JPH10511321A - ホログラム、運動ホログラム、回折パターン、又はその他の光学効果を生むマイクロエングレービングを用紙上に直接刻印する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 マイクロエングレービングの刻印は、用紙を、前記マイクロエングレービングを保持するエンボシング・シリンダ（１７）とカウンタスラスト・シリンダ（１８）とからなるエンボシング集団（１７，１８）を通過させるエンボシング・プロセスによって行われ、このプロセスは、用紙を加湿した後、９０〜２２０℃、好ましくは１３０〜１７０℃の範囲の温度で、前記シリンダ間を通過する用紙に２０〜１２０ｋｇ／ｍｍ²、好ましくは４０ｋｇ／ｍｍ²〜１００ｋｇ／ｍｍ²の範囲の圧力を加えて行われる。

Description

【発明の詳細な説明】 ホログラム、運動ホログラム、回折パターン、又はその他の光学効果を生むマ イクロエングレービングを用紙上に直接刻印する方法 本発明は、ホログラム、運動ホログラム、回折パターン、又はその他の光学効 果を生むマイクロエングレービングを用紙上に直接刻印する方法に関するもので ある。 光学マイクロエングレービング（即ち、前述のタイプのマイクロエングレービ ング）を永久的にタイプ・プレートから用紙へ転写するには通常、この用紙に、 プレート上に（ロー・レリーフ又はハイ・レリーフ、あるいはその両方で）存在 するマイクロエングレービングを受け取って永久的に保持するのに適した材料（ ＰＶＣ、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリテン、コーティングなど）からな る被膜を形成するという前処理を施す必要がある。 実際、普通紙（前述のように前処理されていない紙）上に直接マイクロエング レービングを転写することはできないと通常は考えられている。それは、経時的 な用紙の（マイクロメートル・レベルでの）変形と、転写すべきマイクロエング レービングの例えば約１２０行／ｍｍ〜５，０００行／ｍｍという範囲の解像度 に整合し得ない、用紙の繊維構造に起因する表面微小粗さとの、両方の理由によ るものである。 本発明の目的は、前処理された用紙基板上にマイクロエングレービングを刻印 する従来型の方法よりも簡単で廉価であるというだけでなく、 − 前述のタイプのマイクロエングレービングで個人化又は装飾された普通紙、 − 筆記用紙及び（オフセット、銅板、活版、セリグラフ、輪転グラビア、ゼロ グラフィなどの印刷用の）印刷用紙として使用できる前述のような個人化又は装 飾された用紙、 − 偽作から保護し、あるいはオリジナリティを保護すべき文書用の、前述のよ うな個人化又は装飾された用紙、 の使用を可能にするといった利点を併せ持つ、普通紙へのマイクロエングレービ ングの刻印方法を提供することによって、未処理の普通紙上にマイクロエングレ ービングを刻印することはできないといった偏見をなくすことである。 ホログラム、運動ホログラム、回折パターン、又はその他の光学効果を与える マイクロエングレービングを用紙上に直接刻印する本発明の方法は、用紙を、一 対のエンボシング・シリンダの間、即ち前述のマイクロエングレービングを保持 するエンボシング・シリンダと、カウンタスラスト・シリンダとの間を通過させ るエンボシング・プロセスによって行われ、このプロセスは、用紙を加湿した後 に、前記のシリンダ間を通過する該用紙に対し、９０〜２２０℃好ましくは１３ ０〜１７０℃の温度範囲で、２０〜１２０ｋｇ／ｍｍ²好ましくは４０〜１００ ｋｇ／ｍｍ²の範囲の圧力を加えることにより行われる。本発明の特徴は、以下 に述べる説明と、実施形態の非制限的な例を示す添付の図面から明らかになるで あろう。 図１：本発明によるリール状の用紙に浮き彫りを施す機械を示す図 図２：用紙加湿装置に関する図１拡大詳細図 図３：本発明によるシート状用紙に浮き彫りを施す機械を示す図 図１は本発明によるリール状用紙に浮き彫りを施す機械の例を示している。 