МАГНИТНАЯ ФОРМА ДЛЯ ПЕЧАТАНИЯ ОПТИЧЕСКИХ ЭФФЕКТОВ
MAGNETIC PLATE FOR PRINTING OF OPTICAL EFFECTS

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение в основном относится к магниту, используемому в типографских красках, а также в других красках, в которых содержатся частицы или чешуйки, способные под воздействием магнитного поля приобретать ориентированное положение, а более конкретно настоящее изобретение касается формирования магнитов, изготавливаемых из магнитного материала, ориентируемого во множестве различных направлений под воздействием приложенного поля, а также использования таких магнитов в качестве печатных форм.
Термин «лист», применяющийся далее в рамках настоящего описания изобретения, означает плоский тонкий лист, а в предпочтительных примерах осуществления настоящего изобретения этим термином обозначается гибкий лист, однако термин «лист» не ограничивается исключительно только лишь этим своим значением.
Термин «пластина», применяющийся по всему тексту настоящего описания изобретения, употребляется здесь для обозначения жесткой или гибкой пластины и охватывает собой также тонкий плоский гибкий лист, к примеру, такой как лист из композиционного материала, способного намагничиваться, либо резиновый магнитный лист, более известный после его намагничивания как «фридж»-магнит.
Термин «печатная форма», применяющийся далее в тексте настоящего изобретения, означает пластину, с помощью которой будет производиться печатание изображения, обозначения или логотипа типографской или какой-нибудь другой печатной краской, в которой содержатся чешуйки, способные ориентироваться под воздействием магнитного поля. Такая печатная форма сама по себе не осуществляет переноса типографской краски или какой-нибудь другой печатной краски, но она обладает способностью обеспечивать перемещение чешуек или частиц, содержащихся в типографской или другой печатной краске, таким образом, чтобы образовался четкий отпечаток.
Уровень техники
Все патенты и заявки на патент, упоминаемые в настоящем описании изобретения, включаются в содержание данного описания настоящего изобретения посредством соответствующей ссылки, сделанной в любых целях.
Известно печатание, осуществляемое с помощью типографских или же других печатных красок, содержащих магнитные пластинки, распределенные в жидкой типографской краске или в связующем веществе красочного покрытия. В таких случаях практического применения данного способа печати указанным пластинкам под воздействием магнитного поля придается ориентированное положение, для чего такая типографская или другая печатная краска, находящаяся на подложке, подвергается воздействию магнитного поля. По состоянию на текущий период отдельные примеры осуществления такого способа печати раскрываются Ракши и др. (Raksha et al.) в описаниях изобретения к заявкам на патент США №№2006/0198998, 2006/0194040, 2006/0097515, 2005/0123755 и 2005/0106367.
В описаниях изобретения к патентам США №№ US 6,808,806, US 6,759,097, US 6,818,299 и US 6,838,166 раскрываются чешуйки, способные под воздействием магнитного поля приобретать ориентированное положение, а также указывается на возможность применения магнитов, под воздействием магнитного поля которых этим чешуйкам придается ориентированное положение в получаемом изображении. Более конкретно, в описании изобретения к патенту США №№ US 6,808,806 раскрывается возможность применения гибкого магнита, имеющего вырез в виде буквы «F» и предназначенного для применения его при печатании. В этом варианте осуществления указанного изобретения поле, распространяющееся из той области, которая окружает собой вырезанную букву «F», было однородным, и оно направлено было перпендикулярно по отношению к поверхности буквы «F». Чешуйки, которые находились над вырезанной частью, где наблюдалось отсутствие поля, ложились на поверхность, по существу, плоско. Несмотря на то что данный вариант осуществления указанного изобретения обеспечивает получение интересных изображений, тем не менее, это изобретение позволяет обеспечить наличие некоторых дополнительных особенностей, которые невозможно было получить при применении магнита, обладающего однородным полем.
В некоторых отраслях промышленности нашло применение окрашивание с помощью магнитных порошков для проведения отделочной обработки и нанесения декоративных покрытий. Способ формирования изображения на каком-либо изделии под воздействием магнитного поля является предметом изобретения по патенту США № US 5,630,877. Такое изображение получают на соответствующем изделии посредством предварительного нанесения на него слоя краски, представляющей собой смесь окрашивающей среды с магнитными несферическими частицами, с последующим наложением на этот слой магнитного поля, которое по своей форме соответствует тому изображению, которое желательно будет при этом сформировать. Распространяющееся поле в данном случае исходит от магнитов, устанавливаемых снизу подложки, на которой находится слой непросохшей свежей краски. После того как под воздействием этого магнитного поля частицы приобретут ориентированное положение, производится их отверждение внутри связующего вещества красочного покрытия.
