемых магнитных частиц, которые являются отражающими и/или пластинчатыми. 17. Способ по п.16, в котором ориентируемые магнитные частицы являются частицами с изменяющимися оптическими характеристиками. 18. Способ по п.16 или 17, в котором указанный состав покрытия дополнительно содержит по меньшей мере одно из нижеперечисленного: не цветоизменяющие магнитные частицы; бесцветные магнитные частицы; цветоизменяющие немагнитные частицы пигмента; не цветоизменяющие немагнитные частицы пигмента; бесцветные немагнитные частицы пигмента.

МПК / Метки

МПК: G03G 15/20, G03G 19/00, B41M 3/14, G03G 21/04

Метки: устройство, способ, подложке, создания, изображения, магнитоиндуцированного, система

Код ссылки

<a href="https://eas.patents.su/11-22903-ustrojjstvo-sistema-i-sposob-sozdaniya-magnitoinducirovannogo-izobrazheniya-na-podlozhke.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Устройство, система и способ создания магнитоиндуцированного изображения на подложке</a>

Похожие патенты