CN1929998B - 印刷 - Google Patents

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Abstract

提供一种用于印刷衍射栅格的设备和方法。特别地，本发明涉及施加到基片上的衍射栅格，例如全息图。

Description

印刷
本发明涉及一种印刷方法，一种用于印刷的装置以及由此获得的产品。特别地，本发明涉及施加到基片上的衍射栅格，例如全息图。更特别地，本发明涉及亚显微的、全息的或其他的衍射栅格。 
出于安全的目的，尤其在文件、信用卡和包装中，使用包括亚显微的、全息的或其他衍射栅格形式的衍射栅格图案和图像，已经成为普遍现象。然而，尽管如此普及的应用，但图案和图像的使用是昂贵的，并且涉及图案或图像在一个操作中制造，和在第二步单独的操作中，图案或图像粘合或层压转印到预定的基质、文件或工件上，例如：纸币、支票、礼券、信用卡/借记卡、安全商标保护和非安全标签系统和包装项目。 
三维光衍射图案例如全息图是两束相干光以一有限角在感光介质上互相干扰的结果。一束是基准光束，另一束与待记录图像的目标作用。使得所得的全息图具有以全息介质的表面变化记录的图像信息。随后制作更加刚性的转印样板以形成复制的全息图像。 
生成亚显微的或全息的衍射栅格的方法有许多，这些方法以涂有光刻胶的浮化玻璃板为基础，曝光于手动或计算机控制关联的X形式的相干光。通过复制最初的亚显微或全息衍射栅格源来制造。支撑亚显微结构的转印板用于生产镍材质的金属原版拷贝。随后通过电成型，能够进行后来的板的制造或随后的垫片生长。 
美国专利号4913858披露一种将全息衍射栅格图像压纹入塑料膜或压纹到基片的塑料涂层上的方法。该基片提供有热敏材料涂层，此涂层具有热塑性，单独使用加热滚筒或联合红外线加热器加热使涂层软化，以及随后压纹形成衍射栅格。涂覆的表面通过在衍射栅格上沉积金属涂层而金属化。从该方法获得的衍射图案由于栅格的变形会具有缺陷，这是因为为形成栅格而施加到压纹辊上的压力过大，或者由于如果热敏材料过分被加热，将出现涂层部分粘附于压纹辊上。明显地，对于全息衍射栅格，栅格的任何变形将给全息图像的质量带来不利的影响。 
美国专利号4728377披露层压片材料，其具有支撑层，覆盖支撑层的释放涂层，覆盖释放涂层的一层或更多层的热塑性材料，该热塑性材料比释放涂层对热不敏感，以及粘结于热塑性材料表面的一层金属箔。为了形成衍射栅格，印模压入箔中。然后以粘合剂遮盖箔，翻转层压后的片并压向用热压板使衍射栅格附着的制品上，由此只有在压力板下的片材料的区域附着于制品上，并且由于释放涂层的熔化，分离于支撑层。当支撑层从基片升起时，箔和热塑性层沿压力板的边缘断裂。 
美国专利号5087510披露具有在有凸纹图案的聚合物基片上无电沉积的凸纹图案的金属表面的全息图。 
这些文献都描述了为提供镜样光泽和提高图像的可见度形成一层金属层，应用加热的压纹元件将表面凸纹图案压入其中。如果要求离散的金属化的图案，那么在全部表面被金属化之后应用合适的蚀刻剂如酸，通过蚀刻掉不需要的金属。随后，在单独的操作中，全息图粘附于或被层压到预定的文件或物品上。 
上面描述的这些方法要求显著量的金属沉积，以产生光泽效果，并且，由于沉积的金属层，图像仅能够从基片的非金属化表面看到。 
美国专利号5549774披露将金属油墨沉积到透明的或半透明的具有压纹图案的薄膜片上，通过在高压下将与加热的镍压纹垫片接触的压到一个表面上，和随后在单独的操作中，将具有可视信息的衬片粘结到压纹纸上。 
如上面的描述，施加高压和高温会对衍射栅格的完整性产生不利的影响。 
粘结衬片，也就是向其施加全息图的基片，到压纹的薄膜片上的单独的操作降低了生产速度并且产生更多的困难，因为压纹的薄膜片和衬片必须小心地对准以防止压纹材料的错误的定位。 
此外，如美国专利号5549774中描述的，为压纹薄膜片而施加高压和高温，显著地降低了生产速度。长久以来制造商一直在试图克服现有技术带有的问题，但极少或没有成功。 
有利地，本发明克服或减轻了现有技术存在的一个或更多的问题。 
根据本发明的第一方面，提供一种用于形成安全产品的方法，其包括如下步骤： 
a)提供基材的片，所述片具有上表面和下表面并且是安全产品的组成部分； 
b)在基材的上表面的至少一部分上形成衍射栅格；并且 