В описании изобретения к патенту США № US 6,103,361 раскрываются подложки с наносимым на них рисунком, которые применяются в производстве декоративных кулинарных изделий и формируются посредством нанесения на подложку основы, имеющей покрытие и представляющей собой смесь фторполимера и магнитных чешуек, с последующим возбуждением магнитного поля, в результате чего в этом полимерном композиционном покрытии образуется изображение. Рисунок формируется под воздействием магнитной силы, которая подводится через края намагничиваемой матрицы, располагающейся под указанной основой, имеющей покрытие, обеспечивая при этом получение эффекта индуцирования изображения.
В описании изобретения к патенту США № US 6,759,097 раскрываются разные способы и устройства, предназначенные для получения изображений на поверхностях, имеющих покрытие. Эти способы предусматривают нанесение слоя поддающегося намагничиванию пигментного покрытия в жидком виде на подложку с последующим избирательным наложением магнитного поля на участки этого пигментного покрытия с целью избирательного изменения ориентации магнитных частиц или чешуек на этих участках, после чего производится отверждение переориентированных частиц или чешуек в таком непараллельном друг другу их положении, благодаря чему на поверхности покрытия появляется рисунок, к примеру, такой, который имитирует трехмерное изображение.
Пигментное покрытие может содержать различные интерференционные и не интерференционные магнитные частицы или чешуйки, такие как магнитные пигменты, изменяющие свой цвет.
В патенте США № US 3,853,676 заявлена пигментированная пленка, представляющая собой материал в виде пленки, содержащей магнитный ориентируемый пигмент, который, находясь в поле, получает ориентацию.
В европейском патенте № ЕР 0710508 А1 раскрывается способ получения слоя, который создает трехмерные эффекты благодаря ориентации магнитных пластинок.
В европейском патенте № ЕР 1493590 А1 описываются устройство и способ, предназначенные для переноса предварительно заданного магнитного рисунка на документ, напечатанный оптически изменяемой магнитной типографской краской. Данное устройство выполняется в виде подложки из композиционного материала, являющегося постоянным магнитом, на поверхности которого выгравирован рисунок, соответствующий изображению нужного обозначения. Этот магнитный материал намагничивается в направлении, перпендикулярном по отношению к его поверхности. Неровности, образовавшиеся на этой поверхности в результате ее гравировки, приводят к возникновению изменений в направлении и напряженности результирующего магнитного поля. Эти изменения служат причиной того, что магнитные частицы имеют разную ориентацию в пределах различных участков слоя влажной краски, нанесенного на поверхность такой подложки, благодаря чему и обеспечивается возможность формирования изображения, которое по своей форме соответствует той конфигурации, которую имеет гравировка.
Авторами этого изобретения было установлено, что процесс печатания, осуществляемый в соответствии с техническим решением, предложенным в европейском патенте № ЕР 1493590 А1, имеет определенные ограничения. Например, в случае применения таких печатных красок, которые изменяют свой цвет, обеспечивается лишь только весьма слабый эффект, выражающийся в изменении цвета. При этом наблюдается даже полное исчезновение свойств изменения цвета, если магнитные пигментные частицы, находящиеся в слое непросохшей краски, направлены вдоль линий магнитного поля, в направлении, по существу, перпендикулярном к поверхности документа.
Однако следует отметить, что эффект изменения цвета внешне проявляется лучше всего (характеризуется большой величиной смещения по цветовому спектру и высокой насыщенностью цвета) в том случае, когда частицы располагаются параллельно или почти параллельно поверхности подложки. Таким образом, свойства изменения цвета изображений, напечатанных с помощью устройства, раскрываемого в описании изобретения к европейскому патенту № ЕР 1493590 А1, приводят к тому, что использование магнитных печатных красок, изменяющих цвет, становится, по существу, бесполезным применительно к печатанию документов, снабжаемых средствами защиты.
Целью настоящего изобретения является разработка такого магнита, который более прост в изготовлении и обладает большей степенью гибкости в отношении магнитного поля, создаваемого магнитом.
Такой магнит не требует дорогостоящей и трудоемкой гравировки, либо удаления материала для того, чтобы изменять создаваемое им магнитное поле.
Изображение объекта, логотипа или обозначения выполняется внутри магнитного материала, которому придается форма блока или листа, благодаря чему этот магнит будет обеспечивать получение такого поля, которое будет полностью соответствовать указанному объекту, логотипу или обозначению в том случае, когда поле будет использоваться для ориентации чешуек, содержащихся в типографской или другой печатной краске.
При этом изображение, которое находится внутри магнитного материала, остается невидимым для глаза, но оно, тем не менее, закодировано в магнитном материале таким образом, чтобы генерировать поле, которое соответствует объекту, логотипу или обозначению, которые используются для «кодирования» магнитного материала.
Такой объект, логотип или обозначение, которые закодированы в магните, увидеть будет нельзя, но они, тем не менее, реально существуют, обеспечивая при этом получение такого магнитного поля, которое позволяет ориентировать чешуйки, находящиеся на подложке и испытывающие воздействие этого магнитного поля, таким образом, чтобы с абсолютной точностью можно было воспроизвести указанный объект, логотип или обозначение.