機械の構造特性及び機能特性は、従来型のエンボシング・マシンの構造特性及 び機能特性に従うものであるが、大きな違いは、エンボシング・プロセスを実施 する条件（温度及び圧力）と、エンボシング・シリンダとそれに関連するカウン タスラスト・シリンダとからなるエンボシング集団の上流に加湿装置が存在する 点である。 図１における様々な部材の意味を下記に示す。 １：機械に供給される普通紙のリール ２：普通紙のスペア・リール ３，４，５，６，７：アイドル・ローラ ８：用紙ストリップを駆動し予熱するために、好ましくはテフロン又はゴムで 被覆されたシリンダ ９：用紙ストリップを駆動し冷却するために、やはり好ましくはテフロン又は ゴムで被覆されたシリンダ １０，１１，１２：シリンダ８及び９によって用紙ストリップが確実に摩擦駆 動されるように、それぞれシリンダ８及び９対して弾性的にバイアスされたアイ ドル・ローラ １３，１４：通過するストリップを適当な張力に維持するように軸をシフトす ることができる、用紙ストリップにテンションを付与するためのアイドル・ロー ラ １５：加湿集団 １６：冷却シリンダ １７，１８：用紙に刻印すべきマイクロエングレービング（マイクロエングレ ービングは、エンボシング・シリンダに直接彫り込むことも、あるいはシリンダ 上に固定された薄いタイプ・プレート上に彫り込むこともできる）のマトリック スを円筒形表面上に保持するエンボシング・シリンダ１７と、シリンダ１７に適 当な圧力を加えるアイドル・カウンタスラスト・シリンダ１８とからなるエンボ シング集団 １９：赤外線ランプを備えるか、あるいは気体によって操作されて垂直にシフ トし、通過するストリップに近づいたり遠ざかったりして、ストリップの予熱温 度を調整する予熱装置 ２０：ストリップ巻き取りリール ２１：リール２０を支持し、下端の周りで揺動することができ、傾斜角度が巻 き取りリールの直径D（プロセスの始めに最小で、終わりに最大になる）の関数 であるアーム この機械の動作は下記のように説明することができる。 即ち、その動作時には、用紙ストリップがリール１から繰り出され、まずロー ラ３，１３，１１上を通過し、次いでシリンダ８上を通過し、そこで、加湿集団 １５によって第１の予熱及び加湿を受ける。これによって、相対湿度の約６０〜 ８０％の湿度（特に、好ましい実施形態によれば、７０％に相当する湿度）が用 紙に与えられる。用紙ストリップは、シリンダ８から出た後、予熱装置１９の下 方を通過し、そこでさらに予熱を受けてからエンボシング集団の２つのシリンダ 間を通過し、そこでエンボシング・シリンダ上に存在するマイクロエングレービ ングの刻印を受け、同時に、シリンダ１８から加えられる高い圧力と２つのシリ ンダ１７，１８の温度との両方によって生じる強い伸縮作用を受ける。ストリッ プは、エンボシング集団から出た後、まずシリンダ１６上を通過して冷却された 後、ローラ５，６，７，１４，１２上を通過した後、最後にシリンダ９上で、ほ ぼ常温に等しい温度に冷却された後、シリンダ９に当接するリール２０上に巻き 取られる。 シリンダ１７は、エンボシング・シリンダに通常必要とされる特性を有してい なければならない。即ち、シリンダ表面が、円筒形表面の母線に沿って、プレー ト上のマイクロエングレービングの解像度に近い直線度（即ち、直線の近似）を 有するように、非常に高度な表面仕上げになっている、研削されラッピングされ た表面弾性の高い焼き入れ鋼でできていなければならない。この直線度の許容値 は、例えば、１ｍｍ当たり約２，０００行である。 シリンダ１８も、研削されてラッピングされた焼き入れ鋼でできていて、動作 時に、上部シリンダ１７の回転によって駆動できるように軸に沿って空転する。 