c)在衍射栅格的至少一部分上沉积金属油墨； 
有利地，本发明提供一种用于直接在基片的表面上转印并金属化亚显微或全息衍射栅格的生产方法，并且由此具有高生产率和低成本。 
根据本发明的另一方面，提供一种用于形成安全产品的方法，其包括如下步骤： 
a)提供一基材片，所述片具有上表面和下表面； 
b)在衍射栅格的至少一部分上沉积金属油墨；并且 
c)在金属油墨的至少一部分上形成衍射栅格。 
根据本发明的另一方面，提供一种用于在基片上形成全息衍射栅格的方法，其包括如下步骤： 
a)在基片的至少一部分上，施加可固化的化合物； 
b)使可固化的化合物的至少一部分与衍射栅格形成工具接触； 
c)固化可固化的化合物，并且 
d)在可固化的化合物的至少一部分上沉积金属油墨。 
根据本发明的另一方面，提供一种在基片上印刷的在线方法，其使用传统的印刷机装置连同形成衍射栅格的装置，包括如下步骤： 
a)在基片的离散的部分上形成衍射栅格；并且 
b)在衍射栅格的至少一部分上沉积金属油墨。 
进一步，在施加全息图的基片上直接套准形成衍射栅格是优选的。 
根据本发明的另一方面，提供一种用于形成安全产品的装置，其包括印刷机和衍射栅格形成工具。 
印刷机包括下列的一个或更多： 
a)给料系统； 
b)传送将被印刷的图像的工具； 
c)在其上施加油墨的工具； 
d)干燥或固化油墨的工具； 
e)运送印刷的安全产品的工具。 
给纸系统可以是片或网给料幅系统。 
传送送图像的工具包括一组滚筒或板。在一个实施方案中，使用照相凹版印刷机(GRAVUREprinting)，传送图像的工具包括多个滚筒，每一个为所用的每种颜色的油墨运送刻花图像。用于沉积/施加单一颜色的每一个滚筒或板称为一印刷单元。可以有任何数目的印刷单元。然而，优选地，数目在1到10之间。 
传送印刷的安全产品的工具可以包括用于堆叠或保持已完成的卷轴的传送系统。 
上面的方法都可以包括随后用着色油墨印刷基材或基片。可选择的，这些方法都可以包括使用着色油墨印刷基材或基片的预先步骤。 
在一个实施方案中，基材或基片为纸。 
根据本发明的另一方面，提供一种在基片上形成全息衍射栅格的方法，其包括如下步骤： 
a)在基片的至少一部分上沉积组合物，该组合物包括混合有可固化化合物的金属油墨； 
b)在组合物的至少一部分上形成衍射栅格。 
根据本发明的另一方面，提供一种形成全息衍射栅格的方法，其包括如下步骤： 
a)提供基材的片； 
b)在基材的至少一部分上沉积释放涂层； 
c)在涂覆的基材的至少一部分上沉积可固化的化合物； 
d)在可固化的化合物的至少一部分上形成衍射栅格； 
e)在衍射栅格的至少一部分上沉积金属油墨；并且 
f)在金属油墨的至少一部分上沉积粘结剂。 
本发明提供转印亚显微图像或全息衍射栅格的方法，和借助油墨印刷的方法，以形成复合片，当从基片或基材的至少一个表面观察时，其显示形成的亚显微或全息衍射栅格图案或图像。 
完成的图案或图像全部由金属油墨印刷或具有由允许图像或图案的部分金属化效果的油墨浓度程度，由此当施加到薄膜或纸基片时，印刷体或文本能够透过图像容易被看到，用于安全产品，如证明文件，像护照、身份证、驾驶证、或其他证明文件，和药品包装、软件、光盘、烟草和其他易于伪造或假冒的产品，以保护它们免于欺骗的改造、串货或仿造，串货就是获取应当在一个市场出售的产品并且在另一个市场出售。 
为随后的其它印刷单元的进一步登记，亚显微图像、全息或其他衍射栅格可以被特定登记地或任意地转印到基片的表面上。 
一旦采取金属油墨的套印使图像/图案可视，那么图像/图案不能再一次转印给其他表面，例外的情况是，在形成衍射栅格之前首先沉积释放涂层，和热印的薄膜或纸基的传统的基片。 
金属油墨给基片提供反射性背景。优选地在传统的窄或宽的网幅印刷机上一次通过时沉积充足的油墨，以提供反射性背景。印刷机优选地包括在线，转印亚显微的、全息的或其他衍射栅格的装置。 
在这里在线定义为一次通过时完成的印刷，在栓接在一起的同一机械组上的一个紧接另一个的操作。离线定义为在另一个设备上的完全独立的工艺。 
在一个实施方案中，预先印刷基片。基片的预印刷可以单独执行，离线地，在其他专用的印刷设备上或与本发明的装置在线。 
适于用在本发明的方法和装置中的金属油墨的一个例子披露在Wolstenholme国际有限公司共同悬而未决的申请文件中。 
