具有印刷防偽元件的數據載體的製作方法
2023-12-02 14:50:36 1
專利名稱：具有印刷防偽元件的數據載體的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種具有防偽印刷圖像的數據載體(data carrier)和形成這種印刷圖像的印刷圖版(printing plate)。
背景技術：
為了生產高質量的印刷產品，諸如紙幣、股票等，常用防偽凹版印刷(intaglio printing)，因為印刷圖版的製造非常精細和昂貴，且這種方法製造非常特有的印刷圖像，該圖像不能以其它印刷方法仿製。
在凹版印刷中，平面圖像通過緊鄰的刻線形成，各刻線通常為毫米寬的碎印且被非刻劃區分隔。
為了印刷操作，印刷圖版的刻線用油墨填充。過多的油墨藉助擦拭輥或刮墨刀從印刷圖版上去除，使得僅刻線填充有油墨。於是此擦拭過程去除印刷圖版表面上的所有油墨成分。
在印刷操作中，要印刷的數據載體(通常是紙)最終藉助具有彈性表面的壓力輥以高壓壓在印刷圖版上。數據載體從而被壓入填充有油墨的印刷圖版的刻線內，於是與油墨接觸。當數據載體分離時，它將油墨從刻線的凹陷中拉出。於是，所製成的印刷圖像具有印刷線，該印刷線隨凹刻的深度而在油墨層厚度上有變化。
如果在凹版印刷中使用透明油墨，則在以薄油墨層厚度印刷白色數據載體時獲得淺色調，而在以厚油墨層印刷時獲得深色調。與其它普通印刷方法相比，凹版印刷可以製造具有非常大的油墨層厚度的印刷圖像。如果使用相應的深的刻板，則所得到的印刷圖像甚至能用手觸知。使用相應的細的刻板還能獲得極細的、非常銳利的印刷線。
WO97/48555描述了一種方法，該方法以可複製、機械製造的方式生產凹版印刷圖版，並允許線寬和線深彼此極為獨立地調整。為此目的，探測線條原形(line original)的線條，並精確地確定每條線條的表面區。用雕刻工具，例如旋轉鑿或雷射束，首先雕刻所述表面區域的外部輪廓，為該表面區清晰地勾畫輪廓。然後利用相同的或其它雕刻工具去除表面區域的輪廓區，使得根據線條原形精確地雕刻所有線條。以此方式，還可製作具有較大刻劃深度的非常窄的線條，即，數據載體上的高出的墨線。這甚至使非常細的線條摸起來象浮雕。
發明內容
本發明要解決的問題是為數據載體提供印刷圖像，該印刷圖像由凹版印刷製造並具有非常高的防偽性。
此問題通過獨立權利要求解決。其改進是從屬權利要求的目的。
本發明要解決的問題是用多個不同的結構元件構成設置在數據載體上的印刷圖像，所述結構元件被設置得精確對準；並且還要解決的問題是將至少一部分所述結構元件製成起伏的和可觸知的，並將一部分結構元件製成平坦的和不可觸知的。所述結構元件優選地在印刷操作中通過凹版印刷製造在數據載體上。
在本發明的範圍中，「對準」表示在大面積和細絲結構或者起伏的和平坦結構鄰接的過渡區中，大面積和細絲結構或者起伏的和平坦結構元件的準確毗連或鄰接。
「起伏的」表示結構元件高於作為參照平面的數據載體表面約30微米，優選地約40微米至約100微米。相反，「平坦的」表示在理想情況下，結構元件位於作為參照平面的數據載體表面上，但是該結構元件可以高於該參照平面至多約25微米至30微米，優選地不超過25微米。
