專利名稱：印刷工藝的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及印刷工藝，雖然不是只用于，但主要是用于塑料印刷，以生產難以復印的文件;本發(fā)明還涉及成品文件和中間產品的結構以及生產它們的方法。
隨著影印技術的提高，文件很容易被復制，因此，文件的偽造成了一個主要問題。被偽造文件的范圍很大，例如證卷，錢票票證以及會員證等，這足以證明偽造和復印是很難控制的。
因為紙質文件很容易破舊，所以很有必要生產一種塑料文件，例如本專利描述的。但是到目前為止，所有的嘗試都不能很好地滿足使用者和操作者的需求。
在塑料薄膜上印刷的一個問題是色素問題，首先，色素可以用溶液，例如丙酮，從塑料薄膜上洗掉，這就使文件能任意更改。為了解決這一問題，人們曾嘗試在塑料薄膜上再覆蓋一層塑料薄膜把油墨封起來。然而，這有兩個顯然的問題。首先，人們發(fā)現(xiàn)塑料，例如聚氯乙烯或聚脂或聚乙烯薄膜在沾有油墨或染料地方不能充分粘合在一起。另外，人們還發(fā)現(xiàn)直接在塑料上印刷然后再覆蓋一層塑料把油墨或染料封起來，其效果并不令人滿意，因為油墨或染料會馬上或在一段時間內流動，導致印刷模糊。這一問題可以通過用高功率的紅外線或紫外線烘干克服一些，但該過程既費時又昂貴。
本發(fā)明的目的是改進現(xiàn)有產品并設計一改進的方法。本發(fā)明用來提供本質上不流動或是可控流動速度的產品。
根據本發(fā)明的一方面特點，可以提供一個在塑料薄膜上印刷的過程，該過程包括將由粒質原料構成的色素(最好是無機物印在薄膜上，這種原料通過粘合物與底版粘合，并能夠釋放。
在印刷層上覆蓋一層塑料薄膜將色素轉移到塑料薄膜上，并給它加一定的熱。
將底版取走，并將其最佳地與第二個塑料薄膜粘在一起，這樣就將色素封裝在了塑料薄膜中間。
這樣制造文件，可以避免油墨的流動，并且，如果需要的話，可以將第二層塑料薄膜與印有文字的塑料薄膜粘在一起，即使是在染色的地方也能粘合。這可能是因為滲有顆粒原料的油墨與聚乙烯粘在了一起。另外，通過粘合第二層薄膜，使修改變得困難或不可能。因為油墨被封在了塑料中。
塑料薄膜最好是聚酯薄膜外加一層聚乙烯，例如在Morane(Banbury，U.K.)買賣的商名叫Morafast的薄膜。
其它的塑料，例如聚氯乙烯也能用，但墨跡可以用丙酮除去。然而聚乙烯的粘合特性使其更可取，并且粘合以后，丙酮對墨跡也沒有影響，這樣，在使用具有聚乙烯薄膜的聚脂時油墨或染料就會轉到聚乙烯薄膜上。
色素可以是任何油墨或染料。但最好使用二甘醇油墨，糧食染料做色素。
這些油墨在用聚乙烯的時候最受歡迎，因為它們便宜且印刷效果好。
粒質或膠質原料最好是硅石、沙、硅、粘土或白堊。其中硅石最好，盡管上述幾種原料都可以，但硅石比其它原料都好。
最好將顆粒的外面粘上膠乳(就是聚乙烯)或淀粉。
雖然其它材料也能用，但是底版最好采用超過每平方米80gms的致密紙，以免在紙張拿開時撕壞。紙最好不含粗纖維或含量很低。羊皮紙最好是在硫酸中滲過然后沖洗。
色素或油墨可以是隨意的。合適的機器包括，計算機控制的打印機，字模印刷機，激光打印機，噴墨機或版印機等，其中噴墨機最好。
通過塑料薄膜和粒質原料表面的接觸可以把油墨轉移到塑料薄膜上。原料被印在了表面并接受加熱。這可以通過把兩層薄膜從標準疊片器中穿過來完成，所需的溫度由所用塑料和薄膜的厚度決定。
然后將通常是紙質的底版剝去，使其與吸收了油墨印刷好的塑料薄膜分離，如果必要的話也可以用水沖或擦刮。這樣印刷的塑料薄膜比傳統(tǒng)印刷的塑料更難用溶液將油墨洗掉。
如前面指出的那樣，印好的塑料薄膜還可以與另外一張塑料薄膜粘合在一起將油墨或染料封起來，使文件能“防偽”。這一點對機密文件尤為重要。
