KR101809303B1

KR101809303B1 - 자기적으로 유도된 시각 효과를 생성하는 장치, 시스템 및 방법

Info

Publication number: KR101809303B1
Application number: KR1020137008076A
Authority: KR
Inventors: 피에르 데고트; 크라우데알라인 데스프란드; 마티유 슈미드
Original assignee: 시크파 홀딩 에스에이
Priority date: 2010-09-24
Filing date: 2011-09-23
Publication date: 2017-12-14
Also published as: MX2013003266A; CA2810118A1; PL2619630T3; JP6014891B2; MY166194A; CL2013000796A1; KR20140004068A; CN103119521B; EA022903B1; MA34532B1; US20130183067A1; CN103119521A; AU2011306857A1; CA2810118C; DK2619630T3; HUE049370T2; AR083644A1; EA201300397A1; CU20130043A7; AU2011306857B2

Abstract

본 발명은 코팅 내에서 자기적으로 유도된 시각 효과, 특히 배향 가능한 자성 입자들을 포함하는 보안 또는 장식적인 특징들을 생성하는 장치, 시스템 및 방법에 관한 것이다. 장치는 인쇄 유닛, 배향 수단, 기판 안내 시스템, 및 광경화 유닛을 포함한다. 인쇄 유닛은 코팅 조성물로 기판의 제1면에 영상을 인쇄하도록 배열된다. 배향 수단은 인쇄된 영상의 코팅 조성물 내의 자성 입자들을 배향하기 위한 자계 발생 요소를 포함한다. 기판 안내 시스템은 기판을 배향 수단과 접촉하게 하고 그 접촉을 유지하도록 배열된다. 광경화 유닛은, 기판이 여전히 배향 수단과 접촉하고 있는 동안에, 영상의 코팅 조성물을 적어도 부분적으로 경화시키기 위해 기판에 인쇄된 영상을 조사한다. 광경화 유닛은 그의 열 방사 에너지의 방출이 배향 수단을 100℃를 초과하는 평균 온도(T1)까지 가열하지 않도록 제한되도록 구성된다.

Description

자기적으로 유도된 시각 효과를 생성하는 장치, 시스템 및 방법 {DEVICE, SYSTEM AND METHOD FOR PRODUCING A MAGNETICALLY INDUCED VISUAL EFFECT}

본 발명은 일반적으로 지폐, 가치 있는 서류들, 또는 물품들을 보호하기 위한 보안 요소의 분야에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 배향 가능한 자성 입자들을 포함하는 코팅들 내에서 자기적으로 유도된 시각 효과를 생성하는 장치, 시스템, 및 방법에 관한 것이다.

몰딩 조성물 및 코팅 조성물 내의 자성 입자들의 배향에 관한 다양한 재료들과 기술들은, 예를 들어, US 2005/0,123,764, US 2,418,479, US 2,570,856, WO 2000/12,622, EP-A 0,686,675, WO 2008/153,679, US 2008/0,292,862, US 5,364,689, US 2004/0,251,652, DE-A 2,006,848, US 3,791,864, 및 WO 1998/56,596에 개시되어 있다.

배향 가능한 자성 입자들은 또한 특히 보안 또는 장식적인 특징들을 인쇄하기 위한 인쇄 공정들에서 사용된다. 특히, 특수 시각 효과와 색변화 효과(color-shifting effect)를 생성하기 위한, 자성을 가지고 광학적으로 가변적인 판 형태의 입자들의 사용이 개시되어 있다. 이러한 효과를 생성하기 위해 사용된 이러한 장치들과 기술이 알려져 있으며, 예를 들어, EP-B 1,641,624, EP-B 1,819,525, EP-B 1,937,415, EP-A 1,880,866, EP-B 2,024,451, WO 2010/066,838, US 6,759,097, WO 2002/090,002 및 WO 2004/007,095에서 설명된다.

배향 가능한 자성 입자들을 포함하는 코팅들을 적용하고 이러한 자성 입자들의 배향에 기반한 시각 효과들을 생성하는 것은 보통 다음의 개별적인 단계들의 순서에 따라 진행된다.

a) 기판 상에 배향 가능한 자성 입자들을 포함하는 코팅을 적용하는 단계로서, 코팅 재료는 액체 상태이거나 낮은 점도를 가져야 할 필요가 있는 상기 코팅을 적용하는 단계;

b) 외부 자기 장치에 의해 생성된 자계에 코팅을 노출시킴으로써 자성 입자들을 배향시키는 단계; 및

c) 코팅의 점도를 증가시킴으로써 자성 입자들의 배향을 고정시키는 단계.

단계(c)는 코팅을 경화시키는 단계를 포함한다. 이 단계는 본 기술 분야의 기술자에게 알려진 바와 같이, 예를 들어, 물리적 건조(용매의 증발), UV 경화, 전자빔 경화, 열 고정(heat-set), 옥시폴리머화(oxypolymerization), 이들의 조합, 또는 다른 경화 메커니즘에 의해 실행될 수 있다. 경화 메커니즘은 코팅 재료에 좌우된다. 예를 들면, US-B 7,691,468은 잉크 조성에 따라 뜨거운 공기나 UV 경화에 의해 건조되는, 보안 특징들을 위해 사용되는 잉크를 설명한다.

