凹版印刷板及由其制成的有价证券的制作方法

专利名称：凹版印刷板及由其制成的有价证券的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有通过线条凹版印刷(line intaglio)形成的印刷图像的数据载体，涉及线条凹版印刷方法，以及涉及用于执行线条凹版印刷方法的印刷板和制造该印刷板的方法。
背景技术：
对于凹版印刷而言，与众不同的是，印刷板的印刷区(即传墨区)呈现为板表面上的凹陷。这些凹陷由适当的雕刻工具或通过蚀刻来形成。在实际的印刷操作之前，将油墨涂覆到雕刻板上，并且通过脱模刮刀或擦拭辊将多余的油墨从刻板表面除去，使得油墨仅留在凹陷中。然后，将基底(通常是纸)压靠在刻板上并取下，油墨粘附在该基底表面上并在其上形成印刷图像。如果采用透明油墨，则墨迹厚度决定了色调。大的负荷压力使基底材料额外具有了压纹，该压纹还浮出在基底背面。
在凹版印刷技术中，轮转凹版印刷与线条凹版印刷之间有差别。在轮转凹版印刷中，印刷板例如由电子束、激光束或刻刀制造。轮转凹版印刷的特点在于通过规则设置在印刷板中的不同密度、大小和/或深度的凹版墨穴来获得印刷图像的不同灰度或颜色值。
相反，在线条凹版印刷中，在印刷板上形成凹陷来形成印刷图像。在用于线条凹版印刷的机械制造的板中，由于一般使用呈锥形的雕刻工具，所以利用增加刻纹深度来形成更宽的线条。此外，雕刻线条的受墨性以及相应的印刷线条的不透明性随着增加的刻纹深度而增加。在线条凹版印刷板的蚀刻过程中，印刷板的非印刷区用化学惰性漆覆盖。接下来的蚀刻在暴露出的印刷板表面上形成刻纹，雕刻线条的深度具体取决于蚀刻时间和线条宽度。
线条凹版印刷技术(尤其是钢线条凹版印刷技术)提供了特有的印刷图像，该图像易于为非专业人员所识别，且不能用其它的常规印刷方法所复制。如果印刷板中的刻纹足够深，则由线条凹版印刷印制的数据载体通过压纹和墨迹而被赋予了印刷图像，该图像形成了易于由触感感知的浮凸。钢线条凹版印刷因此优选地用于印刷数据载体，尤其是债券(securitydocument)和有价证券(document of value)，例如纸币、股票、债券、证券、收据、安全标志等等，其必须符合高的防伪标准。
WO97/48555公开了一种通过机械，以可复制的方式制造线条凹版印刷板的方法。原始线条的线条被探测，且每根线条的表面被精确确定。例如旋转刻刀或激光束的雕刻工具首先被用来雕刻此表面的外部轮廓以清晰地界定该表面。然后，该表面的所界定的区域借助同样的或其它的雕刻工具来修整，使得全部线条依照原始线条得以精确雕刻。根据雕刻工具的形式和操控，用作印刷油墨的油墨阱的基本粗糙图形在修整后的表面底部上出现。
为了获得对由线条凹版印刷形成的图像的足够触感量，根据现有技术的方法需要非常厚的墨迹。然而，厚的墨迹同时也意味着大的油墨消耗，这因而导致高的生产成本。此外，在传统技术中，涂覆到印刷板上的油墨量必须增加以用油墨来封闭所有的雕刻区域，该区域将形成印刷图像中的可触知结构。于是，有更多的过剩油墨必须用脱模刮刀或擦拭辊从印刷板的表面上去除，这导致了擦拭掉的油墨的废弃处理问题。

发明内容
本发明要解决的技术问题是，与通过传统线条凹版印刷技术印制的图像相比，在保留或提高印刷图像的触感的同时节约油墨，而不改变印刷图像的颜色效果。