根據本發(fā)明的另一方面，還可以提供一種帶硅石層的塑料薄膜。
大多數(shù)或是全部顆粒的體積最好是從直徑5微米到0.006微米，如果是從1微米到0.006微米更佳。
顆粒的體積可通過一系列篩選確定，確定哪些顆粒可以通過，哪些不可以通過。
塑料薄膜可以是前面提到的塑料中的任何一種做成的，但最好是聚脂或聚乙烯薄片。
顆粒層最好是在有聚乙烯薄片的一面。
沒有洗而被粘合，從理論上講人們相信印刷質量的提高來源于色素以“干狀態(tài)”顆粒轉移到了塑料薄膜上。
裝入不同量的硅石可生產不同類型的文件-裝入每平方米4～8克(最好5～7g/m2)會產生出透明的文件，裝入8～20克/m2生產出不透明的文件。
為了生產完全沒有流動的文件，當拿下底版時，粒質或膠質原料最好不要在濕度超過40%的空氣中暴露一段時間(不要超過20分鐘)，然后很有必要在溫度高于350°F時將第二塊塑料薄膜與第一塊薄膜壓在一起。這適用于硅石，塑料和紙，它優(yōu)于現(xiàn)用的生產不流動文件的方法。
為了生產開始可讀，而過一段時間后流動的文件，上述的薄膜應暴露在濕度高于40%的空氣中(亦即40～80%)，并且第一塊，塑料薄膜應施加一定的水霧。這一層就不需從空氣中吸收任何水份了，而第二層則在溫度低于350°F時與第一層疊合。
在塑料上印刷好以后，可采用附加的步驟，依據要生產文件的類型，提高其安全性。
對于疊層文件，如紗票，票證等，所以生產一種類似“水印”的印記。下面所提到的印記可以生產如下一張紙最好是重量超過80gms，重量低點也能用，紙的表面附有硅石顆粒層，并且紙的表面有由金屬?；蚱渌鼔和辜埖姆椒▔和沟膱D案。印跡最好是印在硅石膜上使膜面受壓，雖說這種方法可以，但效率低于另外方法。然后把壓凸的紙顆粒向下置于第一塊塑料薄膜上，再將這兩層紙從疊片器中穿過，就象前面所描述的將油墨從帶膜的紙上轉移一樣。然后將底版取下，當把第二塊塑料薄膜與第一塊粘在一起后就可以看到印跡了，該印跡不含墨跡，并且在最終產品中不能隨意地除去或降低。
現(xiàn)在可以通過一個例子和如下的詳細描述將本發(fā)明的特點描述出來。
要生產含有“水印”的塑料印刷文件，可以按以下步驟進行一張紙包含羊皮紙底版并且在上面有硅石層，硅石層上有印刷的圖案。所用油墨和染料是標準印刷染料，而圖案是用計算機控制的打印機或其它方法印刷的。
在紙的另一地方，最好是沒有印字的地方，用有凸出圖案的金屬模壓凸紙，使帶膜的表面也凸出來。
然后將印刷紙蓋起來，例如用100微米厚的聚脂塑料紙，塑料紙至少有一面帶有16微米的聚乙烯薄膜，這樣就使聚乙烯薄膜與印刷紙上的硅石薄膜相對。將兩薄膜加熱到一定溫度使聚乙烯熔化到足以吸收油墨。對于本例給出的紙，需要的溫度是32℃(90°F)～60℃(140°F)，最好是38℃(大約100°F)。這可以通過將紙分別從疊片器中穿過而達到。應該注意到上面例舉的特性并不是限定的。聚脂紙最好是厚于30微米以上直到500微米，聚乙烯薄膜最好是從12微米到29微米厚。所加的熱需是恒定的，以產生足夠的壓力將紙中間的空氣排除。
然后將底版剝去，一般情況下是可以剝下的，但如果粘得很牢，也可以用水滲和擦刮。
當紙和塑料薄膜疊合時，在紙中凸出的部分會使聚乙烯被壓出。當把紙取走后，另一張塑料膜與第一張粘合時，就會留下明顯的印跡。疊合過程中的用熱量影響印跡的清晰度。疊合越熱，印跡就越不清楚。一般情況下，所用的疊合溫度超過49℃(120°F)。
在疊合封裝油墨時，可以在要疊合紙張中間插入其它的東西。這樣就可以加入鑒字條或電子蕊片，并將其插入最終產品中。在疊合中需要將硅石層夾在兩層聚乙烯層中間。
下面表1中的結果表明了如何應用本發(fā)明生產不同流動時間的文件。
