JP5544592B2 - スクリーン印刷および磁気配向 - Google Patents

Description

本発明は、保護対象書類の印刷の分野にある。本発明は、固化されたインクまたはコーティング組成物中の磁気的に配向された顔料粒子を含むインク系のセキュリティ特徴を印刷するための印刷工程および対応する印刷装置、特にシルクスクリーン印刷ユニットに関する。

印刷され硬化させられたインク中の磁気的に配向された顔料粒子は、有価書類の保護のためのセキュリティ特徴として知られている。セキュリティ特徴を生成する特定の磁気装置および磁気工程もまた、例えば欧州特許第１６４１６２４（Ｂ）号明細書、国際公開第２００６／０６１３０１（Ａ）号、国際公開第２００８／００９５６９（Ａ）号、および国際公開第２００８／０４６７０２（Ａ）号で知られている。また、セキュリティ特徴を輪転印刷するための産業用スクリーン印刷機が、国際公開第２００５／０００５８５（Ａ）号に開示されている。この機械では、スクリーン印刷ユニットおよび磁気配向デバイスが両方とも回転ドラムの形を有する。

国際公開第２００５／０００５８５（Ａ）号は、独立型の回転式磁気配向デバイスを開示しており、このデバイスは、印刷されたばかりのインクに含まれる磁性顔料粒子または磁化可能顔料粒子に対して、インクを固化（乾燥、硬化）させる前に特定の配向を与えるために、印刷工程に続いて、例えば従来のフラットベッドスクリーン印刷ユニットに続くさらなる工程ステーションとして、用いることができる。

光学的に変化する磁性顔料粒子は、米国特許第４，８３８，６４８号明細書および米国特許第６，８７５，５２２号明細書の米国特許で知られている。

欧州特許第１６４１６２４（Ｂ）号明細書 国際公開第２００６／０６１３０１（Ａ）号 国際公開第２００８／００９５６９（Ａ）号 国際公開第２００８／０４６７０２（Ａ）号 国際公開第２００５／０００５８５（Ａ）号 米国特許第４，８３８，６４８号明細書 米国特許第６，８７５，５２２号明細書

しかしながら、フラットベッドスクリーン印刷ユニットと磁気配向ユニットとを単一の工程ステーションに融合させた磁気配向デバイスは、現在まで開示されたことがない。一方、フラットスクリーンフラットベッドスクリーン印刷機器は産業での利用が拡大しており、この種の印刷機器と連動するように構成された磁気配向ユニットが長らく求められている。

本発明による装置は、基材シート上のインクまたはコーティング組成物中の磁気的に配向された磁性粒子または磁化可能粒子を含む識別印を生成する装置であって、フラット印刷スクリーンと、シートを受ける印刷プラテンであって、印刷スクリーンに面した上面とシートを取り出すことのできる上面に沿った第１の方向とを有する印刷プラテンと、を有するフラットベッドスクリーン印刷ユニットと、多数の磁石アセンブリを備える磁気配向ユニットとを備える。

磁気配向ユニットは印刷プラテンの上面より下に配置され、多数の磁石アセンブリは第１の方向に沿って配置され、磁石アセンブリはすべて、印刷プラテンの上面から離れた第１の位置から印刷プラテンの上面に近い第２の位置へ同時に移動できる。

本開示の関連において、「磁性」という用語は、それ自体が磁場の源である材料のことをいう。「磁化可能」という用語は、磁場の源とはならずに磁場に反応する強磁性体またはフェリ磁性体のことをいう。

本発明の第１の主要な実施の形態において、磁石アセンブリは、第１の位置と第２の位置との間を印刷プラテンの上面と交わる（好ましくは直交する）第２の方向に沿って往復運動で移動できる。コーティングされた基材は、磁石アセンブリが第１の位置に戻されないと取り出すことができず、そのため生成工程中に待機時間が必要になる。

待機時間を回避して工程の速度を上げるため、本発明の第２の主要な実施の形態では、磁石アセンブリが、第１の位置と第２の位置との間を往復回転運動で移動できる。そのような往復回転運動を用いれば、シート上の生成された磁気画像のぼけを防止するように、磁石アセンブリの戻しとコーティングされた基材の取り出しとを、同時の、同期した動作で行うことができる。

好ましくは、少なくとも１つの前記磁石アセンブリが、欧州特許第１６４１６２４（Ｂ）号明細書に開示されたような永久磁性体の彫り込み磁化板を備える。

好ましくは、彫り込み磁化板が、構造上の結合剤としてのポリマー、好ましくはゴム状またはプラスチック状のポリマーと、充填材としての永久磁性粉とを含む複合材料である。

好ましくは、国際公開第２００８／０４６７０２（Ａ）号に開示されたように、永久磁性体の彫り込み磁化板を備える少なくとも１つの磁石アセンブリが少なくとも１つのさらなる永久磁石を備え、磁石が、磁石と彫り込み磁化板との間に作用する固有の磁力に対して磁石を保持する位置に取り付けられる。