此技术问题由独立权利要求解决。其进展是从属权利要求的主题。
本发明的线条凹版印刷板的特征在于印刷板表面上的至少一个雕刻区域，该雕刻区域具有一个或多个结构元件，在该元件中，边缘区域具有比内部区域更大的刻纹深度，边缘区域和内部区域直接相邻，且内部区域被构造成低于印刷板表面的平台。在本发明的线条凹版印刷板中雕刻的印刷图像优选地具有多个这样的结构元件。
由于印刷区域的浮凸结构比根据现有技术制造的印刷图像更复杂，边缘区域和内部区域之间的刻纹深度差增加了本发明形成的印刷图像的触感。印刷区域在横截面上具有槽形剖面，该剖面在裸手指在其上触摸时是易于触知的。自可触知边缘区域到内部区域的快速变化进一步增强了线条凹版印刷图像的特有的可触知印象。如果雕刻区域具有适合的尺寸，则印刷图像中隆起和凹陷的过渡清晰可辩，使得不同的边缘和内部区域可单独感知。
此外，尽管具有相同、甚至更好的印刷图像触感，但是油墨得以节省，因为确保触感的足够油墨仅需在边缘区域得以转印。在内部区域中，仅需转印获得所需色调的足够油墨。因此，在印刷板上，内部区域必须雕刻得比边缘区域浅，从而明显减少雕刻区域的油墨容积。此外，在雕刻得尤其深的大表面的填充中产生的印刷问题可得以避免，该问题诸如是印刷操作过程中雕刻区域的油墨溅出，或者是油墨自雕刻区域向待印刷基底的表面上的不完全转印。
印刷板中边缘区域的横截面剖面可以具有任何可能的形式，只要是合适的楔形或梯形。边缘区域的台阶形结构也是可以的，即边缘区域自身具有不同的刻纹深度。如果有印刷图像的多个结构元件，则边缘区域还可以具有彼此相同或各自不同的形式。例如，一个结构元件的边缘区域可以雕刻成楔形，而另一个可以是梯形。
楔形和梯形的几何形状不受任何限制，即，长径比和角度可以无限制地优选。
内部区域比印刷板表面低，横截面形状形成为平台，即，内部区域形成一个优选地平行于印刷板表面排列的平面。当然，内部区域是相对于印刷板表面的倾斜面的结构也是可以的。
内部区域的表面可以设置有底部粗糙图形(basic roughness pattern)，该图形用作印刷油墨的油墨阱。这在内部区域具有长和宽为约100微米的尺寸时是有利的。在梯形或矩形边缘区域具有至少约100微米宽和长的底部表面时，也可以采用底部粗糙图形。在根据例如WO97/48555中所述的方法雕刻印刷板的过程中，该底部粗糙图形在清除后的表面底部上形成。
边缘区域和内部区域直接邻接，即，它们直接相邻，且在印刷板平面上没有被障碍物隔开。在以后的印刷图像中，边缘区域和内部区域于是没有被非印刷区隔开。
结构元件的边缘和内部区域的刻纹深度和宽度被优选，以形成以后的印刷图像中相应的印刷结构元件的所需宽度、油墨层厚度、以及色调。
如果采用商业线条凹版印刷油墨，边缘区域的刻纹深度范围约为60微米至150微米，且内部区域的刻纹深度约在10微米至120微米。
优选地，边缘区域的刻纹深度在100微米至150微米范围，内部区域的刻纹深度在60微米至100微米范围。在这些刻纹深度中，用商业线条凹版印刷油墨在印刷图像中获得了一油墨层厚度，在该厚度下，油墨已经不透明了，且不再具有透明效果，也即，由相应深的雕刻印刷板形成的印刷图像仅具有一种色调。于是，可以形成在其整个表面上具有均匀色调且具有无色差但仍可触知的边缘的印刷图像。