Обычный «фридж»-магнит может быть закодирован с помощью магнитной информации, так чтобы изменять направление создаваемого им магнитного поля, чтобы обеспечивать формирование нужного изображения.
Такой закодированный магнит может быть выполнен из гибкого магнитного материала, и его можно, разместив на барабане, использовать для «печатания» изображений внутри жидкой типографской или другой печатной краски, находящейся на подложке, посредством ориентирования частиц таким образом, чтобы отобразить закодированную магнитную информацию.
Как это будет показано в приведенном здесь ниже описании, в известных способах, применяемых в данной области техники для наложения магнитного поля на типографские или другие печатные краски, в которых содержатся чешуйки, поддающиеся ориентированию, предусматривается использование утопленных или гравированных магнитных областей. В противоположность этому, согласно настоящему изобретению, предусматривается использование магнита, который имеет плоскую поверхность, при этом наличие соответствующих магнитных и немагнитных, либо по-разному намагничиваемых областей обеспечивается внутри единого монолитного магнита, благодаря чему и осуществляется ориентирование чешуек, формирующих изображения при наложении магнитного поля на жидкость, содержащую чешуйки, поддающиеся ориентированию под воздействием магнитного поля. Предпочтительно применение плоской матрицы, либо магнитной печатной головки или пластины, в которых намагничиванию подвергается внутренний их объем, позволяет полностью устранить проблемы, связанные с изготовлением и использованием трехмерных магнитных форм. При применении плоской матрицы можно обеспечить наличие плотного контакта в момент соприкосновения ее с соответствующей подложкой, и даже в том случае, если в этот момент в месте контакта будет приложено некоторое давление, получаемый при этом результат будет, по существу, всегда одинаковым. Этого нельзя гарантировать в случае применения тисненой или гравированной трехмерной магнитной печатной формы. Кроме того, в пределах отпечатанного изображения могут быть получены более четкие границы и с большей легкостью, чем при применении тисненных или утопленных магнитных печатных форм.
Раскрытие изобретения
В соответствии с настоящим изобретением предлагается печатная форма, содержащая: намагничиваемый композиционный материал, имеющий множество областей, расположенных по его поверхности, при этом намагничиваемый композиционный материал в пределах одной или нескольких первых областей намагничивается специально подобранным образом, в результате чего указанные одна или несколько первых областей, расположенных поперечно поверхности листа, обеспечивают первое магнитное поле, имеющее заданное направление, и при этом магнитный материал в одной или нескольких вторых областях либо не намагничивается, либо намагничивается по-другому по сравнению с указанными одной или несколькими первыми областями, благодаря чему обеспечивается контраст в создаваемом ими магнитном поле.
В соответствии с другой отличительной особенностью настоящего изобретения предлагается способ формирования магнита, предусматривающий проведение следующих операций:
получение тела из материала, который является намагничиваемым;
размещение намагничивающей матрицы таким образом, чтобы обращенная наружу ее поверхность, обладающая магнитной проводимостью, примыкала к лицевой поверхности листа или блока, изготовленного из намагничиваемого материала, и подвод магнитного заряда через намагничивающую матрицу для образования магнита в пределах намагничиваемого материала, который соответствует особенностям, характерным для обращенной наружу металлической поверхности намагничивающей матрицы.