(건조 전과 건조 후의) 코팅 점도와 층 두께는 자성 입자들의 배향에 대한 중요한 매개변수들이다. 성취할 수 있는 최상의 효과를 달성하기 위해서는, 자성 입자들의 배향이 경화 단계가 달성될 때까지 유지되는 것이 필수적이다. 인쇄 공정들에서, 판 형태의 자성 입자들의 유지된 배향은 성취할 수 있는 최상의 영상 선명도와 성취할 수 있는 최상의 전체 시각 효과를 보장한다.

US-A 2,829,862는 외부 자석을 제거한 후에 자성 입자들의 재배향을 방지하기 위한 캐리어 재료의 점탄성 성질의 중요성을 알려준다.

EP-B 2,024,451은 코팅 캐리어의 형태는 건조 공정 중에 코팅된 층의 체적 변화를 통하여 최종 패턴에 영향을 끼침으로써 공정에서 결정적인 역할을 하며; 물리적 건조 공정에서, 캐리어는 용매가 증발할 때 체적이 감소되는 경향이 있고; 이러한 수축은 플레이크들의 배향에 중대한 영향을 줄 수 있고; UV 공정에 의해 경화된 캐리어들은 물리적 건조 공정과 같이 많이 수축되지 않으려는 경향이 있으며, 그에 따라서 판 형태의 자성 입자들의 원래의 배향을 보존한다는 것을 알려준다.

게다가, 기판의 형태와 코팅 조성물의 점도는 기판에 의한 습식 코팅 조성물의 흡수에 영향을 줄 수 있으며, 이에 따라서 층 두께에 영향을 줄 수 있다. 이와 같이, EP 2,024,451은 판 형태의 배향 가능한 자성 입자들을 포함하는 코팅 조성물을 사용할 때 층 두께의 중대한 역할을 개시한다. WO 2010/058,026은 다공성 기판들에 의한 자성 입자들을 포함하는 잉크 비히클(ink vehicle)의 흡수를 감소시키기 위한 프라이머 층(primer layer)의 사용의 이점을 개시한다.

경화 공정 중에 자계 내에 코팅을 유지하면 자성 입자들의 배향을 보존할 수 있다. 예를 들면, US-A 2,570,856은 자성 입자들을 포함하는 코팅들을 형성하기 위한 공정을 알려준다. 코팅된 기판은 자성 입자들이 재배향되지 않고 자계로부터 제거되도록 충분하게 건조될 때까지 자계 내에 유지 된다. 유사한 공정들은 WO2008/153,679와 US 2,418,479에 개시되어 있다.

그러나, 위에서 설명한 이러한 문서들 모두는 오직 인쇄에 대한 적용들에 적합하지 않거나 산업적인 인쇄에 대한 적용들에 필요한 공정 속도보다 훨씬 느린 속도로 실행되는 공정들을 설명한다.

WO-A 1998/56,596은 자성 입자들의 배향 전에 기판의 열처리를 포함하는 중합체 기판들에 약간의 투명 무늬를 생성하는 방법을 개시한다. 그 다음에, 조성물을 최종적으로 냉각시키면 자성 입자들의 배향을 고정하게 된다.

WO-A 2004/007,095는 가늘고 길며 얇은 시트인 기판에 보안 특징들을 산업적으로 인쇄하는 도구를 개시한다. 이 구성은 자성 요소들을 운반하는 실린더와 자성 실린더 뒤나 그 위에 가까이 위치되는 분산된 건조 에너지원을 포함한다. 건조 에너지는 열 에너지 및/또는 광화학 에너지일 수 있다. 그러나, 이러한 구성은 다음과 같은 많은 단점들을 보여준다:

(a) 한편으로는, 이러한 구조가, 특히 시트의 맨 끝에 있는, 시트 공급 공정, 예를 들면, 실린더 위의 시트의 이동, 슬라이딩, 접기, 또는 웨이빙(waving), 실린더로부터의 분리 중에 시트의 맨 끝의 부유를 위해 사용될 때, 다양한 기계적인 문제들이 발생될 수 있다. 또한, 도구의 경화 구성은 이러한 문제들을 해결하지 못하고 시트 공급 공정에서 이 문제들을 어떻게 다룰 지를 설명하지 않는다.

(b) 다른 한편으로는, 경화 구조와 관련된 다양한 문제들이 발생될 수 있으며, 특히:

- 경화 구성의 분산된 에너지원은 달성되는 시각 효과에 따른 자성 입자들의 최적의 정렬 전에 코팅의 너무 이른 건조를 야기할 수 있으며;

- 자성 실린더 몸체 위에 있는 분산된 경화 에너지원에 의해 방출되는 열로부터 초래될 수 있는 경화 공정에서의 열적 양상들과, 예를 들면, 코팅 조성물 상의, 효과들이 문제들을 야기할 수 있다. 특히, 열은 코팅 조성물의 점도를 감소시킬 수 있고, 이에 따라서 기판에 의한 코팅 조성물의 흡수에 도움을 줄 수 있다. 그러므로, 에너지원에 의해 방출되는 열은 자성 입자들의 배향을 방해할 수 있고, 이에 따라서 달성될 시각 효과를 방해할 수 있으며;

- 열은 종이의 습도 함량을 감소시킬 수 있고 이에 따라서 기판의 치수를 변경시키며, 결국 위치 결정 문제(registration problem)를 초래할 수 있다. 이러한 효과는 종이 기판들과 시트 공급 공정의 경우에 특히 중요하며;