シリンダ１８は、２０ｋｇ／ｍｍ²〜１２０ｋｇ／ｍｍ²の範囲で選択される極め て高い値の圧力をシリンダ１７に加える（好ましい実施形態によれば、この圧力 は約５０ｋｇ／ｍｍ²である）。 動作時には、シリンダ１７とシリンダ１８の両方が、プレートの下方を通過し た文書の用紙が９０〜２２０℃の温度に達するような温度で加熱される（好まし い実施形態によれば、この温度は約１５０℃である）。 同じ用紙温度を達成するには、速度が高ければ高いほどシリンダ（及び予熱装 置１９）の温度を高くする必要があるので、シリンダ１７，１８の温度は（シリ ンダ８及び予熱装置１９の温度と共に）動作速度（ストリップ移動速度）に応じ て選択するものとする。 用紙温度が約１５０℃で、動作速度が約６０ｍ／分の場合、シリンダ１７，１ ８の温度は約１５０℃にするべきである。 シリンダ８，１７，１８の加熱は、電気抵抗器内を循環する流体によって得る ことができる。 シリンダ９及び１６の冷却も、電気抵抗器内を循環する流体（例えば、水）に よって得ることができる。 図２は、図１における加湿集団１５の拡大図を示す。この加湿集団は、他の技 術分野、例えばオフセット印刷などで使用される同様の装置の構造特性及び機能 特性に似た構造特性及び機能特性を有する。この加湿集団は、水タンク２２を有 し、この水タンク内には、連続的に回転するローラ２３が部分的に浸漬されてい る。アイドル・ローラ２４は揺動軸を有しており、ローラ２３と一時的に（例え ば、２４の回転の一部の間）接触する位置から、ローラ２５と更に長い間（例え ば、完全に回転する間）接触する位置へ移るようになっている。ローラ２５の軸 も、やはり空転し、ローラ２６及び２７（これらもまた空転し、通過するストリ ップと常に接触する）の軸を含む平面に平行な平面に沿ってわずかな揺動運動を 行い、ローラ２５がローラ２６及び２７と交互に接触して、ローラ２４から受け 取った水分をそれらのローラ上に均等に分配できるようになっている。 加湿集団１５のローラの表面には、水を含浸しやすい材料、例えばベルベット 状綿繊維を被覆することが好ましい。 通過する用紙ストリップの正しい湿度は、加湿集団１５から出て来るストリッ プと接触するような位置にある湿度検出器（図示せず）によって、検出された湿 度に応じてローラ２４がローラ２３上に一時的に接触する持続時間を調整するこ とにより調整される。 このプロセスの終わりに、リール２０上に巻き取られたストリップは、エンボ シング・シリンダから転写された刻印されたマイクロエングレービングを保持す る。マイクロエングレービングを用紙ストリップに永久的に転写することが可能 であることは、加湿プロセスとそれに続く高圧下での加熱のために、用紙が伸縮 プロセスを受け、その結果、表面の凹凸及び変形が、かなり低減することによっ て説明することができる。 用紙上に転写されたマイクロエングレービング（及びその光学効果）は、用紙 の可能な変質又は偽作（加湿、消去など）に抵抗できない（あるいは反対に、必 要に応じて抵抗できる）ことが望ましい。 刻印されたマイクロエングレービングが、起こりうる加湿に耐える必要がある 場合には、クラフトペーパーや航海表の用紙などの製造に用いられる用紙といっ たような、ニカワが充填してある上質紙を使用する必要がある。反対に、逆の特 性のマイクロエングレービングを有することが望ましいときは、（ハイドロスコ ーピック性の）普通紙を使用する必要がある。 起こりうる消去に抗するためには、すべてのエングレービングがローレリーフ 又はハイレリーフであるか、あるいはローレリーフのエングレービングとハイレ リーフのエングレービングがそれぞれ異なる範囲に分布している（つまり、プレ ートにハイレリーフ・エングレービングのみがある部分と、ローレリーフ・エン グレービングのみがある部分がある）印刷マトリックスを構成することが考えら れる。 前述のことが可能ならば、消去に抵抗できる（あるいはできない）マイクロエ ングレービング用紙を製造することができる。