需要注意的是，數據載體表面上的起伏不完全一致地與印刷圖版的雕刻深度匹配。這是因為數據載體在印刷過程中未下壓到印刷圖版的刻紋底部，且印刷圖版凹陷中的油墨未完全轉移到數據載體上。因此，印刷圖版的用於起伏結構元件的刻紋深度在約40微米至200微米的範圍內，優選地在約55微米至150微米的範圍內，對於平坦的結構元件，該刻紋深度在約5微米至50微米的範圍內，優選地在約10微米至25微米範圍內。無論邊界線區域中的刻紋深度是導致起伏結構還是平坦結構，數據載體表面上的印刷在各情形下還取決於刻紋的斜坡陡度、所印刷的基底的性質(強度、塑性變形性)、以及印刷油墨的固體或溶劑含量。
當使用透明油墨時，色調的亮度效果取決於印刷層厚度、以及顏料的類型、成分和濃度。約2微米和5微米之間的層厚度可產生淺的、較透明的色調，且具有這種層厚的印跡是不可觸知的。在約5微米和10微米之間的層厚範圍內，色調較暗，但印刷圖像依然不可觸知。只有在約10微米至30微米之間的層厚時，明顯更暗的印刷圖像變成可觸知的。本發明結構元件間可直觀識別的反差於是可以通過油墨層厚度形成。因為可觸知性是一種主觀感覺，所以起伏得以觸知的值僅能限制在粗略的界限內。印刷圖像起伏的可觸知性不僅取決於絕對起伏高度和獨特的敏感度，還取決於印刷結構的膚淺程度，以及印刷結構是被單獨觸及還是與印刷的周圍介質結合而被觸及。
最終，通過在不同的結構元件間形成頻繁變化，可以進一步增加本發明防偽元件或防偽印刷圖像的防偽性。結構元件相對於其深淺程度和/或其明暗反差和/或其可觸知性而不同。不同結構元件間的準確對準和防偽印刷圖像的所得特殊光學效果可以僅通過凹版印刷形成，即利用其上完整地雕刻有防偽印刷圖像的一印刷圖版、並使用必要的套準。
結構元件還可與陰性元件(negative element)結合。「陰性元件」表示在覆蓋有油墨的圍繞物內的未覆蓋有油墨的任意形狀的區域。這種陰性元件可以出現在結構元件內，作為未印出的圖像或字符信息，例如徽標、貨幣幣值或字跡，使得結構元件未完全覆蓋有油墨。備選地，陰性元件還可以形成為各結構元件間的分隔線條。在此情形下，陰性元件優選地具有複雜線條圖案的形式，例如扭索狀裝飾。
因為通過凹版印刷可以印刷非常銳利的輪廓，所以可以形成具有達10微米的非常小的線寬的可直觀識別的陰性字符。在本發明的形成印刷圖版的雕刻方法中，這種附加的信息可以以一種非常簡單的方式來考慮。然而對於潛在的偽造者，它會導致額外的問題。
根據一優選實施例，本發明結構元件的一部分被製造成大面積的，且一部分結構元件被製造成細絲狀的。
「大面積」是指結構元件不通過照相銅版印刷形成，而是由具有大於約1毫米的特定寬度的面積元件構成。
相反，「細絲」是指包含細線條，該細線條有選擇地交叉並互相纏繞，例如扭索狀裝飾。所述細絲結構的線寬小於1毫米，且優選地小於0.5毫米。
根據再一個優選實施例，結構元件被選擇和設置對齊，以形成至少兩個直觀可辨的信息片段，優選地為重疊信息片段。例如，第一個信息片段可以由起伏的和可觸知的結構元件構成，而第二個信息片段包括至少絕大部分平坦的、不可觸知的結構元件。
另外，如果結構元件的一部分被構造成細絲狀的和另一部分被構造成大面積，則信息可以例如如下構成。本發明防偽元件的所有細絲結構元件和一部分大面積結構元件被設計成起伏的和可觸知的，並形成第一可直觀識別的信息片段。同時，一部分所述可觸知結構元件表現為第二個信息片段，該信息片段不僅具有可觸知的結構元件，而且還具有平坦的、不可觸知的結構元件。第二信息片段的平坦結構元件優選地具有更大的表面積，使得第二個信息片段的視覺效果主要由平坦結構元件確定。相對於第二個信息片段，可觸知的結構元件僅形成了一種重疊的、優選較暗的圖案。第一個信息片段的結構元件的剩餘部分對齊地鄰接第二個信息片段，所述剩餘部分優選地僅包括細絲結構元件。根據一特殊實施例，所述細絲結構元件與被兩個信息片段所共用的起伏結構元件的輪廓線連續。