- 열은 인쇄기의 몇몇의 기계적인 요소들의 팽창을 야기할 수 있으며, 이에 따라 위치 결정 문제나 정렬 불량의 문제를 초래할 수 있으며;

- 열 에너지는 자계 발생 요소들의 특성을 변경시킬 수 있다. 자성 물질들의 특성들이 온도에 따라 변하는 것으로 알려져 있는데, 강자성 및 페리 자성 물질 내의 자석 영역의 배열은 온도가 증가함에 따라 감소한다. 자성 물질이 큐리 온도로 불리는 임계 온도까지 가열되면, 상자성 물질이 된다. 큐리 온도는 재료에 좌우되는 매개변수이다.

그러므로, 위에서 언급된 단점들을 감소시키거나 심지어 방지하는, 특히, 보안 또는 장식적인 특징들을 위한, 자기적으로 유도된 시각 효과들을 생성하는 개선된 방법들에 대한 필요가 있다.

US 2005/0,123,764, US 2,418,479, US 2,570,856, WO 2000/12,622, EP-A 0,686,675, WO 2008/153,679, US 2008/0,292,862, US 5,364,689, US 2004/0,251,652, DE-A 2,006,848, US 3,791,864, WO 1998/56,596, EP-B 1,641,624, EP-B 1,819,525, EP-B 1,937,415, EP-A 1,880,866, EP-B 2,024,451, WO 2010/066,838, US 6,759,097, WO 2002/090,002, WO 2004/007,095, US-A 2,829,862, EP 2,024,451, WO 2010/058,026, US-A 2,570,856, US 2,418,479, WO-A 1998/56,596, 및 WO-A 2004/007,095,

그러므로, 본 발명은 배향 가능한 자성 입자들을 포함하는 코팅들 내에 자기적으로 유도된 시각 효과를 생성하는 장치, 시스템 및 방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 산업적인 인쇄기에서 배향 가능한 자성 입자들을 포함하는 보안 또는 장식적인 특징들의 인쇄와 경화에 관한 것이다. 특히, 인쇄기는 시트 공급 형태의 인쇄기일 수 있다.

본 발명의 제1 양상에 따르면, 청구항 1에 따라 자기적으로 유도된 시각 효과를 생성하는 장치가 제공된다.

장치는 인쇄 유닛, 배향 수단, 기판 안내 시스템 및 광경화 유닛을 포함한다. 인쇄 유닛은 배향 가능한 자성 입자들을 포함하는 코팅 조성물로 기판의 제1면에 영상을 인쇄하도록 배열된다. 배향 수단은 인쇄된 영상의 코팅 조성물 내에 자성 입자들을 배향하기 위한 적어도 하나의 자계 발생 요소를 포함한다. 기판 안내 시스템은 기판의 제2면을 배향 수단과 접촉하게 하고 그 접촉을 유지하도록 배열된다. 광경화 유닛은, 기판의 제2면이 여전히 배향 수단과 접촉하고 있는 동안에, 영상의 코팅 조성물을 적어도 부분적으로 경화하도록 기판의 제1면에 인쇄된 영상을 조사하기 위해 배향 수단에 대하여 배열된 방사원을 포함한다. 열 방사 에너지의 방출이 배향 수단과 그의 적어도 하나의 자계 발생 요소를 100℃를 초과하는 평균 온도(T1)까지 가열하지 않게 제한되도록, 광경화 유닛은 구성된다. 이러한 구성으로 인해, 기판, 인쇄된 영상 및 장치 그 자체에 대한 위에서 언급된 부정적인 효과들이 실질적으로 감소되거나 방지될 수 있다.

본 발명의 제2양상에 따르면, 자기적으로 유도된 시각 효과를 생성하는 시스템이 제공된다. 시스템은 본 발명의 제1양상에 따른 장치와 배향 가능한 자성 입자들을 포함하는 코팅 조성물을 포함한다.

본 발명의 제3양상에 따르면, 자기적으로 유도된 시각 효과를 생성하는 방법이 제공된다.

본 발명의 바람직한 실시예들이 종속 청구항들에서 제공된다.

명세서에 포함되고 그 일부를 구성하는 첨부 도면들은 본 발명을 이들에 한정하지 않고 본 발명의 몇몇의 양상들을 도시한다. 특히, 도면들은 배향 수단이 적어도 하나의 자계 발생 요소를 포함하는 원통형 몸체의 형태로 제공되고 기판이, 예를 들면, 종이, 중합체 기판 또는 복합 기판의 시트와 같은 얇으며 가늘고 긴 기판인 몇몇의 실시예들을 보여준다.
도 1 내지 도 3은 본 발명의 실시예들에 따라 자성 실린더 몸체, 경화 유닛, 및 적용된 코팅 조성물의 영상들을 가지는 얇고 가늘고 긴 기판(시트)을 나타내는 개략적인 단면도들을 보여준다.
도 1은 광경화 유닛이 UV-LED 램프를 포함하는 실시예를 도시한다.
도 2는 광경화 유닛이 다이크로익 필터(dichroic filter)를 구비하는 UV 램프를 포함하는 실시예를 도시한다.
도 3은 광경화 유닛이 도파관을 구비하는 UV 램프를 포함하는 실시예를 도시한다.
도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 실시예들에 따라 자기적으로 유도된 시각 효과를 생성하는 공정의 개별 상들의 상대적인 타이밍의 변형들을 도시한다.
도 5는 기판 안내 시스템이 한 세트의 롤러들을 포함하는 본 발명의 일 실시예의 개략도이다.
도 6은 기판 안내 시스템이 한 세트의 브러시를 포함하는 본 발명의 대안의 실시예의 개략도이다.