В дополнительных вариантах осуществления настоящего изобретения предусматривается применение печатной формы, в которой:
композиционный материал представлен в виде листа или блока, выполненного из этого материала;
при этом указанные одна или несколько первых областей намагничиваются по форме знака или различимого обозначения;
при этом указанные одна или несколько вторых областей намагничиваются, по существу, однородным образом, благодаря чему чешуйки в типографской или другой печатной краске, примыкающие к указанным одной или нескольким вторым областям, ложатся плоско, либо занимают стоячее положение на листе, который они покрывают;
при этом указанный лист представляет собой гибкий лист из композиционного материала;
при этом указанный композиционный материал представляет собой изотропный или анизотропный гибкий материал, включающий в свой состав порошок Re-Fe-B, внедренный в отвержденную связующую смолу;
при этом указанный лист композиционного материала включает в свой состав намагничиваемый материал, равномерно распределенный вдоль и внутри рабочей части листа, причем первая область из указанных одной или нескольких первых областей листа намагничивается заданным образом посредством наложения магнитного поля через композиционный материал в пределах этой первой области, тогда как на некоторые другие области, расположенные вдоль листа, такое магнитное поле не налагается, в результате чего первая область формирует первое магнитное поле, исходящее из нее, а в других областях, расположенных вдоль поверхности указанного листа, такое магнитное поле отсутствует, либо отличается по напряженности или по направлению от магнитного поля, исходящего из других областей, расположенных вдоль поверхности листа;
при этом в указанных одной или нескольких вторых областях имеется второе магнитное поле, причем силовые линии второго магнитного поля ориентированы по-другому, чем силовые линии первого магнитного поля;
при этом печатная форма предназначается для использования ее в поле, придающем ориентацию чешуйкам, поддающимся ориентированию, в жидкой или вязкой типографской краске или печатной краске, и при этом рабочая часть печатной формы используется таким образом, чтобы первое поле выравнивало чешуйки на подложке, находящиеся в первой области, таким образом, что происходит формирование обозначения в виде знака или различимого графического изображения, которое является видимым в контрасте с чешуйками, находящимися на подложке в ее части, которая закрывает вторую область печатной формы;
при этом первая область намагничивается посредством соприкосновения поверхности листа в первой области с металлической матрицей, наружная поверхность которой имеет предварительно заданную форму, и которая имеет магнитный заряд;
при этом форма металла на наружной поверхности матрицы отображается в магнитном материале, внутри композиционного листового материала;
при этом магнитное поле, исходящее из матрицы, является воспроизводимым в пределах первой области магнитного материала;
при этом в металле наружная поверхность указанной матрицы имеет первые металлические области, которые соприкасаются с поверхностью листа, и при этом другие области на наружной поверхности матрицы располагаются с промежутком относительно поверхности указанного листа, тогда как первые металлические области соприкасаются с листом; и
печатная форма, в которой указанные первые металлические области образуют знак, логотип, либо различимый текст или буквы.
Краткое описание чертежей
Ниже следует подробное описание примерных вариантов осуществления настоящего изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:
Фиг.1a - чертеж известного технического решения гравированной печатной магнитной формы с выгравированной на ней цифрой «20» и предназначенной для проведения ориентации чешуек с получением изображения цифры 20.
Фиг.1b - вид сбоку в поперечном сечении на магнит, показанный на фиг.1а.
Фиг.1с показывает изображение цифры «20», выполненное с применением печатающего магнита вместе с отражательными чешуйками, содержащимися в голубой печатной краске, на темном фоне и полученное в результате того, что частицы вокруг цифры «20» приняли стоячее, по существу, вертикальное положение.
Фиг.1d показывает изображение, аналогичное изображению, представленному на фиг.1с, и полученное на темном фоне в результате того, что частицы вокруг цифры «20» приняли стоячее, по существу, вертикальное положение.
Фиг.1e - чертеж гравированной магнитной формы, выполненной в виде листа и предназначенной для получения таких изображений, как те, которые показаны на фиг.1с и фиг.1d.
Фиг.1f - вид в поперечном сечении на магнитное поле, исходящее от гравированного магнита, показанного на фиг.1е.
Фиг.2а - чертеж известного технического решения тисненого печатающего магнита формы с выгравированной на нем цифрой «20» и предназначенного для проведения соответствующей ориентации чешуек с получением изображения цифры 20.
Фиг.2b - вид сбоку в поперечном сечении по пунктирной линии на фиг.2а для магнита, показанного на фиг.2а.
Фиг.2с показывает изображение цифры «20», выполненное с применением печатающего магнита вместе с отражательными чешуйками, содержащимися в голубой печатной краске.
Фиг.2d показывает изображение, аналогичное изображению, представленному на фиг.2с, и полученное на темном фоне в результате того, что частицы вокруг цифры «20» приняли стоячее, по существу, вертикальное положение.
Фиг.2е - чертеж в поперечном сечении для магнитного поля, исходящего из гравированного магнитного листа, предназначенного для получения таких изображений, как те, которые показаны на фиг.2с и фиг.2d.
Фиг.2f - деталировка тисненой магнитной печатной формы, аналогичной той, что показана на фиг.2а.
Фиг.3а - чертеж варианта осуществления настоящего изобретения, иллюстрирующий металлическую матрицу и лист, поддающийся намагничиванию.
Фиг.3b - вид сбоку в поперечном сечении на магнит и две матрицы по обе стороны от магнита, показанного на фиг.3а.
Фиг.3с показывает изображение цифры «20», выполненное с применением печатающего магнита вместе с отражательными чешуйками, содержащимися в голубой печатной краске, на высококонтрастном отражательном фоне относительно цифры «20».
Фиг.3d показывает изображение, аналогичное изображению, представленному на фиг.3с, но полученное на светлом фоне в результате того, что многие из частиц, находящихся вне области расположения цифры «20», приняли плоское, по существу, горизонтальное положение.
Фиг.3е - чертеж двух матриц, используемых для намагничивания листа, поддающегося намагничиванию и показанного на фиг.3а, благодаря чему такой намагниченный лист может использоваться для формирования изображений, к примеру, таких как изображения, показанные на фиг.3с и 3d.