在小于约60微米的刻纹深度上，油墨在印刷图像中具有透明性。它们在这样的刻纹深度上不再是非透明的，即印刷图像中的色调依赖于油墨层的厚度。如果选择这样的刻纹深度，则印刷图像不能具有可触知且与内部区域有色差的边缘。此外，可以将不透明的边缘区域与透明的内部区域相结合。
如果内部区域不构造成与印刷板表面相平行的平台，而是倾斜平面，则在使用透明油墨的结构元件的内部区域中还可形成由明到暗的颜色变化。
此外，例如在雕刻线条的过程中，边缘区域的刻纹深度可连续地或阶跃式增加或减小。如果在印刷图像中设置了多个本发明的结构元件，则边缘和内部区域可具有彼此相同或各自不同的刻纹深度。
于是，仅边缘和内部区域的刻纹深度的变化可产生印刷图像中多种可能的组合和结构。
边缘和内部区域的刻纹宽度主要由所需的印刷图像来确定。边缘区域的刻纹深度在120微米至500微米的范围内。内部区域的刻纹宽度必须由结构元件的刻纹宽度、边缘区域的刻纹宽度和内部区域的刻纹深度来导致对结构元件的雕刻。
结构元件可以表现为任何几何形状的元件，例如各种宽度的线条，优选地达3毫米或更大的宽度；或者为例如圆形、三角形、正方形或非对称外形结构、图形标记、字符或其它标记的元件，籍此，优选的是字符，尤其是字母数字字符。多个结构元件也可以按任意数目和形式组合。当然，还可以将本发明印刷的线条和/或元件与由其它印刷方法(例如传统的线条凹版印刷、平版印刷等)形成的线条和/或元件相结合。
本发明的线条凹版印刷板优选地通过利用快速旋转的锥形刻刀的雕刻来制造。相应于待印刷表面的外部形式，通过雕刻工具在印刷板表面上形成凹陷，该凹陷具有所选定的各种刻纹深度，并填充油墨以用于印刷操作。在印刷过程中，油墨自印刷板的凹陷转印到基底的表面上。没有油墨自印刷板的未处理(即未雕刻)表面区域上转印。
在数据载体通过上述方法印刷时，依据本发明印刷板的上述雕刻形式，在数据载体上形成相应结构的印刷图像。根据本发明，此数据载体的特征在于通过线条凹版印刷形成的、且在边缘区域和内部区域具有不同油墨层厚度的至少一个结构元件。边缘区域和内部区域直接相邻，边缘区域具有比内部区域更大的油墨层厚度，且内部区域被构造成比边缘区域低的平台。印刷图形中油墨层区域的诸如宽度和油墨层厚度的尺寸来自于本发明印刷板的上述刻纹深度和宽度值，并依赖于印刷中所用的油墨。然而，印刷区域的边缘区域和内部区域之间的过渡、以及边缘和拐角不是绝对精确地如雕刻的印刷板中那样界定。印刷图像的边缘区域和内部区域之间的过渡、以及边缘和拐角的形状或多或少地因所用的油墨成分及其黏性、以及因印刷板的刻纹深度而变。
如上所述，边缘区域和内部区域之间的油墨厚度差导致了本发明所形成的印刷图像的结构元件的更强触感，由于印刷区域的浮凸结构与根据现有技术形成的印刷图像相比更复杂。印刷区域的横截面槽状形状在裸手指在其上触摸时更易于感知。如果雕刻区域具有合适的大小，则印刷图像中隆起和凹陷的过渡可清晰感知，使得可分别感知不同的边缘和内部区域。
此外，尽管具有相同的、甚至提高的印刷图像触感，但是油墨得以节约，由于内部区域具有比边缘区域更少的油墨。
根据边缘和内部区域的选定油墨层厚度，通常的线条凹版印刷油墨可得以不透明地，或者一定程度上透明和半透明地印刷。通过合适的层厚和背底颜色的有利选择，获得了不同亮度和色饱和的色调。如果油墨层厚度充分不同，则获得易于为人眼识别的而无需额外辅助的反差。这是以正常光照条件和正常视距为前提的。