도 1로부터 도 4a 내지 도 4c는 배향 가능한 자성 입자들에 기반하여 보안 또는 장식적인 특징들을 인쇄하고 경화함으로써 자기적으로 유도된 시각 효과를 생성하는 장치가 자성 실린더 위에 위치되는 광경화 유닛을 포함하는 본 발명의 바람직한 실시예들을 보여준다. 도 5와 도 6은 자성 실린더에 밀착되는 코팅 조성물을 가지는 기판(시트)을 유지하는 기판 안내 시스템의 다른 바람직한 실행을 도시한다.

여기에서, 용어 "자성 실린더"는 자성 입자들의 배향이 시각 효과들을 발생시키게 할 수 있는 적어도 하나의 자계 발생 요소를 운반하는 실린더 몸체를 나타낸다. 이러한 자계 발생 요소들은, 예를 들면, EP 1,641,624, EP 1,937,415, US 2010/0,040,845, 또는 WO 2004/007,095에 개시되어 있다.

자성 입자들을 배향하는데 사용되는 하나 이상의 자계 발생 요소는 네오디뮴-철-붕소, 사마륨-코발트, 알루미늄-니켈-코발트(알니코) 합금들, 페라이트들, 또는 자성 포일이나 프라스토페라이트들과 같은 중합체 결합 자석들과 같은, 그러나 이들에 한정되지 않는, 넓은 범위의 자성 물질로부터 이루어질 수 있다. 이러한 물질들은, 예를 들면, Maurer Magnetic AG 회사로부터 상업적으로 이용할 수 있다. 자성 물질들의 상업적인 제품 카탈로그는 통상적으로 자성 물질의 최대 사용온도를 나타낸다. 최대 사용 온도는 물질에 좌우되며, 물질의 큐리 온도보다 훨씬 낮으며, 예를 들면, 알니코 합금의 경우, 큐리 온도는 약 850℃이고 최대 사용 온도는 약 500℃이다. 경질 페라이트의 경우, 큐리 온도는 약 450℃이고 최대 사용 온도는 약 250℃이다(Maurer Magnetic AG 카탈로그 참조). 중합체 결합 자성 물질의 경우, 최대 사용 온도는 또한 중합체 화합물 자체에 좌우된다. 그러므로, 플라스토페라이트에 대한 최대 사용 온도는 일반적으로 80℃ 내지 100℃의 범위에 있다.

본 발명에 따르면, 자성 실린더 몸체의 온도는 100℃를 넘지 않도록 제한되고, 바람직하게는, 자계 발생 요소들의 자성 물질의 최대 사용 온도에 도달하지 않도록 제한된다. 그러므로, 자성 실린더 몸체의 평균 온도는 100℃ 아래, 바람직하게는 70℃ 아래, 가장 바람직하게는 50℃ 아래에 있어야 한다. 이는 방사원을 포함하는 장치인 광경화 유닛을 사용하여 달성되며, 방사원은 작동 중에 열 방사 에너지의 방출이 장치의 기계적인 부품들, 이 실시예에서 특히 자성 실린더 몸체와 자계 발생 요소들을 100℃를 초과하는 평균 온도(T1)까지 가열하지 않게 제한되도록 구성된다. 더욱 바람직하게는, 광경화 유닛은 장치의 기계 부품들과 자계 발생 요소들의 평균 온도가 작동 중에 T1 ≤ 100℃의 온도, 더 바람직하게는 Tl ≤ 70℃의 온도, 가장 바람직하게는 Tl ≤ 50℃의 온도로 유지될 수 있도록 구성된다.

따라서, 광경화 유닛은 온도에 민감한 자성 물질들에 사용될 수 있으며, 예를 들면, 기판의 감소된 습도 함량에 의해 야기되는 기판 치수의 변화를 방지하고 장치의 기계 부품들의 열적 팽창을 방지함으로써 자계 발생 요소들과 연관된 기판의 위치 결정 및 정렬 불량의 문제를 방지한다.

특히, 광경화 유닛은 도 1에 도시된 바와 같이 UV 램프, 바람직하게는 UV-LED 램프를 포함할 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, UV 램프는, UV 스펙트럼 파장들에 상응하는 방사를 코팅된 기판을 향하여 유도하고 IR 스펙트럼 파장들에 상응하는 방사를 코팅된 기판에서 멀어지게 유도하도록 구성되는, 적어도 하나의 다이크로익 반사기를 구비할 수 있다. 광경화 유닛은 또한 조사 에너지를 코팅된 기판을 향하여 유도하는 도파관을 구비하는 UV 램프로서 구현될 수 있다.