フラットスクリーン印刷ユニットは、注目すべきことには、配向された光学的に変化する磁性顔料粒子を含むセキュリティ要素を基材に印刷することも可能である。光学的に変化する磁性顔料（optically variable magnetic pigment、ＯＶＭＰ）は、注目すべきことには、銀行券、有価書類、カード、交通機関の切符、パスポート、本人確認書類、アクセス書類、物品税書類、および製品ラベル、のような保護対象書類の保護に用いられる。

スクリーン印刷メッシュは、インクまたはコーティング組成物を印刷するのに適したメッシュの大きさおよび厚さを有するように選ばれなければならない。特に、インクまたはコーティング組成物が、光学的に変化する磁性顔料粒子または磁化可能顔料粒子を含む実施の形態においては、光学的に変化する磁性顔料粒子または磁化可能顔料粒子は、典型的に１５マイクロメートルないし２０マイクロメートルの範囲の平均径で２５マイクロメートルないし３５マイクロメートルの範囲の最大径、および１マイクロメートル程度の厚さの不規則な小板の形を有するものであり、スクリーン印刷メッシュのメッシュの大きさは、光学的に変化する磁性粒子または磁化可能粒子がスクリーンを確実に、印刷品質を損なうことなく通過できるように選ばれなければならない。従って、スクリーン印刷メッシュは、好ましくは、顔料粒子径の最大径のおよそ２倍、すなわち４０マイクロメートルないし９０マイクロメートルの範囲、好ましくは５０マイクロメートルないし７０マイクロメートルの範囲の自由メッシュ開口を有する。

印刷されたインク堆積の膜厚は、粒子の配向を容易にするため、好ましくは平均顔料粒子径程度、すなわち１５マイクロメートルないし２０マイクロメートルの範囲にすべきである。

さらに、識別印を生成する工程が開示され、この工程は、
ａ）本発明による装置を設けるステップと、
ｂ）装置の印刷プラテン上に、磁性粒子または磁化可能粒子を含む濡れたインクまたはコーティング組成物を少なくとも表面の一部に担持する基材シートを送り込むステップと、
ｃ）装置の磁石アセンブリをすべて、印刷プラテンの上面から離れた第１の位置から印刷プラテンの上面に近い第２の位置へ同時に移動させ、これにより濡れたインクまたはコーティング組成物中の磁性顔料粒子または磁化可能顔料粒子を配向させるステップと、
ｄ）磁石アセンブリを第１の位置へ戻すステップと、
ｅ）印刷プラテンからシートを取り出すステップと、
ｆ）インクを硬化させるステップと
を含む。

本開示の関連において、「濡れたインクまたはコーティング組成物」という用語は、基材には付けられたがまだ固化（硬化、乾燥）されていないコーティング組成物を意味する。

本発明による工程の好ましい実施の形態において、第１の位置と第２の位置との間の磁石アセンブリの移動は、印刷プラテンの上面と交わる第２の方向に沿って往復運動で行われる。

本工程の別の好ましい実施の形態では、第１の位置と第２の位置との間の磁石アセンブリの移動が往復回転運動で行われる。回転運動を用いて、磁石アセンブリの移動とシートの取り出しとが、シート上に生成された磁気画像のぼけを防止するように、同期した動作で行われる。

本工程の特に好ましい実施の形態において、装置の印刷プラテンへ基材シートを送り込むステップは、磁性粒子または磁化可能粒子を含む濡れたコーティング組成物またはインクでシートの表面を少なくとも部分的にコーティングまたは印刷するステップを含む。

さらに別の好ましい実施の形態において、コーティングまたは印刷は、４０マイクロメートルないし９０マイクロメートルの範囲、好ましくは５０マイクロメートルないし７０マイクロメートルの範囲のメッシュ開口を有するフラット印刷スクリーンを用いて行われる。

さらに好ましい実施の形態において、コーティングまたは印刷は、光学的に変化する磁性顔料粒子を含む組成物を用いて行われる。

さらに好ましいのは、コーティングまたは印刷するステップが、顔料粒子の磁気配向と同時に行われる変形工程、および磁石アセンブリが、シートの印刷前に印刷プラテンに向かって移動させられる変形工程である。

そのような書類は、特に、好ましくは銀行券、有価書類、カード、交通機関の切符、パスポート、本人確認書類、アクセス書類、物品税書類、および製品ラベルからなる群から選ばれた、保護対象書類であってよい。