此防偽元件可以具有根據本發明再一優選實施例的陰性元件。例如，第一和第二信息片段的結構元件可以被窄的、未印出的輪廓線分隔。在此情形中，僅屬於第一信息片段的結構元件還可以與所述未印出的輪廓線連續。
用於形成此印刷圖像的印刷圖版具有呈凹陷形式的相應結構元件，所述結構元件在此設置成準確對齊。各個結構元件的刻紋深度得以選擇，使得所述結構元件的第一部分在印刷操作後為起伏的和可觸知的，結構元件的第二部分具有更小的刻紋深度，使得印刷操作後結構元件為平坦的和不可觸知的。優選地，結構元件的第一部分的刻紋深度為約40微米至200微米，優選地為約55微米至150微米，且第二部分的刻紋深度為約5微米至50微米，優選地為約15微米至40微米。
如上所述，因為印刷產品中獲得的起伏高度不僅取決於印刷圖版的刻紋深度，還取決於基底的性能和油墨，所以在極端情況下，40微米的刻紋深度已經可以獲得起伏的印刷圖像，而50微米的刻紋深度依然可以在其它材料和印刷參數下獲得平坦的圖像。然而，在每種特殊的應用情況下，導致起伏印刷圖像區域的刻紋總是比那些形成所謂的平坦的、不可觸知的圖像區域的刻紋更深。
在本發明的再一優選實施例中，結構元件被設計成兩個信息片段重疊區或者保持未被印刷，或者被著色成清楚地直觀區別於起伏的和可觸知的結構元件、以及平坦的和不可觸知的結構元件的色調。起伏的和平坦的結構元件、以及未印刷的或反差色調重疊區再次準確對齊。
本發明的其它實施例和優點將在以下參照附圖得以說明。此處需要指出的是，附圖是示意性視圖，該視圖不具體地表現真實比例的線寬或層厚關係。
圖1顯示了本發明防偽元件的第一實施例；圖2顯示了本發明防偽元件的第二實施例；圖3顯示了本發明印刷圖版的細節；圖4顯示了用圖3的印刷圖版進行印刷後數據載體橫截面上的細節；圖5a顯示了圖2防偽元件的放大細節A；圖5b和5c顯示了試圖偽造後圖5a的放大細節A；以及圖6和7顯示了本發明防偽元件的另外兩個實施例。
具體實施例方式
圖1顯示了本發明防偽元件1的第一實施例。防偽元件1包括準確對齊設置的多個防偽結構元件。在圖中顯示為黑色的所述結構元件的一部分被形成為起伏的和可觸知的，在圖中顯示為灰色的所述結構元件的其它部分被形成為平坦的和不可觸知的。所有的所述結構元件在印刷操作中通過凹版印刷形成在任一基底上。在所示例子中，各結構元件彼此相對設置，以形成兩個直觀可辨的信息片段，即被字跡「Bank note」重疊的數字「2000」。
為了清晰起見，本發明的原理將僅參照屬於數字「2」和字母「B」的結構元件說明。其它信息部分類似地構成。
數字「2」由大面積的、平坦的和不可觸知的結構元件2、同樣的大面積的但起伏且可觸知的結構元件3、以及細絲狀且起伏、可觸知的結構元件4、7構成。結構元件4形成數字「2」的輪廓線。所有的結構元件、具體地為結構元件4、7和3、4在本發明的意義上對齊設置。此外，不同的結構元件彼此直接鄰接，例如結構元件2、4或2、3。
結構元件3、7同時是第二信息片段的一部分，該元件與細絲狀的、起伏的且可觸知的結構元件5一起形成了字母「B」。結構元件5在此情形下形成為與結構元件3和7對齊設置的細絲線條。它們包圍未印刷區6。