광경화 유닛이 자성 실린더를 온도(T1) 이상으로 가열할 정도로 많은 열 에너지를 자성 실린더를 향하여 방출하지 않는다면, 다수의 극히 상이한 UV 광원 및/또는 VIS 광원은 광경화 유닛의 방사원으로서 적합하다. 조사 중에 실린더 몸체의 온도를 T1 아래로 유지하기 위해서, 광원들은, 예를 들어, 위에서 설명한 바와 같은 몇몇의 다이크로익 반사기 구성 및/또는 몇몇의 도파 유닛을 필요로 할 수 있다.

점 광원들, 선 광원들과 어레이들("램프 커튼들")은 광경화 유닛의 적합한 방사원들이다. 예들은 탄소 아크 램프, 제논 아크 램프, 금속 할로겐화물이 도핑된(금속 할로겐 램프들)을 가질 수 있는, 중간압, 초고압, 고압 및 저압 수은 램프들, 마이크로파 자극 금속 증기 램프, 엑시머 램프, 초화학선(super-actinic) 형광 튜브, 형광 램프, 아르곤 백열 램프, 전자 플래시, 사진 투광 조명등(photographic flood lamp) 및 레이저이다. 램프들의 예를, 예를 들면, IST METZ 그룹과 같은 UV 램프 공급업체로부터 알 수 있다.

바람직한 광경화 유닛들은 LED(발광 다이오드) VIS 또는 UV 램프들, 또는 도파관을 구비하는 수은 램프들, 또는 다이크로익 반사기들을 구비하는 수은 램프들을 포함하며, 적어도 하나의 다이크로익 반사기는 UV 스펙트럼 파장들에 상응하는 방사를 코팅된 기판을 향하여 유도하며, 적어도 하나의 다이크로익 반사기는 IR 스펙트럼 파장들에 상응하는 방사를 코팅된 기판에서 멀어지게 유도한다. 가장 바람직한 광경화 유닛들은, 예를 들면, Phoseon Technology에서 공급되는 것과 같은, LED UV 램프들이다. 다이크로익 반사기의 예들을, 예를 들면, IST METZ 그룹과 같은 UV 램프 공급자로부터 알 수 있다.

광경화 유닛은 판 형태의 배향 가능한 자성 입자들을 포함하는 코팅 조성물을 완전히 경화하거나, 기판이 자성 실린더에서 제거되는 동안 및/또는 그 이후에 배향된 자성 입자들이 배향을 완전히 또는 부분적으로 상실하는 것을 방지할 정도의 점도로 코팅 조성물을 부분적으로만 경화하는데 사용될 수 있다. 코팅 조성물을 부분적으로만 경화하는 경우에, 코팅 조성물의 추가적인 열처리 및/또는 광화학적 처리를 실행함으로써 기판이 자성 실린더로부터 제거된 후에 경화가 완료된다.

여기에서 사용된 바와 같이, 용어 "배향 가능한 자성 입자들"은 보안이나 장식적인 특징으로서 사용되는 시각 효과를 생성하기 위해 자계 내에 배향될 수 있는 입자들을 의미한다. 여기에서, "배향 가능한 자성 입자들"은 바람직하게는 비구형 자성 입자들, 더욱 바람직하게는 바늘 형태의 자성 입자들, 가장 바람직하게는 판 형태의 자성 입자들이다.

게다가, 바람직한 배향 가능한 자성 입자들은 또한 반사성이 있는 입자들이다. 여기에서, 용어 "반사성 입자들"은 고반사 효과를 생성하는 입자들을 의미한다. 고반사를 달성하는 입자들은, 예를 들어, EP 1,305,373이나 US 7,449,239에 설명된 바와 같이 가시 스펙트럼에 걸쳐서 높은 정반사 요소를 가진다. 반사성 입자들은 특히, 예를 들면, US 4,321,087이나 US 6,929,690에 개시된 금속 입자들이거나, 예를 들면, US 6,839,166에 개시된 바와 같은 간섭 다층 구조의 판 형태의 입자들이다.

여기에서 사용한 바와 같이, 용어 "배향 가능한 반사성 자성 입자들"은 WO 2003/000,801 또는 WO 2002/090,02에 개시된 배향 가능하고 광학적으로 가변적인 판 형태의 자성 입자들, 또는 US 6,838,166에 개시된 배향 가능한 반사성 자성 입자들을 포함하지만 이들에 한정되지 않는다.

본 발명에 따르면, 바람직한 배향 가능한 자성 입자들은 판 형태의 배향 가능한 반사성 자성 입자들이다. 본 발명의 가장 바람직한 실시예에서, 판 형태의 배향 가능한 반사성 자성 입자들은 판 형태의 배향 가능하고 광학적으로 가변적인 반사성 자성 입자들이다.

선택적으로, 본 발명의 코팅 조성물은 상이한 배향 가능한 반사성 자성 입자들의 혼합물, 더욱 바람직하게는 판 형태의 배향 가능하고 광학적으로 가변적인 반사성 자성 입자들의 적어도 하나의 형태를 포함하는 혼합물을 포함할 수 있다. 본 출원을 위해 사용되는 자성 잉크를, 예를 들어, WO-A 2003/000,801 또는 WO 02/073,250에서 알 수 있다.

코팅 조성물은 또한, 배향 가능한 반사성 자성 입자들에 추가하거나 상이한 배향 가능한 반사성 자성 입자들의 혼합물에 추가하여, 유색 또는 무색 자성 안료 입자들, 및 광학적으로 가변적이거나 유색 또는 무색 비자성 안료 입자들로 이루어진 그룹에서 선택된 추가적인 안료 입자들을 선택적으로 포함할 수 있다.

