用于产生安全图像的含荧光材料的涂层组合物的制作方法
专利名称：用于产生安全图像的含荧光材料的涂层组合物的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于印刷文件的组合物、系统、和方法。更具体地，本发明涉及以安全方式印刷文件的改进的涂层组合物，从而使得所述文件难以伪造并且文件的原始版本容易检验，并且涉及包含所述涂层组合物的系统和使用并制备所述涂层组合物的方法。
背景技术：
色粉基成像通常涉及在带电或磁化的光电导板或鼓上形成静电或者磁图像、用带电或磁化的色粉刷涂所述板或鼓、将图像传递到承印物如纸张上、和用热、压力和/或溶剂将色粉融合到承印物上，其可用于在承印物表面上形成相对廉价的图像。因为色粉基成像，例如印刷，是用于生产图像副本的相对快捷和廉价的技术，该技术经常用于产生传统上使用其它印刷或成像形式——例如击打式印刷或者喷墨印刷而形成的文件。例如，近年来，已经将色粉基成像用于产生财务文件，例如个人支票、股票和钞票；法律文件例如遗嘱和契约；医学文件例如药方和医嘱等。不幸的是，因为在承印物表面上形成图像，使用色粉基成像技术产生的文件可能相对容易篡改、伪造和/或复制。多年来，已经开发了用于印刷或形成安全文件的各种技术。例如1992年6月23日授于Gruber等人的美国专利No. 5，124，217公开了一种用于电子照相处理的安全印刷色粉。这种色粉当暴露于经常用于伪造文件的溶剂例如甲苯下时，产生表明企图伪造的颜色污点。这种色粉仅用于在使用特殊溶剂除去部分印刷图像时揭露企图的伪造。因此，所述色粉并不能减少通过向文件添加素材而导致的文件复制或伪造。1998年2月3日授于Marinello等人的美国专利No. 5，714，291公开了另一种包含亚微米紫外敏感微粒的色粉。用所述色粉印刷的文件可使用紫外光来鉴定。用于产生安全文件的其它技术包括改进在其上印刷图像的纸张。这种改进的纸张可包括具有低油墨吸收的涂层的纸张和包含含有无色油墨和颜色接收体(colorreceptor)的可压微囊的纸张。尽管包括这些纸张形式的技术对于击打型印刷或复制相对有效，但所述技术与色粉基或类似的印刷方法联合效果并不好。
用于产生安全图像的其它技术包括提供特殊纸张涂层以提高通过静电过程产生的图像的抗污性。然而，所述涂层通常不影响添加素材到文件中或者鉴别原始文件的能力。鉴于上述原因，期望相对容易并且廉价的、使用色粉基处理形成安全文件的改进的组合物、方法、和设备。
发明内容
本发明提供一种用于产生安全文件的改进的涂层组合物、系统和方法。下文讲述了本发明解决现有技术缺点的不同方式。然而一般而言，本发明的涂层组合物、系统、和方法产生难以更改的图像并且所述图像相对容易评估是否企图或进行了对印刷图像的更改。根据本发明的不同实施方式，系统包含承印物、包含施加到所述承印物表面的着色剂和染料的色粉、和包含荧光材料的涂层。根据这些实施方式的示例性方面，所述包含荧光材料的涂层为一次迁移增强涂层。如下文更具体阐述的，可构建所述一次迁移增强涂层以促进染料迁移通过承印物以形成从承印物的第二个表面可以看见的图像。根据这些实施、方式的附加的和/或备选的方面，所述系统进一步包含二次迁移增强涂层，其可附加和/或备选地包括荧光材料。所述第二涂层可构建为第一涂层和其它承印物之间的屏障二次和/或以使不同承印物的影响最小化。根据这些实施方式的其它方面，使用激光印刷机施加色粉。并且，根据还有的方面，使用胶版印刷法施加所述包含荧光材料的涂层、一次迁移增强涂层和/或二次迁移增强涂层。如在下文更具体地讨论的，使用胶版印刷法来施加包含荧光材料的涂层、一次迁移增强涂层和/或二次迁移增强涂层，可使得所述涂层施加到承印物的选择区域——在印刷机的套准范围内。根据本发明另外的实施方式，用于产生安全图像的涂层组合物，例如用于施加一次迁移增强涂层的组合物，包含油、树脂、防溅墨剂、防沾污剂、和荧光材料。根据不同示例性方面，一次涂层组合物被设置为使用胶版印刷施加到承印物。根据本发明还有的实施方式，涂层组合物，例如施加二次迁移增强涂层的组合物，包括具有低表面张力的高粘度油、防溅墨剂、和任选荧光材料。根据这些实施方式的不同方面，所述二次迁移增强涂层组合物包含多种油。根据另外的示例性方面，所述二次涂层组合物被设置为使用胶版印刷施加到承印物。