表中示例所用的是羊皮紙和含食物染料的二甘醇。油墨是這樣得到的，將商標為“GOLD SEAL”的黃色食物染料(出自Clayton ∞ Jowett有限公司Runcom，England)蒸發(fā)使其體積減少75%，將剩余溶液與二甘醇混合，產生含20%u/v甘醇的最終油墨。在紙上以10g/m2的墨裝入一層體積為0.010微米的硅石層，然后印上染料。再把印刷層面向聚脂(150微米厚)和聚乙烯(16微粒厚)放在塑料薄膜上，并將溫度加熱到足以使印刷層能轉移到塑料薄膜的聚乙烯層上，然后將羊皮紙取下。將所得的塑料薄膜和印刷層按表上給定的溫度和時間暴露一會兒。最后按給定的溫度將第二層塑料薄膜與第一層疊合，油墨開始流動所用的時間由反復的檢查確定并在表中給出了。
噴墨機噴的油墨可以導致流動，在除去底版后，硅石層要暴露在至少40%濕度的空氣中，并且疊合的最終溫度要低于177℃(350°F)。
黃色，深紅色和藍色的食物染料可以買到，其商標為“GOLDSEAL”，這些染料可以構成前述噴墨機的油墨(只蒸發(fā)染料體積的50%，而不是75%)。通過適當?shù)谋壤龑⑦@些染料混合，可以得到需要的各種顏色。
表1 在有些場合，有必要使油墨在經過一段時間后流動。例如，票證和卡想在一定時間內有效，可以用油墨的流動表示期限已滿，通過濕度和最后疊合溫度的變化，調整開始流動的時間。
通過這些參數(shù)的適當變化，可以產生通常在幾個月后開始流動的卡(看例2)。然后，刺和撕卡片會使硅石暴露在空氣中，導致流動的加速。這一特點可以用在帶標簽的消費品上。標簽可由一條弱線或弱點構成，弱線連著一標條，通過標條使標簽粘在消費品上。當標簽從標條上沿弱線撕下后，就會使硅石暴露加速流動。
即使將標簽重新粘在衣服上，流動還是會發(fā)生的，這是一優(yōu)點，可以提示店主在消費品的標簽被揭走時免于受騙。對于衣服當標簽被刺后就會從身體上吸收水份，如果標簽在刺穿的部位有輕微流動，則表明衣服僅僅“試穿”過。如果衣服穿了兩小時以上，整個標簽就會流動(假設標簽為1″×1″)。然而油墨不會溢出標簽，本工藝的進一步改進是關于通過粘合劑粘在消費品上的標簽上的標條的，在標條上面有一層可移動的全息圖象。這樣如果想通過拉動標條去揭標簽，來避免弱線或弱點被拉壞，標簽和標條就會一起被取下，這就會破壞全息圖象。包含可移動全息圖象和粘合劑的標簽也在本發(fā)明的范圍之內。
如果將一全息照片印在聚脂上并把它放在許多其它的印刷疊片中心，就會產生特殊的效果，使任何人都不能影印，甚至不能用掃描器復印。
可以發(fā)現(xiàn)在全息照片上印的任何東西(全息照片本身是透明的)，如果斜向光線，就象包在了全息照片里。并且，最頂層的任何部位，如果同樣象上面一樣傾斜，上面的東西都能看到，因此對于信用卡，可以在表面部位印上姓名，簽名和授權用戶的帳號。
接著一種描述可以生產多種文件，例如，前述的印刷塑料，中間插入印刷紙或用壓力制造的帶印跡的材料。因為印刷的材料最終會褪色，所以在具體實施中最好在塑料上加一層材料，能反射紫外線，或是應用防紫外線的聚脂，以防受光褪色。
然而在別的實施中，可以利用油墨受紫外線褪色的特點，例如音樂會和足球賽的門票上有印刷信息，它們會因暴一定劑量的光而報廢。
另外，還可以包含如下的附加特性1.可以只將圖象或圖案的一部分用在文件中，圖案的另一部分可以由場館入口處的收票人持有(例如在劇院、足球場、溫伯爾登等)，收票人可以迅速將透明票放在他持有的樣板上，如果圖案或圖象吻合則票可以通過。手印也可以用，因為文件是透明的，所以可以放在記錄的手印上進行鑒別。
2.可以在票上加一種熱敏或化學材料，使事先定好的數(shù)字，圖案或圖象等在一定條件下顯現(xiàn)出來。