圖2顯示了本發明防偽元件1的另一個實施例。其中再次出現重疊的兩個信息片段。在此情形下，第一信息片段-數字「2000」-同樣包括平坦的、不可觸知的結構元件2，細絲狀的、起伏的且可觸知的結構元件7，以及大面積的、可觸知的結構元件3。如圖1所示，平坦的、不可觸知的結構元件是灰色的，且起伏的、可觸知的結構元件是黑色的。
與圖1相比，此情形沒有細絲狀的、起伏的輪廓線4。因此，所有的起伏且可觸知的結構元件同時是此處第二信息片段的一部分。在重疊區域外，起伏的、可觸知的結構元件3和7由另外起伏的、細絲狀的結構元件5補充。僅結構元件3、5、7的總體視圖使第二信息片段(此處的鷹)可直觀識別。
圖1和圖2所示的兩種防偽元件1均在印刷操作中形成。優選地使用透明油墨，使得平坦結構元件2顯現淺色調，而起伏結構元件3、4、5、7著色成深色。色調差異通過不同的油墨層厚度顯示。因此，用於印刷操作的印刷圖形具有深度不同的刻紋。
圖3顯示了本發明印刷圖版的橫截面細節。印刷圖版8具有相對於印刷圖版表面11的深刻劃區9、10。第一刻劃區9刻劃有刻紋深度a，第二刻劃區10具有刻紋深度b。刻劃區9、10在印刷圖版表面11的高度上彼此直接鄰接，並被分隔邊12分隔，該分隔邊的上邊緣13在印刷圖版表面11的高度上漸細。印刷圖版8還可以被構造成上邊緣13略低於印刷圖版表面11，即幾微米。所述分隔邊確保鄰接的油墨區具有明銳的輪廓。具有分隔邊的這種印刷圖版的形成和設計變化在德國專利申請P 198 45 436.8中得以詳細說明，該專利申請引作參考。
刻劃區9在印刷操作中形成比更深的刻劃區10更淺的色調。如果不可觸知的結構元件用刻劃區9形成，則刻紋深度a在10微米和40微米之間。對於看似透明的淺色調，優選採用10微米至25微米的刻紋深度。起伏的、可觸知的結構元件可以例如通過刻劃區10形成。在此情形下，刻紋深度b在40微米和200微米之間。
圖4示意性顯示了諸如紙的基底14的細節，該基底通過凹版印刷方法用圖3的印刷圖版8印刷。在印刷操作中，基底14被壓入刻劃區9、10內，籍此，根據印刷過程中多大的壓力施加在基底上，相應的凹陷16、17可以保持在基底下側15上。在下側上，基底頂部18在凹陷16、17所處的區域具有相應的隆起。所述隆起在印刷過程中被油墨層19、20覆蓋，該油墨層由基底表面18從刻劃區9、10獲得。印刷圖像起伏的高度x、y確定為未印刷基底表面和具體油墨區19、20的表面之間的高度差。在油墨區19、20之間的過渡區中，油墨層厚x、y連續下降至邊界線，該邊界線由印刷圖版8的分隔邊12的上部邊緣13確定。取決於分隔邊12的結構，邊界線區域較寬或較窄，這確保了不同色調印刷區之間的明確分隔。
圖5a顯示了圖2的放大細節A，該細節清晰地顯示各結構元件準確對齊設置。於是，結構元件7與結構元件2平齊。結構元件5與之對齊設置。它們對齊鄰接結構元件2，並近似無縫地與結構元件7的輪廓線相接。
此準確對準不能用傳統的印刷圖版和印刷方法形成。使用傳統的印刷圖版，將必須進行至少兩次印刷操作，例如在第一印刷操作中印刷諸如數字「2000」的結構元件2或第一信息片段；且在第二印刷操作中在第一信息片段上印刷第二信息片段，例如圖2所示的鷹。這種仿造易於識別，因為傳統印刷方法不能實現所需的對齊。
圖5b和5c顯示了這種仿造後的臨界邊界區域。在圖5b中，例如，結構元件2突出到構件元件7之上，使得由結構元件5所勾勒出的區域6的一部分也填充了油墨。在圖5c所示的實施例中，結構元件7終止在結構元件2外側。因為這種偏離極大地削弱了印刷圖像的總體效果，所以仿造本發明防偽元件的企圖非常明顯。
