专利名称：物品的激光标记的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用激光来标记物品的方法，尤其涉及一种标记票据或其它具有由诸如印刷物之类的不透明层所覆盖的一明净的基层的单据的方法。
已知众多利用激光来标记玻璃或塑料的方法。一高能量激光束会聚在材料表面下的一平面上，以便通过材料的电离作用在会聚点上形成一不透光区域。在另一种已知的安排中，用着色激光来标记塑料制品是通过将施加在制品表面上的一喷漆膜暴露给激光射线来进行的。含有至少一种色素的膜在其被辐照的区域上软化，该色素渗透表面，并且该膜未被辐照的区域用一种适当的溶剂溶解，以便留下设置标记用的一较黑的印记。同样已知的是，诸如钞票、支票及身份证之类的纸质票据具有用仅在可见光谱中发光的基层所制成的发光的防伪标记。
诸如聚氯乙烯(PVC)之类对激光敏感的塑料表面可通过表面上被辐照的区域内的颜色变化来进行标记。对于诸如聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)或聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethyltetraphthalate)(PET)之类特殊的塑料对激光不敏感的情况，可通过将一种对激光敏感的添加剂加入到该塑料内来使其对激光敏感。
另一种安排揭示了一种可由激光显像的石印(1ithographic printing)板，它具有第一层和位于该第一层之下的一基层。该基层具有有效的远红外激光射线吸收特性，第一层和基层各自具有不同的油墨亲合力(在干板结构中)或者油墨粘结液(在湿板结构中)。当由激光辐照时，基层吸收射线，并且在与第一层相接触的基层表面上发生烧蚀。这样使得叠加在第一层上的基层变松弛，然后在暴露点处将其去除。去除后的结果的是形成一永久标记的一显像点，其油墨亲合力或者油墨粘结液不同于未暴露的第一层的油墨亲合力或者油墨粘结液。
虽然上述众多标记物品的方法用于标记物的一侧或表面，但倘若须要标记物品的相对侧或表面的话，则就要两组分开的激光标记操作。因此，最好能提供一种简单而又有效的、用于标记诸如票据之类的一物品的相对表面的方法。
最好还能提供一种用于在诸如票据之类的一物品内形成一透明窗孔的便捷的方法。
根据本发明的一个方面，它提供了一种标记一物品的方法，该物品包括一基层，在该基层的相对表面上具有不透明层，该方法包括用激光射线辐照基层的一表面上的一不透明层区域，以致该表面上的不透明层区域由激光射线所烧蚀，从而通过去除该表面上的不透明层区域来形成一标记，其中，激光射线贯穿基层，并烧蚀基层的相对表面上的一不透明层区域，从而通过从基层的相对表面上去除该不透明层区域来形成一标记。
本发明还提供了一种在一物品内形成一透明窗孔的方法，该物品包括一明净的基层，在该基层的相对表面上具有不透明层，该方法包括用激光射线辐照基层的一表面上的一不透明层区域，以致该区域由激光射线所烧蚀，从而从该表面上去除不透明层区域，其中，激光射线贯穿基层，并烧蚀基层的相对表面上的一不透明层区域，从而在基层内形成一透明窗孔。
较佳地，基层的相对表面上的诸不透明层的激光射线吸收特性大于该基层的激光射线吸收特性。较佳地，激光射线的波长被选定为当物品暴露给射线时，诸不透明层吸收射线，并被从基层上烧蚀掉，而基层对于所选波长的射线基本透明，以使激光射线可基本不受阻碍地贯穿基层。
激光射线可为一连续射束。或者，可以一脉冲或一系列脉冲的形式来发射激光射线。
本发明还提供了一种物品，该物品包括一明净的基层，在该基层的相对表面上具有不透明层，该基层由一种对于所选波长的激光射线基本透明的材料制成，标记或窗孔是通过用所选波长的激光射线烧蚀基层的一表面上的不透明层的第一区域来去除该第一区域、并使激光射线贯穿该基层以去除与从该表面上的不透明层上去除的第一区域对齐的另一表面上的一不透明层区域所形成的。
本发明总的涉及诸如钞票或货币、票据或者其上设有印刷物的其它任何单据之类的印刷品，它具有一明净的基层，在该物品的至少一部分上的基层的相对表面上具有不透明的印刷油墨层。激光射线可用于在部分的物品、即在明净的基层的一侧或两侧上印有油墨层的那部分物品内形成呈现特殊的图案、字符或记号的形状的一明净或透明区域。这是通过从位于物品适当区域中的基层的一侧或两侧上去除或烧蚀印刷油墨层来实现的。