図１ａは、本発明の実施の形態による、基材シート上のインクまたはコーティング組成物中の磁性粒子または磁化可能粒子の磁気的な配向によって識別印を生成する装置を模式的に描く図である。 図１ｂは、本発明の実施の形態による、基材シート上のインクまたはコーティング組成物中の磁性粒子または磁化可能粒子の磁気的な配向によって識別印を生成する装置を模式的に描く図である。 図１ｃは、本発明の実施の形態による、基材シート上のインクまたはコーティング組成物中の磁性粒子または磁化可能粒子の磁気的な配向によって識別印を生成する装置を模式的に描く図である。 図１ｄは、本発明の実施の形態による、基材シート上のインクまたはコーティング組成物中の磁性粒子または磁化可能粒子の磁気的な配向によって識別印を生成する装置を模式的に描く図である。 図２ａは、本発明の実施の形態による、同じ機器を用いた印刷工程の代替実施形態を模式的に説明する図である。 図２ｂは、本発明の実施の形態による、同じ機器を用いた印刷工程の代替実施形態を模式的に説明する図である。 図２ｃは、本発明の実施の形態による、同じ機器を用いた印刷工程の代替実施形態を模式的に説明する図である。 図３ａは、上方から見た印刷工程を模式的に説明する図である。 図３ｂは、上方から見た印刷工程を模式的に説明する図である。 図３ｃは、上方から見た印刷工程を模式的に説明する図である。 図４ａ（ｉ）は、本発明の実施の形態による装置の試作機を示す図である。 図４ａ（ｉｉ）は、本発明の実施の形態による装置の試作機を示す図である。 図４ａ（ｉｉｉ）は、本発明の実施の形態による装置の試作機を示す図である。 図４ｂ（ｉ）は、本発明の実施の形態による装置の試作機を示す図である。 図４ｂ（ｉｉ）は、本発明の実施の形態による装置の試作機を示す図である。 図４ｃ（ｉ）は、本発明の実施の形態による装置の試作機を示す図である。 図４ｃ（ｉｉ）は、本発明の実施の形態による装置の試作機を示す図である。 図４ｄ（ｉ）は、本発明の実施の形態による装置の試作機を示す図である。 図４ｄ（ｉｉ）は、本発明の実施の形態による装置の試作機を示す図である。 図４ｄ（ｉｉｉ）は、本発明の実施の形態による装置の試作機を示す図である。 図５ａないし図５ｇは、本発明のさまざまな実施の形態によるさまざまな種類のスクリーン印刷メッシュを描く図である。 図６は、フォトレジスト印刷ステンシルを担持するモノフィラメントスクリーン印刷メッシュの断面を描く図である。

次に、本発明の装置および印刷工程について、図面を参照してさらに説明する。
本発明による装置は、基材シート上のインクまたはコーティング組成物中の磁気的に配向された磁性粒子または磁化可能粒子を含む識別印を生成する装置であって、フラット印刷スクリーンとシートを受ける印刷プラテンとを有するフラットベッドスクリーン印刷ユニットと、多数の磁石アセンブリを備える磁気配向ユニットとを備える。印刷プラテンは、印刷スクリーンに面した上面とシートを取り出すことのできる上面に沿った第１の方向とを有する。磁気配向ユニットは印刷プラテンの上面より下に配置され、多数の磁石アセンブリは、上面に沿った第１の方向に沿って配置される。磁石アセンブリはすべて、印刷プラテンの上面から離れた第１の位置から印刷プラテンの上面に近い第２の位置へ同時に移動できる。

さらに、本発明による識別印を生成する工程は、
ａ）本発明による装置を設けるステップと、
ｂ）装置の印刷プラテン上に、磁性粒子または磁化可能粒子を含む濡れたインクまたはコーティング組成物を少なくとも表面の一部に担持する基材シートを送り込むステップと、
ｃ）装置の磁石アセンブリをすべて、印刷プラテンの上面から離れた第１の位置から印刷プラテンの上面に近い第２の位置へ同時に移動させ、これにより濡れたインクまたはコーティング組成物中の磁性顔料粒子または磁化可能顔料粒子を配向させるステップと、
ｄ）磁石アセンブリを第１の位置へ戻すステップと、
ｅ）印刷プラテンからシートを取り出すステップと、
ｆ）インクを硬化させるステップと
を含む。

本発明によれば、スクリーン印刷ユニットの印刷プラテンより下に配置された磁気配向ユニットによって、磁石アセンブリを下（解除位置）から印刷プラテンに近い位置（使用位置）へ移動させて、磁石アセンブリの磁場が印刷プラテンと印刷プラテン上に置かれた基材シートとを貫くようにし、これにより、基材シート上に付けられた濡れたインクまたはコーティングの層中の磁性顔料粒子または磁化可能顔料粒子を配向させることができる。当業者に明らかなように、印刷プラテンは、静磁場に対して透過性でなければならない。

当業者に知られているように、磁性粒子または磁化可能粒子の配向だけでなく、位置もまた、磁場に影響され得ることにも留意すべきである。従って、不均一な磁場の影響下では、粒子は、所定の配向を取るだけでなく、空間的にある程度密集して並ぶ。このため、磁場中で優先的な配向をもたない球形粒子（例えば軟磁性カルボニル鉄粒子）の場合でさえ、磁気「配向」画像を得ることができる。これについては国際公開第２００５／００２８６６号を参照されたい。実のところ、この場合に観察される画像は粒子密度画像である。

本発明の重要な特徴は、磁気配向ユニットが多数の磁石アセンブリを備えるということである。これは、途中の乾燥はせず１シート当たり１回の印刷走行しか対応しないというスクリーン印刷工程の技術的制約のために必要である。印刷された濡れたシートに印刷スクリーンが再度接触すると、注目すべきことに、すでに印刷された識別印が汚れてしまう。一方、一般に同じシート上には、シートの面全体にわたって配分された印刷されるべき複数の繰り返しアイテムが存在し、従って印刷されるすべてのアイテムにはそれぞれ専用の磁石アセンブリが必要であり、磁気配向工程の際はすべての磁石アセンブリを同時に移動させなければならない。