如果在本发明的印刷中采用不透明油墨，则形成一种印刷图像，其在其整个表面上具有与墨迹多厚无关的均匀色调，且具有无色差但依然可触知的边缘。
如果在本发明的印刷中采用透明油墨，则印刷图像中的色调取决于油墨层厚度。于是，取决于油墨层厚度，印刷图像可以具有与内部区域有色差的可触知边缘，或者具有与透明内部区域相结合的不透明边缘区域。
有关该印刷板的雕刻的评论相应地适用于各种可能的结构变化中的内部区域和边缘区域中的油墨层。
可用于线条凹版印刷的所有基底材料适于用本发明方法印刷，诸如纸、塑料箔片、覆有塑料箔片的纸、光面纸、和多层复合材料等。本发明方法尤其适用于印刷必须符合高防伪标准的数据载体，诸如债券和有价证券，例如纸币、股票、债券、证券、收据、安全标志等等。


本发明的其它实施例和优点将在以下参照附图进行说明。附图中所示的比例没有必要与实际关系一致，仅主要用于清楚说明，其中图1示出了本发明印刷板横截面细节；图2示出了传统印刷板横截面细节；图3示出了纸币的正视图；以及图4示出了经印刷的数据载体的横截面细节。
具体实施例方式
图1示出了印刷板1在横截面上的细节，其表面2具有宽度为a的用于容放油墨的刻纹3。刻纹宽度a可达约3毫米或更大。刻纹由两个边缘区域4和5以及内部区域6构成，边缘区域直接邻近内部区域。内部区域额外设置有作为油墨阱7的底部粗糙图形。边缘区域5为楔形，边缘区域4为梯形。在楔形变体中，底部表面的宽度d等于0微米，或者因刻刀一定的立体程度而约为0微米，且可达10微米。在梯形或其它矩形结构中，d在10微米至500微米的范围。如果将具有圆滑尖端的锥形用作雕刻的刻刀，则应考虑以圆滑的方式雕刻拐角和边缘。边缘区域的所得几何形状于是例如是带有圆滑尖端的楔形。然而，取代两个边缘区域，还可以仅雕刻一个更深的边缘区域。例如，此实施例尤其可有利地用在无形状的独立线条(self-contained line)的一个边上，或者用作诸如圆的封闭几何图形的边界。相似地，该边界可以仅在部分区域被雕刻得更深。于是，例如在矩形情况下，可以仅将一条边线设计成更深的雕刻边缘区。该边缘区的特征仍在于其刻纹深度、刻纹宽度、以及侧面角度α和β，因此，如果有多个边缘区域，则它们可以具有多个区域，这些区域具有彼此相同或各自不同的刻纹深度、宽度和侧面角度。在本情形中，边缘区域4具有刻纹深度tR、刻纹宽度b、以及侧面角度α和β。边缘区域5类似地具有刻纹深度tR以及侧面角度α和β，但是刻纹宽度为c。基于垂线与印刷板表面的侧面角度α和β优选地在30度至60度之间，且可彼此独立地选择。有利地，边缘区域具有带相同的刻纹深度、宽度和侧面角度的相同形式，即梯形或楔形。内部区域具有比边缘区域的刻纹深度tR小的刻纹深度tI。内部区域的刻纹宽度e取决于刻纹宽度a、边缘区域的几何尺寸和刻纹深度tI。
图2示出了根据现有技术的带雕刻表面9的印刷板8的剖面。刻纹10用于容放油墨，且带有油墨阱11，该刻纹10没有显示出本发明的对大小刻纹深度区域的区分。刻纹深度t在整个雕刻区域中是恒定的。触感由整个表面的刻纹深度t和刻纹宽度f决定，这没有本发明加工过的凹凸。由于均匀的刻纹深度，油墨容放区域的容积比本发明印刷板的大，所大出的量相应于所去除的内部区域的体积，使得需要更多的油墨来产生与本发明印刷板相同的触感，如果使用不透明油墨，则需要更多的油墨来产生与本发明印刷板相同的颜色效果。