Фиг.3f - чертеж пары матриц, размещенных по каждую сторону от магнитного листового материала, подготовленного для его намагничивания, при этом соответствующее электронное оборудование, необходимое для того, чтобы «зарядить» матрицы, на этом чертеже не показано.
Фиг.4 - принципиальная схема двухполюсного рабочего поста намагничивания, где осуществляется намагничивание листа материала, поддающегося намагничиванию, в предварительно намеченных местах, расположенных вдоль этого листа, на котором после намагничивания остаются не намагниченные области, находящиеся между намагниченными областями.
Фиг.5 - другой вариант исполнения рабочего поста намагничивания, который имеет однополюсное намагничивающее устройство, предназначенное для намагничивания листа материала, поддающегося намагничиванию.
Фиг.6 - еще один вариант исполнения рабочего поста намагничивания, который имеет одну матрицу, предназначенную для намагничивания листа материала, поддающегося намагничиванию.
Фиг.7 - схема, иллюстрирующая силовые линии магнитного поля, проходящие через матрицы, и лист материала, поддающегося намагничиванию, и, кроме того, иллюстрирующая величину плотности магнитного потока вдоль листа материала, поддающегося намагничиванию.
Фиг.8 - чертеж, иллюстрирующий силовые линии магнитного поля, выходящие из намагниченного листа, и показывающий отсутствие поля в областях, окружающих намагничиваемую область.
Фиг.9а - чертеж, иллюстрирующий две неодинаковые магнитные матрицы и лист, поддающийся намагничиванию, предназначенные для печатания изображений типографскими красками или печатной краской.
Фиг.9b - поперечное сечение.
Фиг.9с и 9d - изображения, напечатанные с помощью намагниченного листа, показанного на фиг.9а, причем для намагничивания этого листа были применены две неодинаковые матрицы.
Фиг.9е - схема композиционного листового резинового магнита после намагничивания при помощи двух матриц, на которых имеется цифра 20, выступающая над их торцевыми поверхностями.
Фиг.9f - чертеж, показывающий избирательное намагничивание листа, поддающегося намагничиванию, который изображен на фиг.9е.
Фиг.10 - схема магнитного поля, исходящего от намагниченного листа, имеющего двухполюсную ориентацию и применяемого для печатания изображений, показанных на фиг.9с и 9d.
Фиг.11 - чертеж известного технического решения, представляющий собой вид магнитного блока, предназначенного для вырезания из него матрицы, имеющей форму цифры 1.
Фиг.12 иллюстрирует перемагниченный листовой магнит.
Фиг.13 иллюстрирует изображение, которое получено при помощи перемагниченного листового магнита, показанного на фиг.12.
Осуществление изобретения
Рассмотрим теперь известное техническое решение, представленное на фиг.1а-1f, где на фиг.1а показан гравированный магнит, который применяется для получения отпечатка на подложке, покрытой влажной типографской краской или печатной краской, в которой содержатся частицы или чешуйки, способные под воздействием магнитного поля приобретать ориентированное положение. После того как подложка покрыта типографской краской или печатной краской, под подложку помещают магнит 10, и чешуйки, находящиеся в типографской или печатной краске, ориентируются вдоль силовых линий магнитного поля, образуя цифру 20. Как показано на фиг.1с, отражательные чешуйки, например чешуйки Ni, имеющие серебристый внешний вид и распределенные в связующем носителе голубого цвета, ориентируются, образуя цифру 20. Эти чешуйки оказываются цвета матрицы, а чешуйки, которые находятся в пределах фона для цифры «20», и в пределах самих цифр, имеют темный внешний вид. Этот эффект достигается благодаря тому, что чешуйки принимают здесь стоячее вертикальное положение, и все, что можно при этом увидеть - это всего лишь связующий носитель голубого цвета, заполняющий промежутки между стоящими чешуйками. Аналогичный эффект проиллюстрирован на фиг.1d, где применяются чешуйки, изменяющие цвет. Магнитное поле, изображенное на фиг.1f, которое исходит от гравированного магнита и проходит сквозь бумажную подложку, большей своей частью располагается перпендикулярно по отношению к бумаге. Следовательно, большинство чешуек, за исключением тех, которые располагаются вдоль контура цифры «20», придут в стоячее положение. Силовые линии магнитного поля по краям гравировки изогнуты, и находящиеся здесь чешуйки занимают ориентированное положение в этом изогнутом магнитном поле, образуя при этом вполне различимую цифру «20». Когда отражательные чешуйки плоско лежат вдоль подложки, они стремятся отражать свет и поэтому кажутся светлыми. Когда отражательные чешуйки занимают на подложке стоячее положение, они не могут отражать падающий на них свет, поскольку они расположены таким образом, что только лишь их края способны отражать падающий на них свет, но не их плоские отражающие поверхности. В этом заключается недостаток данного варианта исполнения известного технического решения. Большинство отражательных и изменяющих свой цвет чешуек образуют, как показано на фиг.1с и 1d, только темный фон.