优选地，当沉积在基片上时，金属油墨的厚度足够地薄以此允许光透射穿过其中。结果，金属油墨被印刷在基片上位于亚显微或全息衍射栅格图案或图像之上，这样衍射栅格图案或图像通过基片的上表面和下表面都是可视的。 
优选地，当传送金属化图像或图案的基片随后涂盖在印刷图片和/或文本上，或基片预印刷有图片和/或文本以及金属化图像或图案沉积在其上，穿过基片和/或涂有金属油墨的衍射栅格或图像的那些印刷的特征是可见的。 
优选地，金属化图像或衍射栅格的厚度是这样的，以提供光透射范围内的光密度。金属油墨层的光密度能够通过Macbeth光密度计测量，如下表所列： 
Macbeth光密度单元    透射百分比 
0.10                 79.43 
0.20                 63.10 
0.30                 50.12 
0.40                 39.81 
0.50                 31.61 
优选地，光透射度的百分比至少为30％。更优选地，光透射度的百分比至少为50％，更优选地为80％。 
装置可以包括连续移动基片的工具，例如基片进给装置。基片可以包括任何片状材料。基片可以是基本上透明的，半透明的，或不透明的。基片可以包括纸、薄膜材料或金属，例如铝。基片可以是单片或多片或网幅。 
基片可以是流延的、压光的、吹制的、挤压的和/或双轴挤出的。 
基片可以包括聚合组合物。基片可以包括选自包括聚对苯二甲酸乙二酯、聚丙烯propafilm，聚氯乙烯、硬聚氯乙烯、纤维素、三乙酸盐/酯、乙酸盐/酯聚苯乙烯、聚乙烯、尼龙、丙烯酸和polytherimide的板的组中的一种或多种。聚对苯二甲酸乙二酯基片可以是源于Melenex型薄膜的聚丙烯(源自DuPont FilmsWillimington Delaware产品ID Melinex HS-2)。 
基片可以包括由木浆或棉花或合成无木质纤维制成的纸。纸可以是有涂层的、压光的或机械抛光的。 
在基片上形成衍射栅格包括在基片的至少一部分上沉积可固化的化合物。漆料可以通过照相凹版印刷或柔性版印刷的方式沉积。可固化的漆料可以通过紫外(U.V)光或电子束固化。优选地，漆料为UV固化。UV固化漆料能够从Kingfisher油墨有限公司获得，(紫外线类型UFV-203产品)或同类公司获得。 
U.V.光源可以包括灯。灯具有200-450瓦的功率。 
优选地，U.V.灯配置在形成衍射栅格的工具上或工具中。 
在一个实施方案中，亚显微全息衍射栅格图像或图案转印到印刷的漆料表面上的速度将根据固化灯的功率而变化。优选地，转印速度在10米每小时到20000米每小时的范围内，更优选地18000米每小时。当与漆料接触，亚显微或全息衍射栅格形成在设置于基片上表面的可紫外固化漆料的表面上。 
金属油墨通过传统的印刷机应用于基片，如照相凹版印刷机、轮转凹版印刷机、柔性版印刷机、平版印刷机、胶印机、活版凹版印刷机和/或丝网印刷机，或其他印刷机。随后重卷基片用于在后期离线印刷或者基片可在线或离线预印刷或在线随后印刷。 
金属基油墨包括金属颜料颗粒和粘合剂。 
金属颜料颗粒包括适宜的金属。该颗粒可以包括选自包括铝、不锈钢、镍铬合金、金、银、铂和铜的组中的一种或多种。优选地，颗粒包括金属薄片。 
金属油墨可通过本领域技术人员公知的任何手段来准备。优选地，12微米厚的透明的载体薄膜如从DuPont Films Wilmington.Del.(产品ID Melinex HS-2)获得的聚对苯二甲酸乙二。2米的宽度凹版涂覆从DuPont(产品ID Elvacite2045)获得的丙烯酸树脂甲基丙烯酸异丁酯并通过热空气干燥。在第二操作中，涂有丙烯酸的薄膜通过辊对辊真空室方法沉积涂覆铝。在制造过程中，通过光密度的连续监测，精确地控制沉积率和在印刷的丙烯酸涂层上的蒸发铝层的厚度。真空沉积的工作范围可以是100到500埃的厚度，优选的厚度在190到210埃之间。 
McBeth光密度计测得的光密度范围在0.2到0.8之间。优选地，范围在0.5到0.8之间。更优选地，McBeth光密度计测得的光密度为0.7。 
金属层包括铝、不锈钢、镍铬合金、金、银、铂或任何其他能够通过真空沉积或通过溅时或电子束沉积施加的金属。优选地，金属层包括铝。 