3.纖維光學可以應用到文件上。它們也可被應用使a)通過激光或其它方法在疊片上或疊片中間腐蝕一條或多條具有字形或圖案的纖維，當向卡的邊緣用光時，從卡的正面看，在纖維開始處字體或圖案發(fā)光。人們還發(fā)現(xiàn)在纖維的起始端測量光通量，則在另一端接收到的光通量會因光在圖案中轉折，而由腐蝕纖維構成的字或圖案的體積決定。所以接收到的光通量可以預料和測量，如果光達不到或超過了一定的量，卡或文件就會被懷疑。
b)許多纖維是這樣布置的光從卡的一邊傳入，從另一邊接收，光檢測器可以從一定角度接收和測量光通量，該角度與光進入卡的方向斜交，如果沒有接收到正確的信息，則卡被認為“值得懷疑”。
c)纖維也可以這樣布置，將其做為數(shù)來讀，就和條形碼一樣的原理，每個卡有獨特的數(shù)或條形碼。
d)也可以用熒光纖維通過纖維表面將光傳到纖維端點。這些也可以被腐蝕并通過光檢測器測量。
以信用卡為例，纖維可以放在整個卡上，可以將諸如A/C號，姓名之類的信息加上其它信息腐蝕在卡內，并且通過在自動讀卡機上相對移動來讀卡。
利用本方法可以將許多不能更改的信息封在卡內從而不再需要磁條。然而，如果需要的話，也可以將磁條固定或噴在本發(fā)明制品中。
一般地，人們常面對著平淡的背景讀透明文件，如果文件放在例如白色的背景下，文件的細微之處就會清晰起來。
在沒有合適背景的情況下，可以用這樣的文件，在文件上附加一鉸鏈封面，檢查卡的人既可以看到卡又可以通過打開封蓋版沒有變改和插入。
可以發(fā)現(xiàn)如果將多張印刷膠片疊合在一起，顏色會加強，并且通過下例描述的事實可以制造“三維”圖象;將山和天空印在第一張膠片上，樹和灌木印在第二張上，如果象發(fā)現(xiàn)的那樣，將干凈的薄膜插入印好的薄膜中間，就會產生一種立體感或至少在一定程度上達到了。
安全性的另一附加說明包括肉眼不能讀但可用放大鏡讀的文件的印刷。
在另一具體實施中，可以用棱鏡效應來加強安全性。
在這一具體實施中，在塑料中插入了許多棱鏡，有些按這一方向擺，有些按另一方向擺。要讀文件，需要用校正卡或是將卡傾斜一定的角度。
在另一具體實施中，可以通過附加薄片提高安全性，最好是用有凸出字形成圖案的金屬薄片。薄片被封裝在塑料紙中間。薄片也可以以平板狀態(tài)封裝起來，這樣對于象信用卡，如果卡上印有圓形字體或數(shù)字，就可以用肉眼方便地讀了。
如果在卡中用導電的墨或染料或漆，則卡可以用做電路的一部分或是作為一個開關控制電路，比如說開啟燈泡或開門(用作鑰匙卡)。
本發(fā)明的另一具體實施是將文件的部分或全部印成白色，這可以防止影印，因為沒有影印機能印刷白體。
白體印刷的另兩種方法是
1.從覆有10微米硅石厚的紙上將圖形或字體或數(shù)字等切下，并把剝下的硅石傳到疊片上，通過本發(fā)明的一般方法，在最后的疊合中，白體的印刷就會保留下來。
2.將圖象或字或數(shù)等在生產時放在薄膜上或薄膜中，就是所用的第一層5微米厚的薄膜。在干燥后，將第二層薄膜用滾子壓上使所需圖案高于第一層薄膜。第二層薄膜需要有足夠的厚度，使總厚度(二層的)達到10微米或更厚。
2a.應用方法1可以在彩色圖案周圍加工白體圖案，以達到過一段時間后顏色會流入圖案的目的。
可以發(fā)現(xiàn)“水印”也不能影印。
如果通過影印本發(fā)明的文件從頂上透視-假設沒有白體印刷和“水印”，將其放在頂上的投影儀上，圖象就會顯現(xiàn)在屏幕上。本專利的印刷設有一種能清晰地顯現(xiàn)在屏幕上，這也可以用來作為安全檢查。
還可以發(fā)現(xiàn)如果兩層塑料上印有相同的細節(jié)，但粘合在一起有稍些不重合，結果會產生模糊的印跡。但是如果將卡傾向一邊，印跡就會對齊，就會容易讀。