Гравировка магнита, осуществляемая физическими методами, представляет собой весьма дорогостоящее мероприятие, и, как уже было упомянуто выше в данном описании изобретения, регулировка магнитного поля получается в данном случае весьма ограниченной. Например, как показано на фиг.1a-1d, поле является однородным и имеет вертикальное направление, за исключением зоны, которая соответствует выгравированной части. Однако такое распределение силовых линий поля зачастую нежелательно. Даже гравировка магнитного листа, который показан на фиг.1е, является дорогостоящей и требует довольно много времени. Кроме того, ошибки, допущенные в процессе гравировки, нельзя будет потом исправить. Стоит лишь удалить материал, и такое удаление становится практически необратимым.
Отпечатанные изображения, полученные при применении известного листового магнита, показанного на фиг.2а-2d, являются обращенными по сравнению с изображениями, показанными на фиг.1a-1d. Вместо того чтобы подвергнуть магнитный лист соответствующей гравировке, в нем производится тиснение на участке вокруг цифры «20», которая оказывается выступающей относительно дна углубления, образовавшегося при этом в магните. Имитация магнитного поля, представленная на фиг.2е, показывает, что силовые линии направлены вертикально по отношению как к цифре 20 и к области ее фона. При этом силовые линии искривлены по краям углубления. В результате этого магнитные частицы занимают вертикальное положение относительно подложки в пределах этих конкретных областей, находящихся на верху цифры 20, а также там, где на отпечатке снизу и сверху располагаются темные линии. Однако магнитное поле в пределах тех областей, где влажная типографская краска находится сверху углубления, будет очень слабым из-за того, что там имеется некоторое расстояние между бумагой подложки и верхней частью магнита на дне углубления. Такое слабое магнитное поле не сможет обеспечить соответствующей ориентации находящихся там частиц, и они сохранят неориентированное положение внутри слоя влажного связующего вещества типографской краски. Получаемый при этом оптический эффект проявляется в виде неравномерного светлого фона, на котором выделяется темная цифра 20.
Варианты осуществления настоящего изобретения представлены на фиг.3а-3d. Следует полагать, что они значительно более совершенны по сравнению с магнитами и образцами соответствующих изображений, полученными с помощью этих магнитов, которые показаны на фиг.1a-1d. На фиг.3а показан такой магнит 30b, в котором местоположение его «магнитного заряда» ограничивается зоной, которая имеет форму цифры 20, а передается этот «заряд» магниту 30b от матрицы 32а, в результате чего магнитные свойства данного магнита проявляются только в пределах зоны, имеющей форму цифры 20, причем образуется такой магнит внутри собственно магнитного материала. Две матрицы 32а и 32b, выполненные из мягкой стали, изготовлены таким образом, что на одной матрице 32а имеется выступающая цифра 20, а на другой матрице - зеркальное отображение цифры 20. Затем обе указанные матрицы были приведены в соприкосновение с не намагниченным листом 30а с разных сторон, расположенным между ними, как это показано на фиг.3f. Лист 30а представляет собой не намагниченный гибкий плоский магнитный композиционный материал, способный намагничиваться под действием сильного магнитного поля или «заряда».
На фиг.3f матрицы 32а и 32b показаны в положении, которое они занимают перед началом намагничивания гибкого магнитного композиционного материала 30а.
Обратимся теперь к фиг.4, на которой показаны намагниченные области, здесь представлена линейная цепочка таких магнитных областей 109 на пластине или листе 104. Каждая магнитная область имеет внутреннюю магнитную структуру, которая по форме соответствует форме матриц 105 и 106, соприкасающихся с листом 104. Намагничивание этих областей может проводиться с помощью двухполюсного намагничивающего устройства, как показано на фиг.4, либо с помощью однополюсного намагничивающего устройства, показанного на фигурах 5 и 6. Полюсные наконечники 102 и 103 северного и южного полюсов намагничивающего устройства 101 могут перемещаться в направлении осей координат Х и Y по поверхности листа ненамагниченного гибкого материала 104, а также верх и вниз относительно него. В другом варианте осуществления настоящего изобретения лист 104 может перемещаться между полюсными наконечниками магнита. В данном варианте осуществления настоящего изобретения требуется обеспечить относительное перемещение между гибким материалом 104 и полюсными наконечниками 102, 103. В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения магнитные полюса могут функционировать таким образом, как это предусмотрено для процесса горячей штамповки деталей с возвратно-поступательным движением элементов производственного оборудования, то есть лист 104 на мгновение останавливается, и в этот момент матрицы 105 и 106 слегка прижимаются к листу 104 с обеих его сторон, а затем отводятся от него назад спустя приблизительно одну секунду. Матрицы 105 и 106, имеющие соответствующую форму, изготавливаются из мягкого магнитного материала. Матрица 106 представляет собой зеркальное отражение матрицы 105, так же, как это имеет место в отношении матриц 32а и 32b, показанных на