配向ユニットはさらに、スクリーン印刷工程および磁気配向工程の両方が同時に行われ得るように配置される。

磁性顔料粒子または磁化可能顔料粒子の配向を、磁性顔料粒子または磁化可能顔料粒子を含むコーティング組成物内で固定するには、続いてインクまたはコーティングの層を固化（乾燥）させなければならない。この目的のため、コーティングされた基材には、硬化処理、好ましくは光重合（例えば紫外線硬化）または電子ビーム硬化のような放射線硬化を施さなければならない。当業者に明らかなように、コーティング組成物は、選ばれた硬化メカニズムによって硬化可能となるように選ばれなければならない。

硬化は印刷プラテン上での照射によって行われてよく、その後、コーティングされた基材が印刷プラテンから取り出されてよい。しかし、好ましくは、基材が印刷プラテンから取り出され、特別に考えられた乾燥機器によって硬化させられる。印刷プラテンから基材を取り出す時は、基材の下の磁石アセンブリに対して起こり得る基材の相対的なずれによって、生成された磁気配向画像をぼかすことのないように注意しなければならない。従って、磁石アセンブリは、基材を取り出す前に、それまでに生成された磁性顔料配向画像をぼかしたり消失させたりしないような方法で離されなければならない。

磁石アセンブリを離す好ましい方法は、印刷され磁気的に配向された基材自体が静止している間の、基材表面と交わる向きの移動によるものである。

磁石アセンブリを離すもう一つの方法は、印刷され磁気的に配向された基材の接線方向の取り外しと同時の回転運動によるものである。

本発明は、磁石アセンブリの移動が純粋な往復運動と純粋な回転運動との間に選ばれる実施の形態も含む、ということは強調されなければならない。これは、注目すべきことには、磁石アセンブリの回転中心（回転軸）を適切に選ぶことによって実現できる。移動する基材の平面から半径１つ分離れた回転軸を選べば、純粋な回転運動の実施の形態が可能になり、その場合、基材は、磁石アセンブリに合わせて、磁石アセンブリと同時に、接線方向に移動する。移動する基材の平面に近い回転軸を選べば、純粋な往復運動の実施の形態が可能になり、その場合、磁石アセンブリは、基材の平面と交わる方向に移動する。回転軸をこれら両極端の間に選べば、純粋な往復運動と純粋な回転運動との間で移動する実施の形態が可能になる。

本発明の関連で最も好ましい磁性粒子または磁化可能粒子は、例えば米国特許第４，８３８，６４８号明細書および米国特許第６，８７５，５２２号明細書に開示されたような、光学的に変化する磁性顔料粒子である。光学的に変化する磁性顔料（ＯＶＭＰ）は、注目すべきことには、銀行券、有価書類、カード、交通機関の切符、パスポート、本人確認書類、アクセス書類、物品税書類、および製品ラベル、のような保護対象書類の保護に用いられる。光学的に変化する顔料粒子は、１５マイクロメートルないし２０マイクロメートルの範囲の平均径で２５マイクロメートルないし３５マイクロメートルの範囲の最大径、および１マイクロメートル程度の厚さを有する不規則な小板の形を有する。

特に好ましい選択肢において、識別印を生成する工程は、磁性粒子または磁化可能粒子を含むインクまたはコーティング組成物が基材シート上に付けられる印刷ステップを含む。そして、この特定の実施の形態では、基材シートの供給が、磁性粒子または磁化可能粒子を含む濡れたインクまたはコーティング組成物でシートの表面を少なくとも部分的にコーティングまたは印刷するステップを含む。

最も好ましくは、上記のコーティングまたは印刷は、スクリーン印刷により、フラットスクリーンフラットベッド印刷機で、適切なフラット印刷スクリーンと、スキージと、適切なインクまたはコーティング組成物とを用いて行われる。

さらに、基材シートの印刷と顔料粒子の磁気配向とは、順次、あるいは互いに同時に行われてよい。

本工程の特定の実施の形態において、磁石アセンブリは、インクを付けられた印刷スクリーン上にスキージを移動させる前に、フラットベッド機器の印刷プラテンに向かって移動させられる。この結果、磁性粒子または磁化可能粒子が磁石アセンブリの磁場で配向するための露出時間が最長になる。

次に、図１ａないし図１ｄを参照する。これらの図はそれぞれが、基材シート上のインクまたはコーティング組成物中の磁性粒子または磁化可能粒子の磁気的な配向によって識別印を生成するための、本発明の好ましい第２の主要な実施の形態による装置を模式的に描き、また印刷工程の実施の形態を説明する図である。

図１ａにおいて、印刷されるシート（５）が、フラットスクリーンフラットベッドスクリーン印刷機の印刷プラテン（１）上に送り込まれる。印刷スクリーン（２）、スキージ（３）、およびインク（４）は解除位置にある。磁石アセンブリ（６）は解除位置にある。

図１ｂにおいて、シート（５）は印刷位置にあり、印刷スクリーン（２）は下げられた位置にあり、スキージ（３）は、インク（４）をスクリーン（２）上で動かして、シート（５）を印刷する。磁石アセンブリ（６）は解除位置にある。