图3示出了作为数据载体的纸币12的略图。纸币通常具有不同类型的印记。所示的纸币例如示出了由平版印刷制成的纤细线条(纽索饰(guilloche))背景图案13和由凸版印刷印上的序列号14。此外，有代表数字5的印刷图像15。印刷图像15由传统的线条凹版印刷获得。
可以由例如根据图1的印刷板制成的本发明印迹仅设置在此处示出的例子中的纸币的部分区域上，并由印刷区域16构成，该区域示出肖像。画面基本花纹的不同中间色调通过各种线距和/或线宽来实现。肖像中显现出的每条线条相应于本发明的印刷结构元件。每个结构元件的边缘区域和内部区域无缝地邻接，且由线条凹版印刷印成具有不同厚度的油墨层，边缘区域具有比内部区域更厚的油墨层。本发明印迹中的油墨节约效果在待印刷区域中使用大量线条结构时(即在印刷图像中的非常高的线条结构密度下)非常明显。具有高线条密度的区域例如是肖像的头发区域17。进一步，假设头发区域17通常占据由基本花纹确定的肖像中肖像表面的约一半，且肖像又占据纸币表面的约二分之一至约三分之一，则在几十亿张纸币的产量下获得了油墨消耗、进而生产成本的显著降低。
图4示出了根据本发明印刷的如图3的肖像中所示的数据载体区域的横截面细节，其是利用例如图1所示的印刷板的结果，d＝0以印刷各发丝。在印刷操作中，数据载体12被压到印刷板上，从而数据载体12被由刻纹3构造的印刷板表面所模压，同时来自雕刻区域3的油墨22到达数据载体的上侧面18上。未印刷基底表面和具体的油墨表面区域表面19、20、21之间的水平面差被定义为边缘区域DR和内部区域DI的油墨层厚度。印刷区域的特征在于，油墨层在边缘区域比在内部区域厚，且留下了可触知的印迹。在当前情形中，边缘区域19和21的油墨层厚度相同，且剖面为楔形。然而，在其它实施例中，边缘区域19和21同样可以具有不同的油墨层厚度和/或不同的剖面。依据油墨层厚度，油墨显示出了透明或不透明性，使得边缘区域和内部区域在非常大的油墨层厚度的情形下以均匀的表面面对观察者，或者在更小油墨层厚度的情况下以视觉可辩的区域面对观察者。
本发明实施例的优点在于，内部区域的比边缘区域小的油墨层厚度导致了油墨的大量节约。然而，同时印刷图像的触感得以保留或提高，因为边缘区域因比内部区域更大的油墨层厚度而加强了印刷图像的浮凸。尤其在使用不透明油墨的实施例中，油墨的节省效果明显。在某一油墨层厚度下，色调的视觉印象不再改变，即更厚的墨迹没有使印刷图像变暗，而后者已经达到了饱和值。于是，为了产生均匀的颜色效果，其足以将内部区域印到刚好厚到足以形成可能最深的色调。从而，明显节约的油墨减少了生产成本。
权利要求
1.一种用于形成印刷图像的线条凹版印刷板，其在印刷板表面上具有至少一个雕刻区域，其特征在于该雕刻区域具有一个或多个结构元件，在该元件中，边缘区域具有比内部区域更大的刻纹深度，边缘区域和内部区域直接相邻，且内部区域被构造成低于印刷板表面的平台。
2.如权利要求1所述的印刷板，其特征在于，边缘区域被构造成楔形或梯形。
3.如权利要求1所述的印刷板，其特征在于，边缘区域被构造成具有圆滑尖端的楔形。
4.如权利要求1至3中的任一项所述的印刷板，其特征在于，内部区域的表面具有作为油墨阱的底部粗糙图形。