фиг.3. Матрицы крепятся к полюсным наконечникам и могут приводиться в соприкосновение с гибким магнитом посредством регулирования расстояния между полюсными наконечниками 102, 103. В процессе намагничивания пластины 104 осуществляется перемещение полюсных наконечников вместе с матрицами вдоль пластины до места, где требуется провести намагничивание, в этом месте полюсные наконечники вместе с матрицами приводятся в плотный контакт друг с другом через пластину 104. После этого включается источник питания намагничивающего устройства 101, в результате чего между матрицами создается магнитное поле. Под воздействием созданного магнитного поля происходит намагничивание пластины 104 в области 107, причем направление, в котором происходит намагничивание, перпендикулярно к поверхности пластины. Типичный промежуток времени, требующегося для проведения такого единичного процесса намагничивания, составляет около 1 секунды. По своей форме намагниченная область 107 соответствует форме матрицы. По завершении процесса намагничивания в конкретной зоне полюсные наконечники раздвигаются в разные стороны и перемещаются по направлению к следующей позиции на пластине, оставляя при этом не намагничиваемый промежуток 108 между намагниченными областями 109. Во многих случаях матрица имеет рельефную структуру, которая соприкасается с обрабатываемой пластиной, т.е. цифру «20». Наличие гравированных областей на матрице приводит к тому, что расстояние между источником магнитного поля и пластиной где-то больше, а где-то меньше. Это позволяет провести намагничивание с обеспечением при этом градиента напряженности магнитных полей через пластину.
Вместо двухполюсного намагничивающего устройства, показанного на фиг.4, могут применяться два однополюсных электромагнита, как показано на фиг.5, которые могут обеспечить получение такого же намагничивающего эффекта.
Как показано на фиг.5, предусматривается ряд последовательно соединенных вспомогательных электромагнитов 201 и 202, которые подсоединены к источникам питания 203 и 204 и компьютеру 205, который обеспечивает позиционирование электромагнитов вдоль пластины 205, а также их включение и выключение. Матрицы 206 и 207, имеющие соответствующую форму, крепятся к магниту 201 снизу, а к магниту 202 сверху. Магниты 201 и 202 устанавливаются на одной прямой по обе стороны от пластины 205 таким образом, чтобы их осевые линии совпадали. Магниты перемещаются вдоль осей координат X-Y относительно поверхностей пластины 205. В том месте, где требуется осуществить намагничивание, магниты смещаются по направлению один к другому настолько близко, что их разделяет между собой всего лишь толщина пластины 205. Затем включается электропитание, и магниты создают магнитное поле, которое в течение одной секунды намагничивает выбранную область на пластине. По завершении этого процесса магниты перемещаются в следующую позицию, оставляя намагниченные области 208.
Для намагничивания пластины может использоваться также и однополюсный магнит. Схема такой системы показана на фиг.6, где электромагнит 201 соединяется с источником питания 203 и с компьютером 205. Подложка 205 имеет намагниченные области 208, повторяющие собой форму матрицы 207.
Обратившись еще раз к фиг.3 и 4, где показано, что применяющееся намагничивающее устройство имеет северный полюс и южный полюс, а между этими полюсами находится плоский намагничиваемый материал, следует отметить, что на фиг.7 представлена схема, полученная в результате имитационного моделирования, проведенного с помощью компьютера, которая показывает магнитное поле, проходящее через такую структуру, находящуюся внутри магнитного зарядного устройства (намагничивающего устройства), и обозначенное на этой схеме как «магнитное поле, создаваемое в процессе намагничивания ненамагниченного магнитного композиционного материала». Из этой схемы ясно, что магнитное поле проходит в матрицы и проникает через матрицы, которые служат магнитопроводниками, и это поле в основном проходит через область плоского магнитного материала, которая заключена между матрицами, не по существу не «заряжая» окружающие области этого плоского листа. Величина плотности магнитного потока в пределах всего листа представлена графически в нижней части этой фигуры.
Фиг.8 иллюстрирует поле, исходящее из листа 30, прошедшего обработку согласно схеме, представленной на фиг.7, с применением металлических полюсных наконечников или матриц, показанных на фиг.3f. Когда подложка с нанесенной на нее влажной типографской краской, содержащей магнитные частицы, размещается сверху магнита 30 с цифрой «20», избирательно намагниченного в листе из магнитной резины, на подложке образуется светлый и ровный общий фон, на котором очень четко выделяется темная цифра «20». Эти последние образцы следует отнести к весьма выигрышным среди известных объектов из числа рассмотренных в приведенном здесь выше описании, которые были выполнены с помощью тисненых или гравированных магнитов. Намагниченная часть листа 81 обозначена большей частью вертикальными силовыми линиями магнитного поля. Силовые линии 82 магнитного поля, исходящие из листа в пределах воздушного пространства 83, находятся выше магнита 30. Кроме того, показано, что в не намагниченной части листа силовые линии магнитного поля отсутствуют.