코팅 조성물은 WO 2007/131,833 또는 EP-B 2,024,451에서 설명한 바와 같이 조제될 수 있고, 바람직하게는 실크스크린 인쇄, 플렉서 인쇄, 또는 그라비어 인쇄에 의해 적용된다.

자성 입자들의 배향은 바람직하게는 WO 2004/007,095, WO 2005/002,866, WO 2008/009,569, 또는 WO 2008/046,702에 알려진 상응하는 구조의 자계를 적용함으로써 실행될 수 있다.

도 4a 내지 도 4c에 도시된 바와 같이, 자기적으로 유도된 시각 효과들을 생성하기 위한 공정의 절차는 다음의 단계들로 정의될 수 있다:

ㆍ 시간(t0) 이전: 영상은 배향 가능한 자성 입자들을 포함하는 코팅 조성물로 기판의 제1면에 인쇄된다;

ㆍ 시간(t0): 인쇄된 영상(104)의 반대쪽의 기판의 면은 자성 요소(101)를 포함하는 배향수단과 접촉하게 되며, 코팅 조성물은 여전히 습윤 상에 있는 배향 가능한 자성 입자들을 포함한다. 자성 입자들의 배향은 시간(t0)에 시작된다.

ㆍ 시간(t1): 광경화 유닛에 의한 인쇄된 영상(104)의 조사가 시작된다. t0와 t1 사이의 시간 차이는 보안 또는 장식적인 특징을 생성하기 위해 발생되는 자성 입자들의 배향을 위해 필요한 시간이다.

ㆍ 시간(t2): t2는 기판 위의 인쇄된 영상(104)이 배향 유닛, 즉 여기에서는 자성 실린더 몸체로부터 분리되는 시간으로서 정의된다.

ㆍ 시간(t3): 기판 위의 인쇄된 영상이 조사 영역을 벗어난다. 시간(t3)은 시간(t2)의 이전, 그와 동시, 또는 그 후일 수 있다.

광경화 유닛은 특히 배향 수단의 위, 즉 도시된 실시예에서 자성 실린더 위에 위치될 수 있다. 여기에서, 자성 실린더 "위에" 위치되는 광경화 유닛은 광경화 유닛과 자성 실린더의 상대 위치가 코팅된 기판에 대한 인쇄된 영상의 조사가 시간(t1)과 시간(t3) 사이에 발생되게 하기 위한 것을 의미한다.

도 4a 내지 도 4c에서, 지점(x0)은 기판(103)이 실린더 몸체와 직접적으로 접촉하는 위치에 상응하는 가로 좌표이다. 시간(t0)은 기판(103) 위의 주어진 인쇄된 영상(104)가 지점(x0)에 있는 순간이다.

지점(x1)은 기판이 조사 영역으로 들어가는 위치에 상응하는 가로 좌표다. 시간(t1)은 인쇄된 영상이 지점(x1)에 도달하는 순간이다.

지점(x2)은 기판이 실린더 몸체에서 분리되는 위치에 상응하는 가로 좌표이다. 시간(t2)은 인쇄된 영상(104)이 지점(x2)에 있는 순간이다.

지점(x3)은 조사 영역이 끝나는 위치에 상응하는 가로 좌표이다. 시간(t3)은 인쇄된 영상이 지점(x3)에 있는 순간이며, 인쇄된 영상이 조사 영역을 떠날 때를 의미한다.

인쇄된 영상(104)의 배향 가능한 자성 입자들은, 기판(103)이 좌표(x0)에서 시간(t0)에 실린더 몸체(100)와 접촉하게 될 때, 자계 발생 요소들(101)에 의해 배향되기 시작한다. 영상이 시간(t1)에 좌표(x1)에 도달하면, 배향 가능한 자성 입자들은 시각 특징의 최적의 정렬에 따라 배향되고, 경화는 광경화 유닛(102)으로부터의 조사에 의해 개시된다. 기판이 지점(x2)에 도달하면, 이는 실린더 몸체(100)에서 분리된다.

지점(x3)은 x2에 대해 3개의 상이한 위치들에 위치될 수 있으며, x3는 x2 앞에 위치되거나(x3(1), 도 4a 참조), x3는 x2와 동일한 지점에 위치되거나(x3(2), 도 4b 참조), x3는 x2 뒤에 위치된다(x3(3), 도 4c 참조). 이에 따라서, 시간(t3)은 장치의 구성에 따라 시간(t2)의 앞, 그와 동시, 또는 그 후일 수 있다.

본 발명은, 코팅 조성물을 흡수하기 쉬운 기판들에 판 형태의 배향 가능한 자성 입자들을 포함하는 코팅 조성물을 인쇄하고 경화하는데 특히 유리하다. 도 4a 내지 도 4c에 도시한 바와 같이, 코팅 조성물의 부분적이거나 완전한 건조(경화)는 판 형태의 배향 가능한 자성 입자들의 배향 후에 바로 실행될 수 있다. 따라서, 코팅 조성물은, 예를 들어, WO 2004/007,095에서 예시된 바와 같은 종래 공정과 비교하여 본 발명에 따른 공정에서 훨씬 짧은 기간 동안에 젖은 상태로 있게 된다. 그러므로, 기판에 의한 코팅 조성물의 흡수는 크게 감소될 수 있다.