図１ｃにおいて、シート（５）は印刷位置にあり、印刷スクリーン（２）、スキージ（３）、およびインク（４）は解除位置にある。磁石アセンブリ（６）は使用位置にあって、印刷されたインク中の磁性粒子または磁化可能粒子を配向させる。

図１ｄにおいて、印刷され配向されたシート（５）は、フラットベッドスクリーン印刷機の印刷プラテン（１）から取り出される。磁石アセンブリ（６）は、解除位置へと同時に移動中である。印刷されたインクが紫外線乾燥機器（７）の作用によって硬化させられ、これにより磁性粒子または磁化可能粒子が、配向された状態で固定される。

次に、図２ａないし図２ｃを参照する。これらの図は、同じ機器を用いた、印刷工程の代替実施形態を模式的に説明する図である。

図２ａにおいて、印刷されるシート（５）が、フラットスクリーンフラットベッドスクリーン印刷機の印刷プラテン（１）上に送り込まれる。印刷スクリーン（２）、スキージ（３）、およびインク（４）は解除位置にある。磁石アセンブリ（６）は使用位置にある。

図２ｂにおいて、シート（５）は印刷位置にあり、印刷スクリーン（２）は下げられた位置にあり、スキージ（３）は、インク（４）をスクリーン（２）上で動かして、シート（５）を印刷する。磁石アセンブリ（６）は使用位置にあって、印刷されたインク中の磁性粒子または磁化可能粒子を印刷工程と同時に配向させる。

図２ｃにおいて、印刷され配向されたシート（５）は、フラットベッドスクリーン印刷機の印刷プラテン（１）から取り出される。磁石アセンブリ（６）は、解除位置へと同時に移動中である。印刷されたインクが紫外線乾燥機器（７）の作用によって硬化させられ、これにより磁性粒子または磁化可能粒子が、配向された状態で固定される。

次に、図３ａないし図３ｃを参照する。これらの図は、上方から見た印刷工程を模式的に説明する図である。

図３ａにおいて、印刷されるシート（５）が、フラットスクリーンフラットベッドスクリーン印刷機の印刷プラテン（１）上に送り込まれる。印刷スクリーン（２）、スキージ（３）、およびインク（４）は解除位置にある。磁石アセンブリ（見えない）は使用位置にある。

図３ｂにおいて、シート（５）は印刷位置にあり、印刷スクリーン（２）は下げられた位置にあり、スキージ（３）は、インク（４）をスクリーン（２）上で動かして、シート（５）を印刷する。使用位置にある磁石アセンブリは、印刷されたインク中の磁性粒子または磁化可能粒子を印刷工程と同時に配向させる。

図３ｃにおいて、印刷され配向されたシート（５）は、フラットベッドスクリーン印刷機の印刷プラテン（１）から取り出される。印刷スクリーン（２）、スキージ（３）、およびインク（４）は解除位置にある。

次に、図４ａないし図４ｄを参照する。これらの図は、本発明の実施の形態による装置の試作機を説明する図である。

図４ａは、ＢＭＳＰ−１５０Ｍ型フラットスクリーン・フラットベッド・シルクスクリーン印刷ユニットを、改造した印刷プラテンの詳細とともに、以下のように３つの異なる図（ｉ）ないし（ｉｉｉ）で示す図であり、
（ｉ）は、印刷ユニットの全体図、
（ｉｉ）は、磁気配向ユニットを挿入した状態の印刷プラテン、
（ｉｉｉ）は、磁気配向ユニットを取り外した状態の印刷プラテンである。

図４ｂは、本発明の第２の主要な実施の形態による回転磁石アセンブリを有する装置の印刷プラテンを、２つの異なる図（ｉ）および（ｉｉ）で示す図であり、
（ｉ）は、「使用位置」の状態、
（ｉｉ）は、「解除位置」の状態である。

図４ｃは、本発明の実施の形態による回転磁石アセンブリを２つの異なる図（ｉ）および（ｉｉ）で示す図であり、
（ｉ）は、「ローリングバー」（rolling bar）特徴を生成するためのもの、
（ｉｉ）は、「ライトスイッチ」（light switch）特徴または「３Ｄ」特徴を生成するためのものである。

図４ｄは、本発明の第２の主要な実施の形態による装置のための磁気配向ユニットの例示的な支持ブロックを、３つの異なる図（ｉ）ないし（ｉｉｉ）で示す図であり、
（ｉ）は、挿入された磁石アセンブリがない状態、
（ｉｉ）は、挿入された磁石アセンブリを「使用位置」で有する状態、
（ｉｉｉ）は、挿入された磁石アセンブリを「解除位置」で有する状態である。

次に、図５ａないし図５ｅを参照する。これらの図は、本発明のさまざまな実施の形態で使用され得る異なる種類のスクリーン印刷メッシュを描く図であり、
ａ）は、第１の種類のマルチフィラメント織布、
ｂ）は、第２の種類のマルチフィラメント織布、
ｃ）は、カレンダー加工されたモノフィラメントメッシュ、
ｄ）は、カレンダー加工されたメッシュの断面、
ｅ）は、電鋳された多孔質金属箔である。