本發明防偽元件1的另一實施例示於圖6和圖7。字母「B」表現為第一信息片段，該信息片段在顯示為黑色的區域中具有起伏的、可觸知的結構元件3、7。本例子中的第二個信息片段為數字「2」，該數字基本上由示為灰色的大面積的且平坦的、不可觸知的結構元件2表現。根據圖6的實施例，兩個信息片段重疊的區域21未印刷，但由印刷區域圍繞，因此在其範圍上易於直觀識別。具體地，起伏結構元件3的拐角和平坦結構元件2的拐角準確對齊地鄰接，這用傳統的方法不能得到。
在根據圖7的例子中，兩個字符「B」和「2」重疊的區域22被印刷。然而與圖1和2的變體相比，重疊區22此處得以著色，使得其反差或色調清晰地直觀區別於直接鄰接的起伏結構元件3的反差或色調和平坦結構元件2的反差或色調。圖7中，重疊區域22淺於印刷圖像的起伏區域3、7和平坦區域2。即，區域22中油墨層最薄，且區域22因此是平坦的且不可觸知的。然而，還可以在重疊區域22中通過印刷圖版的相應刻線來形成油墨層厚度，使得其顯得比表現為數字「2」的鄰近平坦結構元件2暗，比表現為字母「B」的可觸知的結構元件3、7淺。各結構元件之間的對準可以在其彼此鄰接的拐角和邊緣處詳細地得以極好地控制。
本發明防偽元件可以印刷在任何基底上。優選地，是紙制的數據載體。但是還可以將本發明的防偽元件應用到箔片基底上。防偽元件可以設置在對防偽提出高要求的場合，例如有價證券、紙幣、ID卡、護照、或正式文件或高質量入場券。
權利要求
1.一種具有防偽印刷圖像(1)的數據載體(14)，該防偽印刷圖像由凹版印刷形成並包括準確對齊設置的多個反差結構元件(2、3、4、5、7、22)，其中，第一部分結構元件(3、4、5、7)構造成起伏的且可觸知的，第二部分結構元件(2、22)構造成平坦的且不可觸知的。
2.如權利要求1所述的數據載體(14)，其特徵在於，起伏且可觸知的結構元件(3、4、5、7)具有比平坦的、不可觸知的結構元件(2、22)深的色調。
3.如權利要求1或2所述的數據載體(14)，其特徵在於，一部分結構元件(2、3)構造成大面積的，而一部分結構元件(4、5、7)構造成細絲狀的。
4.如權利要求1至3中的至少一項所述的數據載體(14)，其特徵在於，一部分細絲結構元件(4、5、7)被構造成起伏的且可觸知的。
5.如權利要求1至4中的至少一項所述的數據載體(14)，其特徵在於，一部分大面積結構元件(3)被構造成起伏的且可觸知的。
6.如權利要求1至5中的至少一項所述的數據載體(14)，其特徵在於，防偽印刷圖像(1)具有多個互相不同的信息片段，該信息片段因明暗反差和/或大面積和細絲結構元件(2、3、4、5、7、22)而不同，並至少在部分區域內具有可觸知的起伏。
7.如權利要求1至6中的至少一項所述的數據載體(14)，其特徵在於，防偽印刷圖像(1)具有至少兩種可直觀識別的信息片段，優選地是重疊信息片段。
8.如權利要求1至7中的至少一項所述的數據載體(14)，其特徵在於，防偽印刷圖像(1)具有第一信息片段，該第一信息片段至少部分包括起伏的、可觸知的結構元件(3、5、7)。
9.如權利要求1至8中的至少一項所述的數據載體(14)，其特徵在於，防偽印刷圖像(1)具有第二信息片段，該第二信息片段至少包括大部分平坦的、不可觸知的結構元件(2、22)。
10.如權利要求9所述的數據載體(14)，其特徵在於，平坦結構元件(2)由細絲狀的、可觸知的結構元件(4)限定。