在所采用的激光波长与在所选波长上的明净的基层及印刷物层相对的吸收特性之间存在着一定关系。例如，印刷物层能很好地吸收激光射线，以在使印刷物层暴露给射线一段预定时间后，可将它们去除或烧蚀掉。与此同时，比较诸印刷层在所选波长上的吸收特性，明净的基层在所选波长上较难吸收激光射线。基层对于该波长上的射线是基本透明的，从而可使所选波长上的射线贯穿该基层，而基本上不会对明净的基层造成任何损害或破坏。这样，在暴露给射线的基层的两个表面上形成一透明窗孔，该窗孔具有所需的记号、图案或字符等形状，并且在两个表面上是对齐的。
本发明尤其(但不具限制性)适用于钞票或者其它至少部分的单据是由在其两个表面上具有至少一层不透明的油墨层的一明净的塑料基层所制成的票据。该明净的塑料基层较佳地由一种诸如PE、PP或PET之类的透明聚合材料制成，该基层可由至少一双轴取向聚合膜组成。该基层可包括一单层的聚合材料膜。或者，该基层可包括由两层或多层透明的双轴取向聚合膜组成的一叠层，该聚合膜的类型在澳大利亚专利号AU-A-87665/82中有所描述，在这里援引该专利以作参考。
不透明的印刷物层可包括任何一种或多种可在钞票或其它票据的印制中使用的不透明油墨。例如，不透明的油墨层可包括含有色料的涂料，该涂料含有一种诸如二氧化钛之类的色料，该色料分散在一种交联聚合材料粘结剂或载体(carrier)中，该聚合材料在澳大利亚专利号AU-A-87665/82中有所描述。
较佳地，激光射线的所选波长大致落在大约0.5至20微米的范围之中。
在一特佳的实施例中，明净的塑料基层由PP制成，不透明的油墨层由分散在一种聚氨酯(polyurethane)基树脂之中的二氧化钛及二氧化硅制成，并且所采用的激光射线的波长可近似为1.06微米或10.6微米。
现在结合附图来描述本发明的较佳实施例(仅用于示例)，在这些附图中
图1(a)、(b)和(c)示出了作用在一物品上并从该物品表面上烧蚀印刷物的一种连续激光光束；图2(a)、(b)和(c)示出了发射作用在一物品上、以便从该物品表面上烧蚀印刷物的一单个辐射脉冲的一种激光；以及图3(a)、(b)、(c)和(d)示出了发射作用在一物品上、以便从该物品表面上烧蚀印刷物的一系列辐射脉冲的一种激光。
请参阅图1，图中示出了利用一种连续波激光系统在一物品上进行烧蚀的过程。一激光源2发射出一连续的激光光束4，该激光光束照射并作用在一物品6的一侧上。物品6具有一第一层8、一第二层10以及呈聚合膜12的形式且介于层8与10之间的一明净的基层，第一层8和第二层10均含有印刷油墨物质。如图1(a)所示，光束4最初接触到第一层8，如图1(b)所示，由于层8吸收射线，因此，光束在该层中积聚起局部热量。最终，削弱并破坏了层结构中的内部结合及内聚力，从而烧蚀或去除了层8的微粒14。在此阶段，激光光束4已穿透了第一层8，并基本不受阻碍地贯穿膜12，直到其照射在位于膜12另一侧上的层10的表面上为止。当光束4贯穿膜12时，只有极少的射线或无任何射线被吸收，因此，只积聚了极少的热量或未积聚任何热量，由此只给膜带来极小的损害或未造成任何损害。层8、10与膜12之间吸收特性中的差异是相对的，因此，在膜中可能会积聚一些热量。因此，激光光束4将对物品6暴露一段不足以造成膜12有明显损害或破坏的时间。可选择层8、10与膜12的相对的吸收特性以及来自激光源2的能量输出来提供诸层必要的烧蚀，以形成一透明的窗孔。如图1(c)所示，当激光光束4照射在第二层10上时，将发生类似的烧蚀过程，从而如同层8那样，将微粒16从其表面上去除。这样就留下了一个明净或透明区域，它在膜12的两个表面上是对齐的、并呈现所需的图案或记号等形状。
在图2中描绘了利用一种脉冲激光源20在一物品上进行烧蚀的过程，其中，如图2(a)所示，从激光源20发射出一单个辐射脉冲18，以便从一侧照射在物品6上。如图2(b)所示，该激光脉冲18具有足够的能量来穿透并烧蚀第一层28的表面，从而根据图1所示的过程以相同方式去除层微粒26。脉冲18用其剩余的能量继续贯穿膜12，而只有极少的射线或无任何射线被吸收，因此，只积聚了极少的热量或未积聚任何热量，由此只给膜带来极小的损害或未造成任何损害，直到其照射到印刷材料制的第二层10。由于所提供的脉冲具有足够的能量，因此在层10上发生了类似的烧蚀过程，其中如图2(c)所示，将微粒28从层10的表面上去除。于是，在层8与10的烧蚀区域内形成了一个透明的窗孔，该窗孔在膜12的两个表面内是对齐的、并构成所需的字符、记号或图案。
倘若利用一单个脉冲的激光能量不足以彻底烧蚀印刷物层的话，则可采用一个以上或一系列的脉冲，如图3所示。这些多个且连贯的脉冲从脉冲激光源20射出。射出的第一脉冲30(参见图3(a)和3(b))照射在印刷物的第一层34上，从而去除了微粒40，但其不具有足够的能量来彻底烧蚀油墨层34和38。于是，如图3(c)所示，从激光源20发射出第二脉冲32以及其后可能需要的诸脉冲，该第二脉冲32和/或其后的诸脉冲具有足以彻底烧蚀层34、继而基本不受阻碍地贯穿膜36并烧蚀层38以及如图3(d)所示的那样去除微粒42的能量，从而以与图1和图2中所述的过程相似的方式留下一贯穿物品6的透明区域，该区域在膜36的两个表面上是对齐的。