여기에서 사용한 바와 같이, "기판 안내 시스템"은 기판(예를 들면, 시트)을 배향 수단, 즉, 여기에서 자성 실린더와 밀착하도록 유지하는 구성을 의미한다.

통상 알려진 인쇄기들에서, 기판은 역압 실린더들에 의해 다양한 인쇄 실린더들과 밀착을 유지한다.

그러나, 배향 가능한 자성 입자들의 인쇄에 대해서, 기판 표면 상의 잉크가 여전히 젖어 있는 동안에, 역압 실린더는 자성 실린더 위에 사용될 수 없다. 그러므로, 기판(시트)은 그 대신에 그리퍼 및/또는 진공 시스템에 의해 배향 수단 위에 유지될 수 있다. 특히, 그리퍼는 시트의 선단을 파지하여 시트가 인쇄기의 한 부분으로부터 다음 부분으로 이송되게 하는 역할을 하고, 진공 시스템은 배향 수단의 표면에 대하여 시트의 표면을 당기고 배향 수단과 정렬되게 이를 견고하게 유지하는 역할을 할 수 있다. 그럼에도 불구하고, 특히 기판이 시트라면, 자성 실린더 위에 기판(시트)을 위치시키는 것과 관련된 몇 가지의 기계적인 문제들이 시트의 후단에서 발생될 수 있으며; 시트는 옆으로 또는 기판 이동의 방향으로 이동하거나 미끄러질 수 있거나, 시트는 실린더 위에서 접힐 수 있거나, 시트는 실린더 위에서 돌출부를 형성하거나, 시트는 특히 그의 에지들에서 부유할 수 있다.

따라서, 본 발명의 바람직한 추가적인 실시예에 따르면, 기판 안내 시스템은, 그리퍼 및/또는 진공 시스템에 추가하여 또는 그 대신에, 롤러, 또는 좁은 롤러들일 수 있는 한 세트의 롤러들(도 5), 브러시나 한 세트의 브러시들(도 6), 벨트 및/또는 한 세트의 벨트들, 블레이드나 한 세트의 블레이드들, 또는 스프링이나 한 세트의 스프링들과 같은 기판 안내 장비의 다른 피스들을 포함할 수 있으나 이들에 한정되지 않는다.

코팅은 종이, 불투명하거나 불투명하게 된 중합체 기판들, 및 투명한 중합체 기판들을 포함하는 넓은 범위의 상이한 기판들에 적용될 수 있다. 본 발명은 습윤된 코팅 조성물들을 흡수하는 경향이 있는 기판들을 사용할 때 특히 유리하다. 특히, 본 발명은 지폐들이나 가치 있는 서류들로 사용되는 종이 상에 판 형태의 배향 가능한 자성 입자들을 포함하는 코팅 조성물을 인쇄하고 경화하는데 유익하게 사용된다. 코팅 내의 자기적으로 유도된 영상은 특히 지폐나 다른 가치 있는 서류를 보호하기 위한 보안 요소로서 또는 물품을 장식하는 장식적인 요소로서 사용될 수 있다.