铝层通过溶解含有乙酸乙酯的浴液中的丙烯酸承托层从而从载体薄膜去除铝层的方式从载体薄膜上移除。然后在树脂溶液中具有粗糙的薄片形式的所得铝层在多级离心工艺中被洗涤以去除丙烯酸树脂。粗糙的铝薄片通过高剪切混合工艺与乙酸乙酯混合并碎裂以产生可控的颗粒尺寸分布。通过Coulter LS130l.a.s.e..r衍射颗粒测量仪测得的平均颗粒直径范围在8到15微米，优选地范围是9到10微米。 
为了亚显微或全息衍射栅格图案或图像在清洁的薄膜基片的第一和第二表面和纸基片的第一表面上都能清晰地看到，优选地，铝或其他薄片以这样一种方式，即使它们和亚显微的、全息的或其他衍射栅格图案或图像的表面波长的轮廓对准，以便薄片依照并跟随衍射栅格的轮廓。 
为了实现薄片与衍射栅格波长的轮廓的对准，波长即亚显微轮廓的波峰与波峰或波谷与波谷之间的距离，特别配制的金属油墨优选地具有非常低的粘合剂含量，高的颜料与粘合剂比率和非常薄的铝薄片(优选地在9到10微米之间)，持续保持油墨对表面对亚显微或全息衍射图案或图像的良好的粘附。 
粘合剂可以包括选择包括硝酸纤维素、氯乙烯、醋酸乙烯酯共聚物、乙烯树脂、丙烯酸类、尿烷、聚对苯二甲酸乙二酯、萜烯苯酚、聚烯烃、硅酮、纤维素、聚酰胺、松香酯树脂的组中的一种或多种。优选地粘合剂为50％的硝酸纤维素(由Nobel工业公司提供，型号为硝酸纤维素DHL120/170和硝酸纤维  素DLX30/50)、50％的聚氨酯(由Avecia提供，型号为NeorezU335)。溶剂为酯/醇混合物，且优选地乙酸正丙酯和乙醇的比率为20∶1到30∶1。 
优选的颜料与粘结剂的重量比为1.5∶1～3.0∶1，更为优选的为2.5∶1。油墨中金属颜料含量可以为2重量％～4重量％，优选地为3重量％。 
用于形成衍射栅格的装置包括垫片或无缝辊。垫片或辊可由任何适宜的材料制成，例如镍或聚酯。 
优选地，镍垫片通过氨基磺酸镍电镀工艺生产。承载亚显微或全息衍射栅格的光刻胶的玻璃板的表面可以用纯银进行真空金属化或喷雾处理。然后该板被置于氨基磺酸镍溶液中，并在一段时间后镍分子沉积在具有银涂覆的光刻胶的表面上，由此获得原版拷贝。随后拷贝被用于复制的图像转印或转印到紫外线聚酯垫片或无缝辊上。 
聚酯垫片可以由紫外线可固化漆料涂覆的聚酯制成，并接触复制主图象和用紫外灯固化转印的图像。 
使用其上具有亚显微或全息衍射图案或图像的金属化转印薄膜制成无缝滚筒，其可以被固定并移动涂有粘合剂的滚筒。金属化的转印薄膜经由辊隙粘结在辊上。然后粘合剂被硬化，优选地通过加热方式。一旦硬化，转印薄膜被去除，在滚筒也即辊表面上保留带有亚显微或全息衍射图案或图像的金属化层。重复此步骤，直到滚筒完全被覆盖。然后该滚筒被置于铸管中，并用硅形成模型。亚显微图像被模压入与图像接触的硅树脂的表面内。 
一旦硅树脂硬化，则模型被去除并置于第二铸管中。然后将铸辊置于模型中并用硬树脂流延，优选地使用加热硬化。一旦硬化，辊能够从模型中移除，其中硅酮内表面的图像转印到树脂滚筒的外表面并备用，这样将在滚筒表面上的亚显微或全息衍射栅格图案或图像转印到位于基片的第一表面上的印刷的紫外线固化漆料的表面上，并且随后用金属油墨印刷。 
在另一实施方案中，滚筒涂有紫外线可固化树脂，经由辊隙将具有亚显微或全息衍射栅格图案或图像的清洁的转印膜置于紫外线树脂的表面，并通过紫外光硬化。随后滚筒能够被浇注，如上所述，并用于将亚显微或全息衍射栅格图案或图像直接转印到位于基片的第一表面上的印刷的紫外线固化漆料的表面上。可选择地，随后使用金属油墨在传统的印刷设备上离线印刷基片。 
基片的上表面以断续的套准方式使用金属油墨印刷，也即与已在文件之类  上的其他印迹或在文件之类上的某一位置套准，以致随后的其它印刷能够发生，其位置在和/或与图像/图案非套准区域，或在断续的套准和或/非套准的表面或全部基片表面上的条带。然后基片穿过夹紧辊到滚筒，该滚筒以附着于滚筒表面的镍或聚酯垫片的形式传送亚显微的、全息的或其他衍射栅格图案或图像。在优选的实施方案中，图像或图案被支撑在无缝滚筒上，以致能够提高转印的准确性，滚筒上具有亚显微图案或图像的滚筒。然后通过使垫片或无缝辊的表面与裸露的紫外线漆料的表面接触的方式，亚显微衍射或全息栅格可以从垫片或无缝辊被传送到裸露的紫外线漆料的表面。紫外光源穿过膜基片的上表面暴露，并且通过暴露于紫外光立即使漆料固化。紫外线光源可以是置于滚筒内部，功率范围在200瓦到450瓦之间的灯，全部印刷的紫外漆料硬化并固定转印的亚显微或全息衍射栅格。 