実際、用紙上にローレリーフで刻 印されたマイクロエングレービングは、消去、及び、用紙が経時的に受ける表面 磨耗に抵抗することができるが、それに対してハイレリーフで刻印されたマイク ロエングレービングは、偽作を試みる際に消去される。この後者の特性は、オリ ジナリティを保証し偽作から保護する必要がある文書（例えば、有価証券や小切 手など）を発行するために用紙を使用するときには非常に重要である。 図３は、本発明の方法によるシート状の用紙用のエンボシング・マシンの例を 示す。 この図における様々な部材の意味は下記のとおりである。 ３０：入口シート・トレー ３１：出口シート・トレー ３２：従来型のオフセット印刷用の吸引シートフィーダ装置に酷似しているシ ートフィーダ装置（図示せず）の一部である吸入口を備えた、シートを取り込み 供給するためのチューブ ３３：入って来るシートを供給する回転ローラ ４９：出ていくシートを供給する回転ローラ ３４：シートが摺動する平面 ３５，３６：用紙を加湿して供給する一対のシリンダ。シリンダ３５は、空転 し、下方のシリンダ３６によって回転駆動され、シリンダ３６は、シートの供給 だけでなく加湿も行う。この目的のために、シリンダ３６には、構造及び動作が 図１の加湿集団１５に酷似している加湿集団１５’によって水を含浸された繊維 （綿など）が被覆される。 ３７／３８，３９／４０：好ましくはゴム層又はテフロン層が被覆され、回転 運動を行う、用紙を予熱し供給する一対のシリンダ ４１／４２，４３／４４，４５／４６：やはり好ましくはゴム層又はテフロン 層が被覆された、用紙を冷却し供給する一対のシリンダ ４７，４８：用紙上に刻印すべきマイクロエングレービングのマトリックスを 円筒形表面上に保持するエンボシング・シリンダ４７と、シリンダ４７上に適当 な圧力を加える空転するカウンタスラスト・シリンダ４８とからなるエンボシン グ集団 ５０：シートが摺動し、赤外線ランプ又は気体によって得られる加熱による予 熱が行われる平面 図１の機械の場合と同様に、シリンダ３７〜４０及び４７、４８の加熱は、そ こを循環する流体によって行うか、あるいは電気抵抗器によって行うことができ る。シリンダ４１〜４６の冷却も循環流体によって行うことができる。 この機械の動作は、用紙加湿条件、及び、用紙がエンボシング集団を通過する 際の用紙上の温度と圧力という点においても、図１の機械の動作と極めて類似し ている。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，Ｕ Ｇ)，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，Ｃ Ａ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ， ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，Ｍ Ｇ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ， ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．ホログラム、運動ホログラム、回折パターンを再生するマイクロエング レービング、又はその他の光学効果を生むマイクロエングレービングを、用紙上 に直接刻印する方法であって、 前記マイクロエングレービングの刻印が、用紙を前記マイクロエングレービン グを保持するエンボシング・シリンダ（１７，４７）とカウンタスラスト・シリ ンダ（１８，４８）とからなるエンボシング集団を通過させるエンボシング・プ ロセスによって行われ、 前記プロセスが、加湿されたあと前記シリンダ（１７，１８，４７，４８）間 を通過する用紙に対し、９０〜２２０℃好ましくは１３０〜１７０℃の範囲の温 度と、２０〜１２０ｋｇ／ｍｍ²好ましくは４０〜１００ｋｇ／ｍｍ²の範囲の圧 力とを加えることを特徴とする方法。 ２．用紙を加湿することによって、相対湿度の６０〜８０％の湿度が用紙に 与えられることを特徴とする請求項１に記載の方法。 ３．エンボシング集団（１７，１８，４７，４８）から出てくる用紙が、ほ ぼ常温に等しい温度に冷却されることを特徴とする請求項１に記載の方法。 ４．前記エンボシング集団（１７，１８，４７，４８）を通過した用紙の温 度が、シリンダ（１７，１８，４７，４８）間の入口の前の第１の加熱ステップ と、シリンダ（１７，１８，４７，４８）によって実施される第２の加熱ステッ プによって得られることを特徴とする請求項１に記載の方法。 ５．前記エンボシング集団（１７，１８，４７，４８）を通過した用紙の温 度、圧力、湿度がそれぞれ、約１５０℃、５０ｋｇ／ｍｍ²、相対湿度の７０％ であることを特徴とする請求項４に記載の方法。 ６．マイクロエングレービングが刻印される用紙が、送りリール（１）から 巻き取られるストリップの形であり、用紙ストリップが、エンボシング集団（１ ７，１８）を通過する前に、まず第１のシリンダ（８）上を通過し、そこで前述 の加湿を受け、同時に第１の予熱を受けた後、赤外線又は気体駆動予熱装置（１ ９）の近くを通過することを特徴とし、さらに、エンボシング集団（１７，１８ ）から出たストリップが、巻き取りリール（２０）上に巻き取られる前に、順次 第２のシリンダ（１６）及び第３のシリンダ（９）上を通過し、そこでそれぞれ 第１の冷却、第２の冷却を受けることを特徴とする請求項４に記載の方法。 ７．用紙の加湿が、前述の第１のシリンダ（８）上を通過する、ある長さの ストリップに当接する第１及び第２のアイドル・ローラ（２６，２７）と、連続 的に回転し水に部分的に浸漬される第３のローラ（２３）と、水分を第３のロー ラ（２３）から第５のローラ（２５）へ移すために第３のローラ（２３）と第５ のローラ（２５）に交互に接触する第４のアイドル・ローラ（２４）と、第４の ローラ（２４）から受け取った水分を第１及び第２のローラ（２６，２７）へ移 すために第１のローラ（２６）と第２のローラ（２７）に交互に接触する第５の ローラ（２５）とからなる５つのローラの集団によって得られ、前記ローラ（２ ３，２４，２５，２６，２７）の表面が、ベルベット状綿繊維で被覆されること を特徴とする請求項６に記載の方法。 ８．マイクロエングレービングが刻印される用紙が独立するシートの形であ り、単一のシートが、エンボシング集団（４７，４８）を通過する前に、第１の シリンダ対（３５，３６）の間を通過して、そこで加湿プロセスを受けた後、少 なくとも第２のシリンダ対（３７，３８）の間を通過し、そこで第１の加熱を受 け、最後に赤外線又は気体駆動予熱装置（５０）の近くを通過し、そこで第２の 加熱を受けることを特徴とし、さらに、エンボシング集団（４７，４８）から出 た前述のシートが、少なくとも第３のシリンダ対（４１，４２）の間を通過し、 そこで冷却を受けることを特徴とする請求項４に記載の方法。 ９．シートの加湿が、前述の第１のシリンダ（８）上を通過する、ある長さ のストリップに当接する第１及び第２のアイドル・ローラ（２６，２７）と、連 続的に回転し水に部分的に浸漬される第３のローラ（２３）と、水分を第３のロ ーラ（２３）から第５のローラ（２５）へ移すために第３のローラ（２３）と第 ５のローラ（２５）とに交互に接触する第４のアイドル・ローラ（２４）と、第 ４のローラ（２４）から受け取った水分を第１及び第２のローラ（２６，２７） へ移すために第１ローラ（２６）と第２のローラ（２７）とに交互に接触する第 ５のローラ（２５）とからなる５つのローラ集団によって得られ、前記ローラ（ ２３，２４，２５，２６，２７）の表面が、ベルベット状綿繊維で被覆されるこ とを特徴とする請求項8 に記載の方法。