Claims

배향 가능한 자성 입자들을 포함하는 코팅 조성물로 기판의 제1면에 영상을 인쇄하도록 배열되는 인쇄 유닛;
상기 인쇄된 영상의 상기 코팅 조성물 내의 상기 자성 입자들을 배향하기 위한 적어도 하나의 자계 발생 요소를 포함하는 배향 수단;
상기 배향 수단과 접촉하도록 상기 기판의 제2면을 유지하도록 배열되는 기판 안내 시스템; 및
상기 기판의 상기 제2면이 상기 배향 수단과 여전히 접촉하고 있는 동안에 상기 영상의 상기 코팅 조성물을 경화시키도록 상기 기판의 상기 제1면에 인쇄된 상기 영상을 조사하기 위해 상기 배향 수단에 대하여 배열되는 방사원을 포함하는 광경화 유닛을 포함하는 자기적으로 유도된 시각 효과를 생성하는 장치로서,
상기 방사원은:
발광 다이오드(LED) VIS 또는 UV 램프; 또는
상기 기판의 상기 제2면이 실린더 몸체와 접촉하는 동안에 상기 기판의 상기 제1면에 인쇄된 상기 영상을 조사하도록 상기 UV 램프의 상기 방사를 상기 실린더 몸체를 향하여 유도하는 도파관을 구비한 UV 램프; 또는
UV 스펙트럼 파장들에 상응하는 상기 UV 램프의 방사를 상기 기판을 향하여 유도하는 적어도 하나의 제1 다이크로익 반사기, 및 IR 스펙트럼 파장들에 상응하는 상기 방사원의 방사를 상기 기판에서 멀어지게 유도하는 적어도 하나의 제2 다이크로익 반사기를 구비한 UV 램프를 포함하고;
상기 광경화 유닛은 상기 배향 수단으로 향하는 그의 열방사 에너지의 방출이 상기 배향 수단과 그의 적어도 하나의 자계 발생 요소를 100℃ 를 초과하는 평균 온도(T1)까지 가열하지 않도록 제한되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 자기적으로 유도된 시각 효과를 생성하는 장치.
제1항에 있어서,
도파관을 구비하는 상기 UV 램프 및 제1 및 제2 다이크로익 반사기를 구비하는 상기 UV 램프는 수은 램프인, 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 광경화 유닛은 상기 배향 수단으로 향하는 그의 열 방사 에너지의 방출이 상기 배향 수단과 그의 적어도 하나의 자계 발생 요소를 70℃를 초과하는 평균 온도(T1)까지 가열하지 않도록 제한되도록 추가로 구성되는, 자기적으로 유도된 시각 효과를 생성하는 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 배향 수단은 적어도 하나의 자계 발생 요소를 포함하는 실린더 몸체인, 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 기판 안내 시스템은 그리퍼 및/또는 진공 시스템을 포함하는, 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 기판 안내 시스템은 브러시, 한 세트의 브러시들, 롤러, 한 세트의 롤러들, 한 세트의 좁은 롤러들, 벨트, 한 세트의 벨트들, 블레이드, 한 세트의 블레이드들, 스프링, 또는 한 세트의 스프링들로 이루어진 그룹에서 선택된 장비의 적어도 하나의 기판 안내 피스를 포함하는, 장치.
제1항 또는 제2항에 따른 장치; 및
배향 가능한 자성 입자들을 포함하는 코팅 조성물을 포함하는, 자기적으로 유도된 시각 효과를 생성하는 시스템.
배향 가능한 자성 입자들을 포함하는 코팅 조성물로 기판의 제1면에 영상을 인쇄하는 단계;
자계를 발생시키는 배향 수단과 접촉하도록 상기 기판의 제2면을 유지하는 단계;
상기 인쇄된 영상의 상기 코팅 조성물 내의 상기 자성 입자들을 상기 배향 수단의 상기 자계에 의해 배향하는 단계; 및
상기 기판의 상기 제2면이 실린더 몸체와 여전히 접촉하고 있는 동안, 상기 배향된 자성 입자들을 포함하는 상기 코팅 조성물을 적어도 부분적으로 경화하기 위해 방사원을 포함하는 광경화 유닛에 의해 상기 영상을 조사하는 단계를 포함하는 자기적으로 유도된 시각 효과를 생성하는 방법으로서,
발광 다이오드(LED) VIS 또는 UV 램프; 또는
상기 기판의 상기 제2면이 상기 실린더 몸체와 접촉하는 동안에 상기 기판의 상기 제1면에 인쇄된 상기 영상을 조사하기 위해 상기 UV 램프의 방사를 상기 실린더 몸체를 향하여 유도하는 도파관을 구비한 UV 램프; 또는
UV 스펙트럼 파장들에 상응하는 상기 UV 램프의 방사를 상기 기판을 향하여 유도하는 적어도 하나의 제1 다이크로익 반사기, 및 IR 스펙트럼 파장들에 상응하는 방사원의 방사를 상기 기판에서 멀어지게 유도하는 적어도 하나의 제2 다이크로익 반사기를 구비한 UV 램프를 포함하도록 상기 방사원을 선택하는 단계; 및
상기 배향 수단으로 향하는 그의 열방사 에너지의 방출이 100℃를 초과하는 평균 온도까지 상기 배향 수단을 가열하지 않게 제한되도록 상기 광경화 유닛을 구성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기적으로 유도된 시각 효과를 생성하는 방법.
제8항에 있어서,
도파관을 구비하는 상기 UV 램프 및 제1 및 제2 다이크로익 반사기를 구비하는 상기 UV 램프는 수은 램프인, 방법.
제8항 또는 제9항에 있어서,
상기 배향된 자성 입자들을 포함하는 상기 코팅 조성물은 상기 기판의 상기 제2면이 상기 실린더 몸체와 여전히 접촉하고 있는 동안에 광경화 유닛에 의해 상기 영상을 조사함으로써 완전히 경화되는, 방법.
제8항 또는 제9항에 있어서,
상기 조사 단계가 시작된 후에 상기 배향 수단으로부터 상기 기판을 분리하는 단계를 더 포함하는, 방법.
제11항에 있어서, 상기 인쇄된 영상의 조사가 중지되는 시간(t3로 표시)이, 상기 기판이 상기 배향 수단으로부터 분리되는 시간(t2로 표시)의 이전이거나 그와 동시인, 방법.
제11항에 있어서,
상기 인쇄된 영상의 상기 조사가 중지되는 시간(t3로 표시)이, 상기 기판이 상기 배향 수단으로부터 분리되는 시간(t2로 표시)의 이후인, 방법.
제8항 또는 제9항에 있어서,
상기 자기적으로 유도된 영상은 지폐 또는 다른 가치 있는 서류를 보호하는 보안 요소 또는 물품을 장식하는 장식적인 요소인, 방법.
제8항 또는 제9항에 있어서,
상기 코팅 조성물은 반사성 및/또는 판 형태의 배향 가능한 자성 입자들 중 적어도 하나의 형태를 포함하는, 방법.
제15항에 있어서,
상기 배향 가능한 자성 입자들은 광학적으로 가변적인 입자들인, 방법.
제15항에 있어서,
상기 코팅 조성물은:
비색변화 자성 입자들;
무색 자성 입자들;
색변화 비자성 안료 입자들;
비색변화 비자성 안료 입자들; 및
무색 비자성 안료 입자들 중 적어도 하나를 추가로 포함하는, 방법.