由此深入一步，可以將完全一致的兩塊印刷品不完全重合地疊合在一起，這樣當從正面看時，整個印刷品看起來就會象一張墨卡，直到以一定的角度去看卡。
權利要求
1.一種在塑料薄膜上印刷的方法，它包括將色素印到一顆粒狀材料層上，這層材料粘在底版上，但可以拿走；通過在印刷層上復蓋第一層塑料薄膜將其加熱，而將色素轉移到第一層塑料薄膜上，并把底版移開。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在這一方法中，在第一層塑料薄膜上粘上第二層塑料薄膜，把色素和顆粒狀材料封裝起來。
3.如權利要求1或2所述的方法，其特征是顆粒狀材料是硅石。
4.如以上任何一項權利要求所述的方法，其特征是顆粒狀材料的顆粒大小為5～0.006微米。
5.如上述任何一項權利要求的方法，其特征是底版是羊皮紙。
6.如上述任何一項權利要求的方法，其特征是該顆粒狀材料層包含4～8g/m2或8～20g/m2的顆粒狀物質。
7.如上述任何一項權利要求的方法，其特征是生產含有本質上不流動色素的文件的過程包括在粒狀材料層上印刷色素，這一材料層粘在底版上，并可以移開，在印刷層上放一塑料薄膜，并將它們加熱，使色素轉移到第一層塑料薄膜上;拿走底版，并且溫度為177℃(350°F)或更高時將第二層塑料薄膜與第一層塑料薄膜疊合。
8.如權利要求1～6所述的方法，其特征是生產具有色素過一段時間后流動的文件的過程包括在粒狀材料層上印刷色素，該材料層粘在底版上，并可以移開;在印刷層上放上一層塑料薄膜，并將其加熱，使色素轉移到第一層塑料薄膜上;拿走底版，并將粒狀材料層暴露在濕度高于40%的空氣中;在溫度低于177℃(350°F)條件下，將第二層塑料薄膜與第一層塑料薄膜疊合。
9.如上述任何一項權利要求的方法，其特征是在第一層和第二層塑料薄膜疊合之間，插入紫外線敏感材料或紫外線反射材料。
10.如上述任何一項權利要求的方法，其特征是在第一層和第二層塑料薄膜之間，插入一條或多條光纖。
11.一種文件，包括一印刷好的第一層塑料薄膜和一層粘在印刷塑料薄膜上的硅石層。
12.如權利要求11所述的文件，其特征是將第一層塑料薄膜和第二層塑料薄膜疊合起來，把硅石層封裝在其中。
13.如權利要求12所述的文件，其特征是將紫外線敏感材料與紫外線反射材料，和/或將一根或數(shù)根光纖封裝在第一層和第二層塑料薄膜之間。
14.如權利要求12或13所述的文件，其特征是至少有一層塑料薄膜具有一凸出部分。
15.如權利要求12～15任一項所述的文件，其特征是該文件具有一標簽，并且還包含可移動全息照片的部分和置于其上面的粘結劑。
16.如上述任何一項權利要求所述的文件，其特征是該文件至少有一個薄弱區(qū)，用于使文件可撕開，并把里面的硅石暴露在空氣中。
17.一種如在權利要求12中要求的文件，其特征是在第一層和第二層塑料薄膜中加入透明的全息照片，并在第二層或另一層薄膜上印刷。
18.一種如在權利要求13中要求的文件，其特征是其中的光纖是被腐蝕了。
19.一種如權利要求11～18任一項要求的文件，其特征是該文件中包含導電的油墨，染料或漆料。
20.一種如權利要求11～19任一項要求的文件，其特征是該文件的一部分或全部分是用白色的油墨、染料或漆料進行印刷。
全文摘要
通過使用粒狀材料吸收油墨，油墨可以高保真地轉移到塑料薄膜上。為了安全的目的可將該塑料薄膜與另一塑料薄膜疊合在一起，生產出安全的文件。為了生產不流動或過一定時間才流動的文件，可以改變濕度和疊合時的溫度。
文檔編號B44C1/16GK1096746SQ93109058
公開日1994年12月28日 申請日期1993年6月23日 優(yōu)先權日1993年6月23日
發(fā)明者馬克·詹金斯 申請人:馬克·詹金斯