フラット印刷スクリーンは、スクリーン印刷の分野で知られるどんな種類のものであってもよく、例えば木製、または好ましくはアルミニウム製の枠と、枠に担持されるスクリーン印刷メッシュとを備える。スクリーン印刷メッシュは、印刷ステンシルの担持体であり、特に、ナイロン製、ポリエステル製、またはステンレス鋼製の、マルチフィラメント（図５ａ、５ｂ）またはモノフィラメント（図５ｃ）の、１枚の多孔質の目の詰まった織布であってよい。最も好ましいのは、伸びの少ないポリエステルのモノフィラメント枠、またはステンレス鋼枠である。あるいは、スクリーン印刷メッシュは、化学的にエッチングされた多孔質金属箔、レーザーエッチングされた多孔質金属箔、または、例えばステンレス鋼箔などの、電鋳された多孔質金属箔（図５ｅ）であってよい。

印刷インクおよび／または印刷された基材と接触するスクリーンおよび金属の部分は、磁性顔料および磁気配向工程と干渉するのを回避するため、非磁性体とすべきである。

スクリーン印刷メッシュは、その製織パラメータ、すなわち製織方式、メッシュ数（メッシュ／インチ、メッシュ／ｃｍ）、メッシュ厚（マイクロメートル単位）、および線径（マイクロメートル単位）でさらに特徴付けられる。これらから、孔の開口（マイクロメートル単位）および理論的なインク堆積（マイクロメートル単位）を導出できる。メッシュ厚は一般に線径の２倍よりも若干薄いが、これは、繊維の千鳥状のうねりのために垂直方向に幾分圧縮されるためである（カレンダリング、図５ｄ）。

スクリーン印刷メッシュは、本発明の重要な要素であり、最も好ましい光学的に変化する磁性顔料粒子または磁化可能顔料粒子を含むインクまたはコーティング組成物を印刷するのに適切なメッシュの大きさおよび厚さを有するように選ばれなければならない。印刷されたインク堆積の膜厚は、粒子の配向を容易にするため、好ましくは平均顔料粒子径程度、すなわち１５マイクロメートルないし２０マイクロメートルの範囲にすべきである。また、スクリーン印刷メッシュは、顔料粒子径の最大径のおよそ２倍の自由メッシュ開口を有するべきであり、従って我々の場合は、５０マイクロメートルないし７０マイクロメートルの範囲の開口を有する。

従って、本発明で用いられるスクリーン印刷メッシュは、４０マイクロメートルないし９０マイクロメートルの範囲に含まれる好ましいメッシュ開口を有しており、最も好ましいのは、５０マイクロメートルないし７０マイクロメートルの範囲のメッシュ開口である。

さらに、メッシュは、１５０メッシュ／インチないし３００メッシュ／インチ（６０メッシュ／ｃｍないし１２０メッシュ／ｃｍに対応する）の範囲に含まれる好ましいメッシュ数を有しており、最も好ましいのは、１８０メッシュ／インチないし２５０メッシュ／インチ（７２メッシュ／ｃｍないし１００メッシュ／ｃｍに対応する）の範囲のメッシュ数である。

メッシュは、３０マイクロメートルないし７０マイクロメートルの範囲に含まれる好ましい線径を有し、最も好ましいのは、４５マイクロメートルないし５５マイクロメートルの範囲の線径である。

次に、図６ならびに図５ｆおよび図５ｇを参照する。図６は、フォトレジスト印刷ステンシルを担持するモノフィラメントスクリーン印刷メッシュの断面を描く図であり、図５ｆおよび図５ｇはそれぞれ、コンピュータ・トゥ・スクリーン印刷ステンシルおよびフォトレジスト印刷ステンシルを示す図である。印刷ステンシルは、印刷情報の担持体である。印刷ステンシルは、フォトレジスト技術によって製造されると有利である。フォトレジスト技術では、第１のステップにおいて、スクリーン印刷メッシュ全体がフォトレジストでコーティングされ、第２のステップにおいて、フォトレジストが（レジストの種類に応じてポジまたはネガの）印刷情報に対して写真のように露光され、第３のステップにおいて、インクを印刷しようとする領域のスクリーン印刷メッシュからレジストが選択的に除去されるように、露光されたレジストが化学的に現像される。その結果、印刷ステンシルを担持するメッシュ（図５ｇ）が得られる。あるいは、ステンシルは、メッシュ全体を非選択的にコーティングし、続いてインクを印刷しようとする場所のコーティングを選択的、機械的に除去することによっても製造され得るし、直接、メッシュ上に選択的にインクジェット印刷することによって製造されるとさらに有利である（コンピュータ・トゥ・スクリーン技術、図５ｆ）。

本発明による装置および工程は、書類上のコーティング組成物中の磁性粒子または磁化可能粒子の磁気配向によって識別印を生成するのに用いることができる。書類は、特に、好ましくは銀行券、有価書類、カード、交通機関の切符、パスポート、本人確認書類、アクセス書類、物品税書類、および製品ラベルからなる群から選ばれた、保護対象書類であってよい。