根据本发明再有的实施方式，形成安全文件的方法包括如下步骤提供承印物，将着色剂和染料施加于所述承印物，并使用例如胶版印刷(例如胶版平版印刷)法将包含荧光材料的涂层(例如包含荧光材料的一次迁移增强涂层)施加到承印物。根据这些实施方式的不同方面，所述方法进一步包括施加可任选包含荧光材料的二次迁移增强涂层的步骤。根据其它方面，使用胶版印刷技术施加二次迁移增强涂层。如下文更详细地阐述的，可将着色剂和染料、包含荧光材料的涂层、一次迁移增强涂层、和二次迁移增强涂层施加到承印物的相同表面，或者可将着色剂和染料施加到承印物的第一表面并可将包含荧光材料的涂层、一次迁移增强涂层、和/或二次迁移增强涂层施加到承印物的第二表面。根据本发明另外的实施方式，形成安全文件的方法包括如下步骤提供承印物，将着色剂和染料施加到承印物，将一次迁移增强涂层施加到承印物、并施加二次迁移增强涂层覆盖在一次迁移增强涂层上。根据这些实施方式的不同方面，一次迁移增强涂层包含荧光材料并且使用例如胶版印刷技术施加。根据其它方面，使用胶版印刷技术施加二次迁移增强涂层。
可通过与附图结合考虑来参考具体的说明书和权利要求，得到对本发明更完全的理解，其中所有附图中相同的标号表示相同的元件。图I图示了本发明不同实施方式的安全文件系统。图2A-2C图不了本发明不例性实施方式的安全文件的第一表面和第二表面。图3图示了用于本发明不同实施方式的胶版印刷台。 图4图示了用于本发明不同实施方式、包括多个印刷台的胶版印刷设备。本领域技术人员将会理解，图中的元件用于简单和清楚地图示说明并且不必须地按比例画出。例如，图中某些元件的尺寸可相对于其它元件放大以有助于提高对本发明实施方式的理解。
具体实施例方式提供如下说明，使本领域技术人员能够制造和使用本发明并阐述由实行其发明的发明人所构思的最佳模式。然而，对说明书的各种修改对本领域技术人员而言仍然是显而易见的，因为在此已经规定了用于在文件上形成安全图像的涂层组合物、系统和方法的一
般原理。本发明可联合各种印刷方法使用，并且特别良好地适用于电子照相和胶版印刷应用。以下说明描述了使用电子照相和平版胶版印刷法产生安全文件的涂层组合物、系统和方法。然而，本发明不限于这些组合物、系统和方法。可出于各种目的使用根据本发明不同实施方式的示例性涂层和系统，例如产生财务文件，例如个人支票、股票和钞票；法律文件例如出生证明、驾驶执照、遗嘱和契约；医学文件例如药方、誊本、和医嘱；教育文件，例如成绩单和履历等。图I和2A-2C图示了系统100，其包含承印物102、色粉104、包含荧光材料116的第一或一次迁移增强涂层106 (在这个图示说明例中涂层包含荧光材料)、第二或二次迁移增强涂层108、和染料110。尽管绘出系统100有多个涂层，但如下文更详细地论述的，根据备选实施方式的系统可包含较少的涂层或层，其中例如单个涂层可包含涂层106和108之一或两者的特性。另外，尽管涂层106、108被图示为与在承印物102的第二表面114上的色粉104正好反向，但可另行选择将涂层106和/或108置于与色粉104相同的表面上并在其之下，并且在任一种情况下，不需要正对色粉104的位置。另外，虽然图示涂层106包含荧光材料的，但涂层108或其它层可附加地和/或备选地包含荧光材料；当涂层108或其它层包含荧光材料时，将涂层108或该其它层被称作包含荧光材料的涂层。色粉104和染料110与涂层106和108 —起作用，以在承印物102的第一表面112上使用色粉104提供第一图像202和用可从第一表面112和/或第二表面114看见的染料110的潜像204。根据本发明的具体实施例，染料110和荧光材料116 —起作用，以在用荧光涂层(例如涂层106)涂覆的区域内产生反转阴像206。当在荧光例如紫外光下观察时，可通过例如染料110淬灭荧光材料116而形成反转阴像。根据本发明的不同实施方式，所述安全图像系统(例如系统100)难以伪造并且易于检测安全图像的副本，因为在印刷图像(例如图像202)和潜像(例如图像204)和/或反转阴像(例如图像206)之间的任何错配都表明更改或企图更改，并且潜像和/或反转阴像的失去表明是文件的副本。可通过使用例如静电或电子照相法，例如激光印刷法在承印物102上施加色粉和染料，并使用棒涂、凹版印刷、喷涂、或干或湿的胶版印刷法(例如平版印刷法)施加涂层106和/或涂层108，从而形成系统100。