本发明的进步之处在于，当最初印制了印刷品之后，它能在任何时刻在印刷品内增加一透明窗孔，倘若例如需要改变图案的话，它易于高速且低成本地在不同或连贯的印刷品上增加各种形状或图案的标记或透明窗孔、例如钞票的序号。此外，在烧蚀过程之后，在膜的两个表面上前后对齐的设置可使潜在的伪造者很难复制印刷品。以上述方式在物品上进行烧蚀过程将有利地向潜在的伪造者提出难题，即他们将不得不仿制在物品的两侧上精确地对齐的错综复杂的窗孔、标号等。
本发明尤其适用于在钞票或其它需要专门的序号或识别编号的票据中制作窗孔。一个窗孔可表示编号中的各个数字，并且通过使用适当的技术，各张钞票或票据可具有唯一的编号。如所需的那样，本发明同样适用于制作批号(batchcodes)、制造日期、颁发日期、签名或使用日期等。
应当意识到的是，在不脱离本发明的范围或精神实质的情况下，还可对上述诸实施例进行多种变化。
就权利要求书在内的说明书而言，术语“包括”也具有“含有”的意思。
权利要求
1.一种标记一物品的方法，所述物品包括一基层，在所述基层的相对表面上具有不透明层，所述方法包括用激光射线辐照所述基层的一表面上的一不透明层区域，以致所述表面上的所述不透明层区域由所述激光射线所烧蚀，从而通过去除所述表面上的所述不透明层区域来形成一标记，其中，所述激光射线贯穿所述基层，并烧蚀基层的相对表面上的一不透明层区域，从而通过从基层的相对表面上去除所述不透明层区域来形成一标记。
2.一种在一物品内形成一透明窗孔的方法，所述物品包括一明净的基层，在所述基层的相对表面上具有不透明层，所述方法包括用激光射线辐照所述基层的一表面上的一不透明层区域，以致所述区域由所述激光射线所烧蚀，从而从所述表面上去除所述不透明层区域，其中，所述激光射线贯穿所述基层，并烧蚀基层的相对表面上的一不透明层区域，从而在基层内形成一透明窗孔。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述基层的相对表面上的诸不透明层的激光射线吸收特性大于所述基层的激光射线吸收特性。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述激光射线的波长被选定为可使所述诸不透明层吸收并由所述射线烧蚀，而所述基层则基本不受激光射线的影响。
5.如上述权利要求中的任一项权利要求所述的方法，其特征在于，一连续的激光射束照射在所述基层的所述一表面上的印刷物区域处。
6.如权利要求1至4中的任一项权利要求所述的方法，其特征在于，至少一个激光辐射脉冲照射在所述基层的所述一表面上的印刷物区域处。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，一单个激光辐射脉冲照射在所述基层的所述一表面上的印刷物区域处，所述单个脉冲具有足以烧蚀所述表面上的印刷物、继而贯穿所述基层以烧蚀基层的相对表面上的印刷物的能量。
8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，多个激光辐射脉冲照射在所述基层的所述一表面上的印刷物区域处。
9.如上述权利要求中的任一项权利要求所述的方法，其特征在于，所述基层由一种透明塑料制成。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述透明塑料基层包括一透明聚合材料膜。
11.如权利要求9或10所述的方法，其特征在于，所述基层包括由两层或多层透明聚合材料层组成的一叠层。
12.如权利要求9至11中的任一项权利要求所述的方法，其特征在于，所述基层由下列材料中的一种或多种材料制成聚乙烯(PE)；聚丙烯(PP)或聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。
13.如上述权利要求中的任一项权利要求所述的方法，其特征在于，所述基层的相对侧上的诸不透明层含有印刷物。
14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述不透明的印刷物层是由不透明油墨形成的。
15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述不透明油墨层含有一种分散在一种交联聚合材料粘结剂中的色料。