现在仅仅通过例子的方式，参照所附的实施例和附图，将描述本发明具体的实施方案，其中： 
图1是根据本发明使用直接紫外线固化漆料的用金属油墨加印的漆料制造亚显微的、全息的或其他衍射栅格的工艺的示意图； 
图2是图1所示的工艺反向的示意图； 
图3是根据本发明使用紫外线可固化金属油墨制造亚显微的、全息的或其他衍射栅格的工艺的示意图； 
图4是图3所示的工艺反向的示意图； 
图5是具有在线加入压纹机组的传统印刷工艺的示意图； 
图6是具有在线加入压纹机组的传统印刷工艺的示意图； 
图7是图3、4和6所示的示意图的透视图； 
图8是根据本发明在套准的基片中形成亚显微的、全息的或其他衍射栅格的工艺的示意图的透视图； 
图9是使用crating不可压纹的基片形成亚显微的、全息的或其他衍射栅格的工艺的示意图的透视图； 
图10是在套准的不可压纹的基片上形成衍射栅格的工艺的示意图的透视图； 
图11是非套准地形成衍射栅格的工艺的示意图的透视图； 
图12是根据本发明的一个实施方案的剖面示意图； 
图13是根据本发明的一个实施方案的剖面示意图； 
实施例1使用特殊配方的金属油墨(膜)加印的直接紫外线可固化全息印刷 
根据图1，膜基片例如OPP或PET(1)在它的上表面印刷有紫外线固化漆料(2)。用其上具有全息栅格的镍垫片(4)将全息衍射栅格流延(3)到漆料(2)的表面内。以衍射栅格形式存在的全息图像转印进入漆料中并通过置于垫片(4)内的紫外灯以常规的工艺速度立即硬化(5)。全息图像是栅格的复制。金属油墨(6)被印刷(7)在全息栅格上并带来全息衍射栅格变得反射光线，衍射栅格在薄膜基片的两侧都是可见的。随后其它的色彩(8)能够以常规的印刷工艺速度按照传统地被在线印刷。 
在可替换的实施方案中，薄膜基片(1)可用纸/木板基片代替。这种材料是基本上不透明的，因此仅在从上表面观察时全息图像是可见的。 
实施例2上述实施例1的反向(膜) 
如图2所示，膜基片(1)使用一些彩色油墨传统地印刷。例如，使用CeruttiR950印刷机(从Cerrutti UK Long Hanborough Oxon获得)(8)，然后在膜基片(1)的表面上，基片(1)用紫外线可固化漆料(2)印刷。用其上具有全息栅格的镍垫片(4)将全息衍射栅格流延(3)到漆料(2)的表面内，全息图像被赋予到漆料中并通过紫外灯(未示出)立即硬化(5)，形成置于垫片上的栅格的复制。金属油墨(6)被印刷(7)于全息栅格之上并使全息衍射栅格变得光反射，衍射栅格在薄膜基片的两面都是可见的。 
在可替换的实施方案中，薄膜基片(1)可用纸/木板基片代替。这种材料是基本不透明的和因此全息图像仅在从上表面观察时是可见的。 
在另一个实施方案中，UV固化漆料可用电子束可固化漆料代替和UV灯可由电子束发射装置代替。 
实施例3直接UV(紫外线可固化油墨) 
根据图3，使用标准印刷和涂覆设备，UV可固化的金属油墨的变体套准和/或非套准地印刷在基片(1)上，包含转轮凹版印刷/柔性版凸版印刷方法印刷在任何可相容的基片表面内。压纹垫片、染料或滚筒开始与金属油墨(2)直接接触。当处于液态时，使用UV光源(3)油墨实际上瞬时快速固化，当使用UV型压纹机器，压纹垫片、染料或滚筒与金属油墨保持直接接触时油墨穿透基  片。基片的表面张力大于压纹垫片的表面张力，染料或滚筒引起油墨粘附于基片上而不是压纹垫片，在固化态中，复制并保持表面凹凸特征、完整性、全息的、衍射或其他亚显微结构或微观组织特性和在目前已结合在基片表面上的金属油墨中发挥作用。 
实施4上述实施例3工艺过程的反向 
图4显示可UV固化的金属油墨的变体的应用，并使用UV型压纹机器。使用标准印刷和涂覆设备(包括转轮凹版印刷/橡皮凸版印刷的方法)油墨被套准和/或非套准地印刷(1)在任何可相容的基片表面内。压纹垫片、染料或滚筒开始与金属油墨(2)直接接触。当处于液态时，使用UV光源(3)油墨快速固化(实际上瞬时)，当压纹垫片、染料或滚筒与金属油墨保持直接接触时穿透基片。基片的表面张力大于压纹垫片的表面张力，染料或滚筒使油墨粘附于基片上而不是压纹垫片上，在固化态中，复制并保持表面凹凸特点、完整性、全息的、衍射或其他亚显微结构或微观组织特性和在目前已结合在基片表面上的金属油墨发挥作用。 
实施例5在线印刷 