5.如权利要求1至4中的任一项所述的印刷板，其特征在于，边缘区域具有60微米至150微米的刻纹深度tR，优选地为100微米至150微米。
6.如权利要求1至5中的任一项所述的印刷板，其特征在于，内部区域具有10微米至120微米的刻纹深度tI，优选地为60微米至100微米。
7.如权利要求1至6中的任一项所述的印刷板，其特征在于，边缘区域和内部区域每个均具有这样的刻纹深度，在此深度下，印刷图像中的所有印刷区域在以裸眼观察时具有相同的色调。
8.如权利要求1至7中的任一项所述的印刷板，其特征在于，边缘区域具有120微米至500微米的刻纹宽度b，以及0到500微米的底面刻纹宽度d。
9.如权利要求1至8中的任一项所述的印刷板，其特征在于，结构元件被构造成字符和/或图形符号的形式。
10.如权利要求1至8中的任一项所述的印刷板，其特征在于，结构元件被构造成线条形式。
11.如权利要求10所述的印刷板，其特征在于，线条具有0.1毫米至5毫米的宽度a，优选地为0.5毫米至3毫米。
12.一种数据载体，其具有由线条凹版印刷形成的印刷图像，其包括至少一个具有油墨层的印刷图像区，其特征在于，印刷图像区具有一个或多个印刷结构元件，在该印刷结构元件中，边缘区域中的油墨层厚度大于内部区域中的油墨层厚度，且内部区域中的油墨层被构造成比边缘区域的油墨层低的平台。
13.如权利要求12所述的数据载体，其特征在于，边缘区域和内部区域之间的油墨层厚度之差是可触知的。
14.如权利要求12或13所述的数据载体，其特征在于，边缘区域被构造成楔形或梯形。
15.如权利要求12至14中的任一项所述的数据载体，其特征在于，边缘区域和内部区域具有相同的色调。
16.如权利要求12至14中的任一项所述的数据载体，其特征在于，边缘区域具有比内部区域更深的色调。
17.如权利要求12至16中的任一项所述的数据载体，其特征在于，印刷结构单元被构造成字符和/或图形符号的形式。
18.如权利要求12至16中的任一项所述的数据载体，其特征在于，结构元件被构造成线条形式。
19.如权利要求18所述的数据载体，其特征在于，线条具有0.1至5毫米的宽度，优选地为0.5毫米至3毫米。
20.一种制造线条凹版印刷板的方法，该印刷板用于通过线条凹版印刷来印刷一表面，该方法包括以下步骤提供一个具有印刷板表面的印刷板；以及借助雕刻工具在印刷板表面上雕刻至少一个雕刻区域，使得雕刻区域具有一个或多个结构元件，在该结构元件中，边缘区域具有比内部区域大的刻纹深度，边缘区域和内部区域直接相邻，且内部区域被构造成低于印刷板表面的平台。
21.一种线条凹版印刷方法，其用于印刷印刷图像，其中，采用了根据权利要求1至11中的任一项所述的印刷板。
全文摘要
本发明涉及一种用于形成印刷图像的凹版印刷板，该印刷板在印刷板表面上具有至少一个雕刻区域。所述印刷板的特征在于该雕刻区域具有至少一个结构元件，其边缘区域具有比内部区域更大的刻纹深度，边缘区域和内部区域彼此直接相邻，且内部区域相对于印刷板表面被构造成一个凹陷平台。本发明还涉及一种制造所述印刷板的方法、一种包括由该凹版印刷方法形成的印刷图像的数据载体、以及一种凹版印刷方法。
文档编号B41N1/06GK1452565SQ01815316
公开日2003年10月29日 申请日期2001年9月5日 优先权日2000年9月8日
发明者罗杰·亚当齐克 申请人:德国捷德有限公司