Обратимся к фиг.9а-9f, на которых представлена альтернативная конфигурация и способ печати, производимой путем осуществления двухступенчатого процесса. На фиг.9а показан листовой магнит 93, несущий в себе закодированную цифру 20. Кроме того, показан также намагниченный лист 91а, который предполагается использовать после того, как чешуйки приобретут ориентацию в соответствующих направлениях под действием листового магнита 93. Изображения, которые получены в результате, показаны на фиг.9с и 9d. Оба этапа рассматриваемого двухступенчатого процесса более четко представлены на фиг.9е и 9f. Так, на фиг.9е хорошо показаны матрицы 90а и 90b с цифрами 20, полученными на них методом тиснения, которые используются для намагничивания листа, проводимого таким образом, чтобы закодировать в нем цифру 20. В дальнейшем, тот же магнитный лист подвергается еще дополнительному намагничиванию, осуществляемому при помощи магнитов 91а и 91b. В результате получают намагниченный листовой магнит, который используется для ориентации чешуек в образцах, представленных на фиг.9с и 9d. Для того чтобы облегчить понимание излагаемого здесь существа настоящего изобретения и упростить само описание, источник магнитного «заряда» не показан, несмотря на то, что такой источник требуется подсоединить ко всем деталям, обозначенным позициями 90а, 90b, или 91а или 91b. В альтернативном варианте осуществления настоящего изобретения можно применить для намагничивания листа 93 очень сильные постоянные магниты в форме 90а, 90b, 91а, 91b.
На фиг.10 иллюстрируется магнитное поле, в пределах намагниченного листа 93 в том случае, когда магнит, сформированный в этом листе, имеет двухполюсную ориентацию.
На фиг.12 представлен альтернативный вариант осуществления настоящего изобретения, в котором предусматривается перемагничивание так называемого «фридж-магнита», или предварительно намагниченного магнита в пределах той его области, где это требуется сделать. Несмотря на то что изображение цифры 20, а также линии намагничивания фактически нельзя увидеть, тем не менее, на фиг.12 все же показано, где такой магнит располагается внутри блока или листа. На фиг.13 представлен рисунок изображения, напечатанного с помощью магнита, показанного на фиг.10. Линии намагничивания, показанные внутри «фридж»-магнита, дублируются на изображении, которое представлено на фиг.13, поскольку чешуйки при формировании этого изображения получают ориентацию в направлении вдоль силовых линий магнитного поля.
Намагничивание фридж-магнита в виде цифры 20 может быть осуществлено с помощью очень сильных постоянных магнитов или посредством наведения магнитного «заряда» через одну или несколько матриц. Следует также отметить, что такие «фридж»-магниты, как правило, намагничиваются таким образом, чтобы при этом получались ряды магнитов, расположенных с промежутками и находящихся внутри одного и того же монолитного блока или листа. Как было показано, такие магниты могут перемагничиваться таким образом, чтобы они при этом становились магнитно закодированными соответствующими обозначениями, к примеру, такими как цифры или буквы, либо логотипы или какие-нибудь другие изображения.
В противоположность этому, на фиг.11 представлена иллюстрация, поясняющая известное техническое решение, направленное на решение сложной задачи формирования цифры «1» в виде твердого магнитного блока. В этом случае необходимо вырезать матрицу из твердого блока. Если такая матрица неправильно вырезана, либо если с таким магнитом обращаются с недостаточной осторожностью, он может легко сломаться или треснуть.
В отличие от того, что указано здесь выше, магнит, сформированный внутри гибкого магнита, обладает достаточно высокой прочностью, и его можно легко изготовить. Магнитная форма придается ему посредством воздействия на него магнитного поля, и такой магнит получается гибким.
Безусловно, могут быть предусмотрены многочисленные другие варианты осуществления настоящего изобретения, которые не выходят за пределы существа и объема данного изобретения.
В вариантах осуществления настоящего изобретения, рассмотренных в приведенном здесь выше описании изобретения, печатание изображений производится с использованием магнитного листа или блока, предназначенного для того, чтобы ориентировать в нужном направлении чешуек, которые обладают способностью под воздействием магнитного поля приобретать ориентированное положение. При этом следует понимать, что вполне возможно использование чешуек различного рода, к примеру, таких как: отражательные чешуйки; многослойные чешуйки; чешуйки, которые обладают способностью изменять цвет; дифракционные чешуйки; чешуйки, которые характеризуются какими-либо скрытыми своими особенностями; чешуйки, которые обладают высокой абсорбционной способностью; а также любые другие виды чешуек, которые в магнитное поле способны приобретать ориентированное положение.