16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述色料包括二氧化钛色料。
17.如权利要求15或16所述的方法，其特征在于，所述粘结剂包括一种聚氨酯基树脂。
18.如权利要求15至17中的任一项权利要求所述的方法，其特征在于，所述不透明油墨层含有二氧化硅。
19.如上述权利要求中的任一项权利要求所述的方法，其特征在于，所述激光射线的波长基本落在0.5至20微米的范围内。
20.如权利要求19所述的方法，其特征在于，所述激光射线的波长近似为1.06微米。
21.如权利要求19所述的方法，其特征在于，所述激光射线的波长近似为10.6微米。
22.一种物品，所述物品包括一明净的基层，在所述基层的相对表面上具有不透明层，所述基层由一种对于所选波长的激光射线基本透明的材料制成，所述标记或窗孔是通过用所选波长的激光射线烧蚀所述基层的一表面上的不透明层的第一区域来去除所述第一区域、并使所述激光射线贯穿所述基层以去除与从所述一表面上的不透明层上去除的第一区域对齐的另一表面上的一不透明层区域所形成的。
23.如权利要求22所述的物品，其特征在于，所述基层的相对表面上的诸不透明层的激光射线吸收特性大于所述基层的激光射线吸收特性。
24.如权利要求22或23所述的物品，其特征在于，所述基层由一种透明塑料制成。
25.如权利要求24所述的物品，其特征在于，所述透明塑料基层包括一透明聚合材料膜。
26.如权利要求24或25所述的物品，其特征在于，所述基层包括由两层或多层透明聚合材料层组成的一叠层。
27.如权利要求22至26中的任一项权利要求所述的物品，其特征在于，所述基层的相对侧上的诸不透明层含有印刷物。
28.如权利要求22至27中的任一项权利要求所述的物品，其特征在于，所述物品是一种票据。
29.一种票据，所述票据包括由一种透明塑料膜所形成的一明净的基层，在所述膜的相对表面上具有不透明的印刷物层，所述基层由一种对于所选波长的激光射线基本透明的材料制成，其中，所述表面上均具有一标记或一透明窗孔，所述标记或窗孔是通过用所选波长的激光射线烧蚀所述基层的一表面上的印刷物第一区域来去除所述第一区域、并使所述激光射线贯穿所述基层以去除另一表面上的印刷物第二区域而形成在印刷物中的，所述第二区域与从所述表面上的印刷物上去除的第一区域对齐。
30.如权利要求27或29所述的物品或票据，其特征在于，所述不透明的印刷物层是由不透明油墨形成的。
31.如权利要求30所述的物品或票据，其特征在于，所述不透明油墨层含有一种分散在一种交联聚合材料粘结剂中的色料。
32.如权利要求31所述的物品或票据，其特征在于，所述色料包括二氧化钛色料。
33.如权利要求31或32所述的物品或票据，其特征在于，所述粘结剂包括一种聚氨酯基树脂。
34.如权利要求31至33中的任一项权利要求所述的物品或票据，其特征在于，所述不透明油墨层含有二氧化硅。
35.如权利要求22至34中的任一项权利要求所述的物品或票据，其特征在于，所述基层由下列材料中的一种或多种材料制成聚乙烯(PE)；聚丙烯(PP)或聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。
36.如权利要求22至35中的任一项权利要求所述的物品或票据，其特征在于，所述基层对于其波长大致落在0.5至20微米范围内的激光射线基本透明。
37.如权利要求22至36中的任一项权利要求所述的物品或票据，其特征在于，所述基层对于其波长近似为1.06微米的激光射线基本透明。
38.如权利要求22或37中的任一项权利要求所述的物品或票据，其特征在于，所述基层对于其波长近似为10.6微米的激光射线基本透明。
全文摘要
本发明提供了一种在诸如票据之类的一物品(6)内标记或形成一透明窗孔的方法,其中在一聚合膜或基层(12)的相对表面上的不透明的印刷油墨层(8,10)区域由所选波长的激光射线(4)所辐照。不透明层(8,10)的激光射线吸收特性大于膜或基层(12)的吸收特性,该膜或基层对于激光射线的所选波长是基本透明的,以便在烧蚀了一表面上的印刷物(8)区域之后,射线基本不受阻碍地贯穿基层(12),从而烧蚀另一表面上的印刷物(10)区域。在由此而得的物品中,通过从基层(12)的各表面上去除印刷区域所形成的标记或窗孔是对齐的,并且难以伪造。
文档编号B23K26/18GK1248201SQ98802614
公开日2000年3月22日 申请日期1998年2月19日 优先权日1997年2月20日
发明者保罗·齐恩特克 申请人:证券票据有限公司