图5显示传统的印刷机-转轮凹版印刷、UV柔性版印刷或类似的能够加入额外的机组，为压纹机组(1)。当预先敷以金属的材料被压入钢滚筒和坚硬但弹性的辊之间压纹时该压须机组为硬的。或者当用钢滚筒和柔软弹性的轧辊压纹时为软的，随后被UV或电子束硬化而金属化。使用任何可压纹的薄膜(2)或者天然的/原始的薄膜/基片例如共挤出BOPPs、聚烯烃的、聚酯和纤维素或预涂覆/上漆料。首先压纹基片(第一机组)(1)然后为产生金属化效果使用特殊配方的金属油墨印刷(第二机组)(3)。传统的印刷(4)也能够在同样的印刷机上进行。当油墨以常规油墨配制时，则能够利用传统的印刷方法。金属油墨的印刷能够在印刷线上的任意处；不需紧跟压纹后出现。如果编码器(例如索引机器)被置于压纹区域并且压纹头具有特殊的图像区，那么可以实现套准以进行印刷，该索引机器标记片或网幅以使标记能够被印刷操作器(5)所识别。具体所得效果的金属油墨的印刷品可以是单色的、半透明等，所得效果是经过一次通过印刷机后可以套准或非套准实现金属化、半金属化、去金属化和常规的彩色印刷。特殊配方的金属油墨能够印制在薄膜的任何一侧，然而通常将在压纹侧进行印刷，以密封全息压纹图像/图案，以此保持完整，不然它将与任何  填充剂如液体、油脂、溶剂、漆料、油墨或其他任何类型的表面污染物或任何种类的异物接触。 
实施例6双重在线印刷 
传统印刷机-转轮凹版印刷、UV柔性版印刷等，能够加入额外的机组，为压纹机组硬电子束、软电子束或UV。利用现有的或加入的附加印刷机组(2)，全息的可压纹的基本透明的涂层能够被印刷、涂布、铺设(这种涂层/漆料通常是硝基纤维素基、蒸发的溶剂)，或者在基片的整个表面上，部分表面上或套准印刷的(用于通过随后压纹和或印刷/涂覆机组而后期重新套准)。该区域然后预备被压纹并取消对预涂层/上漆料的膜/基片的需要。 
图6显示了一种基片，此基片首先被涂覆/上漆料(第一机组)(2)然后压纹(第二机组)(1)并被印刷在基片/薄膜的压纹面上，其使用排在第三的传统的(3)转轮凹版印刷/柔性版印刷机组，以印刷特殊配方的金属油墨，产生反射的银色金属化效果。然后其他油墨的印刷能够如常规(4)的进行。特殊配方的金属油墨能够被印刷在薄膜的任何一个侧面上，然而通常这将在压纹一侧进行，以密封全息压纹图像/图案以此保持完整，否则它将与任何填充剂如液体、油脂、溶剂、漆料、油墨或任何其他的表面污染物如液体、油脂、溶剂、漆料、油墨或任何其他的表面污染物或任何种类的异物接触。 
实施例7转印 
图7是具有可脱离涂层的膜，或者在线施加/涂覆，或者成为部分的薄膜图案/基片图案/特意或非特意压制的结构压纹(如图5/6/8所示)，和套准或未套准(1)地印刷有金属油墨，然后或者全部或者与压制图像套准地再次施加粘合剂(2)然后层压形成各种基片，(纸、木板、薄膜)(3)/一旦粘合剂或在线或离线固化，则薄膜能够被剥离(4)，在基片上留有压纹的和金属化区域(5)，这样转印区域能够随后被重复印刷，只要使用相容的油墨，或施加印刷可接受涂层来辅助油墨粗糙表面(ink key)，这些同样能够在线或离线生产。 
实施例8离线(套准)印刷 
图8是使用硬电子束或软电子束或UV压纹机来压纹基片的方法的示意图。使基片(1)穿过压纹滚筒(2)和夹紧辊(3)来完成，压纹滚筒(2)具有由金属或塑料制成的或直接位于具有全息/衍射或刻花的图像(5)的滚筒(4)上的压纹垫片，并借助热和压力或UV将压纹图像(6)固化在不同的基片中。如  果套准标记(7)位于压纹滚筒上，则这也将压纹在基片(8)上。然后在传统的印刷机上使用特殊配方的金属油墨印刷基片。特殊配方的金属油墨作为固体一样被印下以提供完全金属化的效果，或者不同的涂层担负提供不同种类的效果，如半金属化(HRI效果)等。基片能够被全部印刷或因为一个套准标记(8)已经压纹在基片上，特殊配方的金属油墨能够与压纹图像和常规印刷图像共同被套准地印刷在特定的区域。如果在印刷配制的金属油墨后压纹转印基片，则基片能够用于纸、木板、膜和金属箔上的“转印-金属化”。 
实施例9套准的压纹 
可以使用两种方法进行套准要印刷的全息的/衍射压纹区域/图像和或上漆料的区域，或反之亦然。 
1.利用标准的天然可压纹的膜/基片 