11.如權利要求1至10中的至少一項所述的數據載體(14)，其特徵在於，第一信息片段的一部分起伏結構元件(3、7)同時是部分第二信息片段。
12.如權利要求1至11中的至少一項所述的數據載體(14)，其特徵在於，第一信息片段的不是第二信息片段的一部分的優選細絲結構元件(5)與第二信息片段的結構元件(2、4)對齊設置。
13.如權利要求1至12中的至少一項所述的數據載體(14)，其特徵在於，結構元件被窄的、未印刷的輪廓線分隔。
14.如權利要求1至13中的至少一項所述的數據載體(14)，其特徵在於，結構元件具有呈字母數字字符和/或圖案形式的陰性元件。
15.如權利要求1至14中的至少一項所述的數據載體(14)，其特徵在於，細絲結構元件(4、5、7)是具有小於1毫米的線寬的線條，優選地小於0.5毫米。
16.如權利要求1至15中的至少一項所述的數據載體(14)，其特徵在於，大面積結構元件(2、3)具有大於1毫米的線寬。
17.如權利要求1至16中的至少一項所述的數據載體(14)，其特徵在於，不同的信息片段是字符數字信息和/或圖形信息。
18.如權利要求7所述的數據載體(14)，其特徵在於，信息片段重疊的區域(21、22)的色調在視覺上不同於重疊區域外部的起伏和平坦結構元件(3、7、2)的色調。
19.如權利要求7或18所述的數據載體(14)，其特徵在於，信息片段重疊區(21)不用凹版印刷方法印刷。
20.如權利要求1至19中的至少一項所述的數據載體(14)，其特徵在於，數據載體是有價證券，優選地是紙幣。
21.一種具有防偽圖像(1)的印刷圖版(8)，優選地是凹版印刷圖版，該防偽圖像包括準確對準設置的多個不同的結構元件(2、3、4、5、7、22)，在印刷圖版(8)上該結構元件(2、3、4、5、7、22)以凹陷(9、10)的形式出現，且第一部分所述結構元件(3、4、5、7)具有大刻紋深度(b)，使得印刷操作後結構元件(3、4、5、7)是起伏的且可觸知的，而第二部分結構元件(2、22)具有更小的刻紋深度(a)，使得印刷操作後結構元件(2、22)是平坦的和不可觸知的。
22.如權利要求21所述的印刷圖版，其特徵在於，第一部分結構元件的刻紋深度(d)為40微米至200微米，且第二部分的刻紋深度為10微米至40微米。
23.一種形成具有防偽印刷圖像的數據載體的方法，該防偽印刷圖像由凹版印刷形成，且包括多個不同的結構元件，其中，所述結構元件準確對準地設置，且一部分所述結構元件被構造成起伏的且可觸知的，而一部分結構元件被構造成平坦的且不可觸知的。
24.一種形成包括防偽印刷圖像的防偽元件的方法，該防偽印刷圖像由凹版印刷形成，且包括多個不同的結構元件，其中，所述結構元件準確對準地設置，且一部分所述結構元件被構造成起伏的且可觸知的，而一部分結構元件被構造成平坦的且不可觸知的。
全文摘要
本發明涉及一種具有防偽印刷圖像的數據載體，該防偽印刷圖像由凹版印刷工藝形成。該防偽印刷圖像包括多個彼此準確對準設置的不同結構元件。第一部分結構元件被構造成起伏的且可觸知的，而第二部分結構元件被構造成平坦的且不可觸知的。
文檔編號B44F1/00GK1414912SQ00817990
公開日2003年4月30日 申請日期2000年12月28日 優先權日1999年12月30日
發明者卡爾海因茨·邁耶, 羅傑·阿達姆齊克, 彼得·弗朗茲, 埃克哈德·布朗 申請人:德國捷德有限公司