本発明の例示的なさらなる実施の形態
Ａ シルクスクリーン印刷ユニット
図４ａないし図４ｄを参照する。シルクスクリーン印刷ユニット（図４ａ（ｉ））は、実験用フラットスクリーンフラットベッド校正印刷機であり、印刷ステーションと、印刷基材を印刷プラテン上に保持する真空ポンプとからなる。印刷プラテンは、２つの磁気配向ユニットを含むように構成された（図４ａ（ｉｉ）はユニットが挿入された状態、（ｉｉｉ）はユニットが取り外された状態）。

Ｂ 印刷スクリーン
フラット印刷スクリーンは、単繊維ポリエステル（Ｓ）の織りメッシュ、またはポリエステル糸（Ｔ）の織りメッシュを基部とする。

このようなスクリーンメッシュは、例えば、中国上海市の上海ポリエステルスクリーン印刷メッシュ社（Shanghai Polyester Screen Printing Mesh Co., Ltd.）から入手できる。以下のメッシュ特性がうまく利用できた。

印刷ステンシルは、当技術分野で知られるように、フォトレジスト技術によってメッシュ上に生成される。そのようにして得られたスクリーン印刷メッシュが、フラットベッド校正印刷機にはまるアルミニウム枠に取り付けられる。

Ｃ 磁石アセンブリ
印刷ユニットは、印刷スクリーン（図４ａ（ｉ））と、印刷プラテン（図４ｂ（ｉ、ｉｉ））と、磁石アセンブリ（図４ｃ（ｉ、ｉｉ））と、支持ブロック（図４ｄ）とを備える。磁石アセンブリおよび支持ブロックは、磁石アセンブリを動かす機械部分とともに、磁気配向ユニットを構成する。

印刷プラテン（図４ｂ（ｉ、ｉｉ））は、２つの磁石アセンブリを保持し配置するために、２本の平行な溝を有するように作られた。

以下の典型的な顔料配向効果と特製の顔料配向効果との両方を生成するために、２つの標準的な磁石アセンブリが開発された（図４ｃ（ｉ、ｉｉ））。すなわち、
「ローリングバー」効果を生成する磁石アセンブリ、および
「ライトスイッチ」効果または「３Ｄ効果」を生成する磁石アセンブリ
である。
「ライトスイッチ」型の磁石アセンブリは、他の特製の効果を生成するよう、容易に改造することができる。

支持ブロックは２つ設けられている。支持ブロックの主な機能は、ｉ）磁石アセンブリが回転運動できるように磁石アセンブリを所定の位置に保持することと、ｉｉ）平坦な印刷面を生成するように溝の隙間を埋めることである。

Ｄ 印刷
上述した実験用試作機器を用いた、保護対象書類を作成するのに用いられ得るような、基材シート上のインクまたはコーティング組成物中の磁性粒子または磁化可能粒子の磁気配向によって識別印を生成する工程は、詳細には以下の逐次ステップを含む。すなわち、
ａ）必要な磁石アセンブリを支持ブロックに取り付けて、開示されたように磁石アセンブリを可動に配置するステップと、
ｂ）磁石アセンブリが取り付けられた状態で支持ブロックを印刷プラテンに挿入するステップと、
ｃ）印刷プラテンの穴と支持ブロックに２本の横ハンドルを挿入してこれらを可動に配置された磁石アセンブリと接続し、磁石アセンブリが水平位置になるようにハンドルを回転させるステップと、
ｄ）上に開示されたように得られたフラット印刷スクリーンを印刷機に取り付け、印刷スクリーン上の識別印の位置に応じて印刷プラテンを調整することにより磁石アセンブリの位置を微調整するステップと、
ｅ）２本のハンドルの端部をそれぞれ印刷スクリーンの両側に接続するステップと、
ｆ）印刷スクリーンを持ち上げて、ハンドルとの接続により同時に磁石アセンブリの下向きの回転運動を生じさせ、基材シートを印刷プラテン上に送り込むステップと、
ｇ）印刷スクリーンを下げて、ハンドルとの接続により同時に磁石アセンブリの上向きの回転運動を生じさせ、基材シートの位置を印刷スクリーンに合わせる（調整する）ステップと、
ｈ）光学的に変化する磁性顔料を含む、国際公開第２００７／１３１８３３号による紫外線硬化型インクを印刷スクリーン上に載せ、スキージを用いてわずかに圧力をかけながらスクリーン上でインクを移動させ、これにより基材シートに印刷するとともに、印刷されたインク層中の磁性粒子または磁化可能粒子を印刷工程と同時に配向させるステップと、
ｉ）印刷スクリーンを持ち上げて、ハンドルとの接続により同時に磁石アセンブリの下向きの回転運動を生じさせるステップと、
ｊ）印刷され「磁気的に配向された」基材を印刷プラテンから取り外し、基材上の印刷されたインクを紫外線源への露出によって固化（硬化、乾燥）させるステップと、
ｋ）印刷された基材シートをさらに生成するためにステップｆ）ないしｊ）を繰り返すステップと
である。

上記の通り本明細書になされた開示に基づいて、当業者は、本発明のさらなる実施の形態、特に、より大きな印刷面と、２個を超える磁気配向ユニットと、さらに自動化および工業化された印刷磁気配向工程とを有する実施の形態を考えることが可能であろう。