通过将压纹滚筒电子套准和调整到随后的印刷滚筒的方法，或反之亦然，或者通过全息的、化学的、包含在压纹垫片/滚筒上的蚀刻的或刻花的套准标记的方法，膜能够被套准地压纹和随后印刷/套印，或预印刷和随后在线、在线或离线套准地压纹到印刷区域，这样当压纹入薄膜时，将产生白色的/灰色的套准标记。为了随后通过电子控制的反射的或者透射的光电池的套准，并在特定的一个/多个区域印刷，因此能够使压纹机组放置在机器系统构造中的任何位置，金属油墨印刷前它将用作全息/衍射压纹区域的反射背景。 
2.在不可压纹的膜/基片上利用漆料/涂层 
I.为了有利于在用于随后压纹和印刷的常规的不可压纹的薄膜/基片上使用的清洁的/透明的可压纹涂层/漆料。清洁的/透明的可压纹的涂层/漆料印刷在用于随后的压纹和域印刷的薄膜/基片整个表面之上。(见图9) 
II.(图10)为了允许在用于随后的压纹和印刷的常规的不可压纹的薄膜/基片上使用清洁的/透明的可压纹的涂层/漆料。套准。喷墨印刷机/编码器的使用包含在将用于可压纹涂层/漆料的印刷的印刷机组(1)中，一旦可压纹涂层/漆料区域已经印刷(2)，喷墨印刷机/编码器将与包含在印刷滚筒/套/板(4)上的套准标记(3)、缺口、间隔等套准，一旦被检测套准标记的电子光电池触发，喷墨印刷机(5)将被电子/计算机控制以在膜/基片上打印套准标记(6)，用于后期套准和压纹(7)到可压纹漆料/涂层区域(2)中，和通过下行线路上的其它的印刷机组(8)用于随后的套准。 
实施例10离线(非套准)印刷 
图11显示使用硬的或软的或UV压纹机以压纹基片的方法示意图。通过将基片(1)穿过压纹滚筒(2)和夹紧辊(3)来完成，压纹滚筒(2)具有由金属或塑料制成的或直接在具有全息/衍射或图像(5)的滚筒(4)上的压纹垫片，并借助热和压力或UV将压纹图像(6)固化在不同的基片中。然后在传统的印刷机上使用特殊配方的金属油墨印刷基片。油墨如固体一样被印下，以提供完全金属化的效果，或不同的涂层担负提供不同类型的效果，如半金属化(HRI效果)等。基片能够被全部印刷或因为一个套准标记(8)已经压纹在基片上，特殊配方的金属油墨能够与压纹图像和常规印刷图像套准地印刷在特定区域。如果在配制的金属油墨印刷之后转印的基片被压纹，则基片能够在纸、木板、膜和金属箔上用于“转印-金属化”。 
参考图12，膜基片100，UV漆料固化漆料102和用金属油墨106印刷的具有可见的第一表面108和第二表面110的全息或其他亚显微衍射栅格104。 
参考图13，纸基片120，UV固化漆料122和使用金属油墨126印刷的具有仅通过第一表面128可见的图像的全息或其他亚显微衍射栅格124。 

Claims (45)

1.一种用于形成安全产品的设备，其包括印刷机、衍射栅格成形装置和用于对衍射栅格的至少一部分施加金属油墨的装置，其中当金属油墨沉积在基材上时，金属油墨的厚度允许光透射穿过其中。
2.如权利要求1所述的设备，其中印刷机包括下列中的任何一种或多种：
a)给料系统；
b)传送将被印刷的图像的装置；
c)施加油墨的装置；
d)干燥或固化油墨的装置；和
e)传送印刷的安全产品的装置。
3.如权利要求2所述的设备，其中给料系统包括片或卷给料系统。
4.如权利要求2或3所述的设备，其中传送将被印刷的图像的装置包括至少一个滚筒或板。
5.如权利要求4所述的设备，其中传送将被印刷的图像的装置包括多个滚筒。
6.如权利要求5所述的设备，其中每一个滚筒传送刻花的图像。
7.如权利要求1到3中任一项所述的设备，其中所述的印刷机包括多个印刷单元。
8.如权利要求2或3所述的设备，其中传送印刷的安全产品的装置包括用于堆放片或容纳已完成的卷的输送系统。
9.如权利要求1到3中任一项所述的设备，其中印刷机包括在线转印衍射栅格到基材的装置。
10.一种形成安全产品的方法，其包括如下步骤：
b)提供基材，所述基材具有上表面和下表面；
c)在基材的至少一部分上沉积金属油墨；和
d)在金属油墨的至少一部分上形成衍射栅格，其中当金属油墨沉积在基材上时，金属油墨的厚度允许光透射穿过其中。
11.一种在基材上形成全息衍射栅格的方法，其包括如下步骤：
a)在基材的至少一部分上施加可固化的化合物；
b)将可固化的化合物的至少一部分与衍射栅格形成装置接触；
c)固化可固化的化合物，并且
d)在被固化的化合物的至少一部分上沉积金属油墨，其中当金属油墨沉积在基材上时，金属油墨的厚度允许光透射穿过其中。
12.一种使用传统印刷机设备连同形成衍射栅格的装置在基材上在线印刷的方法，其包括如下步骤：
a)在基材的离散部位上形成衍射栅格，并且
b)在衍射栅格的至少一部分上沉积金属油墨，其中当金属油墨沉积在基材上时，金属油墨的厚度允许光透射穿过其中。
13.一种在基材上形成全息衍射栅格的方法，其包括如下步骤：
a)在基材的至少一部分上沉积可固化金属油墨；
b)在该可固化金属油墨的至少一部分上形成衍射栅格，其中当金属油墨沉积在基材上时，金属油墨的厚度允许光透射穿过其中。
14.一种形成全息衍射栅格的方法，其包括如下步骤：
a)提供基材；
b)在基材的至少一部分上沉积释放涂层；
c)在被沉积的基材的至少一部分上沉积可固化的化合物；
d)在可固化的化合物的至少一部分上形成衍射栅格；
e)在衍射栅格的至少一部分上沉积金属油墨；并且
f)在金属油墨的至少一部分上沉积粘结剂，其中当金属油墨沉积在基材上时，金属油墨的厚度允许光透射穿过其中。
15.如权利要求10到14中任一项所述的方法，其中衍射栅格是全息图像的组分。
16.如权利要求10和12到14中任一项所述的方法，其中衍射栅格通过沉积形成。
17.如权利要求10所述的方法，其中安全产品包括护照、身份证、驾驶证、光盘或包装。
18.如权利要求10和12到14中任一项所述的方法，其中衍射栅格通过套准地或任意地转印形成，用于随后其它印刷单元的进一步套准。
19.如权利要求10到14中任一项所述的方法，其中当金属油墨沉积时，金属油墨的厚度使得光的透射百分比至少为30％。
20.如权利要求19所述的方法，其中光的透射百分比至少为50％。
21.如权利要求20所述的方法，其中光的透射百分比至少为80％。
22.如权利要求10到14中任一项所述的方法，其中所述基材是基本上透明的、半透明的、或不透明的。
23.如权利要求10到14中任一项所述的方法，其中所述基材包括纸、薄膜材料或金属。
24.如权利要求10到14中任一项所述的方法，其中所述基材被流延、压光、吹制、和/或挤出。
25.如权利要求10到14中任一项所述的方法，其中所述基材包括至少一种聚合化合物。
26.如权利要求25所述的方法，其中所述基材包括选自包括聚对苯二甲酸乙二酯、聚丙烯、聚氯乙烯、硬聚氯乙烯、纤维素、三乙酸盐/酯、乙酸盐/酯聚苯乙烯、聚乙烯、尼龙、丙烯酸类材料和聚醚酰亚胺的板的组中的任何一种或多种。
27.如权利要求10到14中任一项所述的方法，其中所述基材包括由木质纸浆、棉花或合成无木质纤维制成的纸。
28.如权利要求27所述的方法，其中所述纸被涂布、压光或机械抛光处理。
29.如权利要求16所述的方法，其中在基材上形成衍射栅格的步骤可以包括在基材的至少一部分上沉积可固化的组合物。
30.如权利要求29所述的方法，其中所述可固化的组合物是漆料。
31.如权利要求29所述的方法，其中所述可固化的组合物是通过照相凹版或柔性版印刷的方法沉积的。
32.如权利要求30所述的方法，其中所述的漆料是通过紫外光或电子束来固化的。
33.如权利要求29所述的方法，其中当可固化的组合物置于基材上时，衍射栅格在可固化的组合物的表面上形成。
34.如权利要求10到14中任一项所述的方法，其中通过传统印刷机施加金属油墨。
35.如权利要求34所述的方法，其中所述基材被在线预印刷。
36.如权利要求34所述的方法，其中所述基材随后被在线印刷。
37.如权利要求10到14中任一项所述的方法，金属油墨包括金属颜料颗粒和粘合剂。
38.如权利要求37所述的方法，其中所述颜料颗粒包括选自包括铝、不锈钢、镍铬合金、金、银、铂和铜的组中的任何一种或多种。
39.如权利要求38所述的方法，其中所述颜料颗粒的厚度为100到500埃。
40.如权利要求39所述的方法，其中所述颜料颗粒的厚度为100到210埃。
41.如权利要求39所述的方法，其中所述颜料颗粒的厚度为190到210埃。
42.如权利要求37所述的方法，其中所述金属油墨具有非常低的粘合剂含量和高的颜料与粘合剂比率，其中颜料与粘合剂的重量比为1.5∶1-3.0∶1，油墨中金属颜料含量为2重量％～4重量％。
43.如权利要求10到14中任一项所述的方法，其中用于形成衍射栅格的装置包括垫片或无缝辊。
44.如权利要求24所述的方法，其中所述挤出是双轴挤出。
45.使用权利要求10到14中任一项所述的方法获得的全息图。
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