本発明による装置および工程は、書類上のコーティング組成物中の磁性粒子または磁化可能粒子の磁気配向によって識別印を生成するのに用いることができる。

Claims (19)

1. 基材シート上のインクまたはコーティング組成物中の磁気的に配向された磁性粒子または磁化可能粒子を含む識別印を生成する装置であって、
   フラット印刷スクリーンと、前記シートを受ける印刷プラテンであって、前記印刷スクリーンに面した上面と前記シートを取り出すことのできる上面に沿った第１の方向とを有する印刷プラテンと、を有するフラットベッドスクリーン印刷ユニットと、
   複数の磁石アセンブリを備える磁気配向ユニットと、
   を備える装置において、
   前記磁気配向ユニットが前記印刷プラテンの前記上面より下に配置され、
   前記複数の磁石アセンブリが前記第１の方向に沿って配置され、前記磁石アセンブリがすべて、前記印刷プラテンの前記上面から離れた第１の位置から前記印刷プラテンの前記上面に近い第２の位置へ同時に移動できる装置。
2. 前記磁石アセンブリが、前記第１の位置と前記第２の位置との間を前記印刷プラテンの前記上面と交わる第２の方向に沿って往復運動で移動できる請求項１に記載の装置。
3. 前記磁石アセンブリが、前記第１の位置と前記第２の位置との間を往復回転運動で移動できる請求項１に記載の装置。
4. 前記装置が、前記シート上の生成された磁気画像のぼけを防止するように、前記磁石アセンブリを前記コーティングされたシートの取り出しと同期させて移動させるように構成される請求項３に記載の装置。
5. 少なくとも１つの前記磁石アセンブリが永久磁性体の彫り込み磁化板を備える上記請求項のいずれか１項に記載の装置。
6. 前記彫り込み磁化板が、構造上の結合剤としてのポリマーと、充填材としての永久磁性粉とを含む複合材料である請求項５に記載の装置。
7. 少なくとも１つの前記磁石アセンブリが少なくとも１つのさらなる永久磁石を備え、前記磁石が、前記磁石と前記彫り込み磁化板との間に作用する固有の磁力に対して前記磁石を保持する位置に取り付けられる請求項５ないし６のいずれか１項に記載の装置。
8. 前記印刷スクリーンが、４０マイクロメートルないし９０マイクロメートルの範囲のメッシュ開口を有する上記請求項のいずれか１項に記載の装置。
9. 識別印を生成する工程であって、
   ａ）請求項１ないし８のいずれか１項に記載の装置を設けるステップと、
   ｂ）前記装置の前記印刷プラテン上に、磁性粒子または磁化可能粒子を含む濡れたインクまたはコーティング組成物を少なくとも表面の一部に担持する基材シートを送り込むステップと、
   ｃ）前記装置の前記磁石アセンブリをすべて、前記印刷プラテンの前記上面から離れた第１の位置から前記印刷プラテンの前記上面に近い第２の位置へ同時に移動させ、これにより前記濡れたインクまたはコーティング組成物中の前記磁性粒子または磁化可能粒子を配向させるステップと、
   ｄ）前記磁石アセンブリを前記第１の位置へ戻すステップと、
   ｅ）前記印刷プラテンから前記シートを取り出すステップと、
   ｆ）前記インクを硬化させるステップと
   を含む工程。
10. 前記第１の位置と前記第２の位置との間の前記磁石アセンブリの移動が、前記印刷プラテンの上面と交わる第２の方向に沿って往復運動で行われる請求項９に記載の工程。
11. 前記第１の位置と前記第２の位置との間の前記磁石アセンブリの移動が往復回転運動で行われる請求項９に記載の工程。
12. 前記磁石アセンブリの移動と前記シートの取り出しとが、前記シート上に生成された磁気画像のぼけを防止するように、同期した動作で行われる請求項１１に記載の工程。
13. 前記装置の前記印刷プラテンへ基材シートを送り込む前記ステップが、磁性粒子または磁化可能粒子を含む濡れたコーティング組成物またはインクで前記シートの表面を少なくとも部分的にコーティングまたは印刷するステップを含む請求項９ないし１２のいずれか１項に記載の工程。
14. 前記コーティングまたは印刷が、４０マイクロメートルないし９０マイクロメートルの範囲のメッシュ開口を有するフラット印刷スクリーンを用いて行われる請求項１３に記載の工程。
15. 前記コーティングまたは印刷が、光学的に変化する磁性顔料粒子を含む組成物を用いて行われる請求項１３ないし１４のうちの１項に記載の工程。
16. 前記コーティングまたは印刷するステップが、前記顔料粒子の磁気配向と同時に行われる請求項１３ないし１５のうちの１項に記載の工程。
17. 前記磁石アセンブリが、前記シートの印刷前に前記印刷プラテンに向かって移動させられる請求項１３ないし１６のうちの１項に記載の工程。
18. 書類上のコーティング組成物中の磁性粒子または磁化可能粒子の磁気配向によって識別印を生成するための、請求項１ないし８のいずれか１項に記載の装置の使用。
19. 前記書類が、銀行券、有価書類、カード、交通機関の切符、パスポート、本人確認書類、アクセス書類、物品税書類、および製品ラベルからなる群から選ばれる請求項１８に記載の使用。