使用胶版印刷法施加涂层106和/或108是有利的，因为其允许相对廉价地施加涂层并且如果期望，则允许涂层仅精确地施加到承印物的期望区域一在平版印刷机的套准精度内。根据本发明的一个实施方式，将包含染料110的色粉104印刷在承印物的第一表面上并且将一个或多个涂层106、108施加在承印物的第二表面上。根据备选的实施方式，可将涂层106、108施加到承印物的第一表面上并且随后可在所述涂层之上印刷色粉基图像。根据本发明的不同实施方式，图3图示了印刷台，且图4图示了包含多个印刷台(station)的设备,其用于使用胶版印刷施加涂层106和/或108。示例性印刷台300包含 油墨或组合物传递系统302、润版(damping)台304、印版滚筒306、胶版滚筒308、和压印滚筒 310。根据本发明的不同实施方式，在印刷台300的操作期间，通过分别使用滚轴316和滚轴312-314，首先将来自系统304的水、并然后将来自系统302的涂层组合物施加在滚筒306上，以将涂层(例如涂层106)施加于承印物320，例如纸上。涂层组合物和水是不互溶的，从而使得水将涂层组合物从滚筒306的非图像区中排斥出去，并将涂层组合物施加到滚筒306的图像区。然后将来自滚筒306的涂层组合物传递到胶版滚筒308，胶版滚筒308接着用于将涂层组合物传递到承印物320。可用相同的方式施加涂层108。如上所述，以这种方式施加涂层组合物使得可以非常精确地施加涂层组合物，这对于例如减少用于形成系统100的涂层材料的量并减轻染料110不希望的扩散而言可能是理想的。使用胶版技术，可使用设备400提供多个图像和/或涂层到承印物。设备400包括多个印刷台402、404和406，每个台通常包括油墨或涂层组合物传递系统302以传递图像或涂层组合物到承印物上。通过实施例的方法，可使用印刷台402将图像传递到承印物(例如承印物102)。然后使用印刷台404施加层或涂层106到承印物102上。如图示的，可将涂层106与色粉104基本上套准地施加在相反的表面上、或在色粉104下面。类似地，如果采用的话，可施加涂层108覆盖在涂层106上。再次参考图1，根据本发明的不同实施方式，承印物102可包括可在其上传递图像的任何合适的材料。示例性承印物102材料包括纸(例如201b. MOCR铜版纸)，和适用于胶版平版印刷的其它承印物。色粉104可包含能够在承印物102的表面上印刷图像的任何合适的组成。根据本发明的不同实施方式，色粉104包括热塑性粘合树脂、着色剂、电荷控制剂、和迁移性染料110。热塑性粘合树脂、着色剂、脱模剂和电荷控制剂的每一种可与在典型色粉中使用的相同。色粉可以是单组分色粉或多组分色粉(例如色粉和显影剂)。热塑性粘合树脂有助于使色粉融合到承印物上。根据本发明的一个实施方式，粘合树脂具有在125°C下约lg/10min和50g/10min之间的熔融指数并具有约50°C和约65°C之间的玻璃化温度。适用于热塑性粘合树脂的示例性材料包括聚酯树脂、苯乙烯共聚物和/或均聚物一例如丙烯酸苯乙烯酯、甲基丙烯酸酯、苯乙烯-丁二烯-环氧树脂、胶乳基树脂等。作为具体例子，所述热塑性粘合树脂是由Eliokem作为PlioliteS5A树脂出售的苯乙烯丁二烯共聚物。用于色粉102的着色剂可以是用于电子照相图像处理的任何着色剂，例如氧化铁、其它磁性材料、碳黑、二氧化锰、氧化铜、和苯胺黑。根据一个具体实施方式
，着色剂是由Rockwood Pigments 作为 Mapico Black 出售的氧化铁。电荷控制剂有助于在色粉内保持所需的电荷，以促进将图像从例如静电鼓中传递到承印物。根据本发明的一个实施方式，电荷控制剂包括带负电的控制化合物，其为负载金属的或无金属的络合盐，例如铜酞菁颜料、铝络合物盐、含氟季铵盐、铬络合物盐型偶氮染料、铬络合物盐、和杯芳烃化合物。所述色粉还可包括脱模剂例如蜡。所述脱模剂可包括低分子量聚烯烃或其衍生物，例如聚丙烯蜡或聚乙烯蜡、或聚丙烯蜡和聚乙烯蜡的共聚物。根据本发明优选的染料显示出透过承印物(例如承印物102)的强吸色性，在迁移流体中良好的溶解性，良好的稳定性，对色粉的显像特性没有有害影响，可比拟于色粉树月旨，不分离或晕染，无毒性，并在用于企图伪造文件——例如通过企图从承印物的顶面除去图像的极性和/或非极性溶剂中不溶和/或迁移。用于这种企图伪造中的示例性极性溶剂包括丙酮、甲醇、甲乙酮、和乙酸乙酯；示例性非极性溶剂包括甲苯、矿物油精、汽油、氯仿、己烷、和二乙醚。另外，所述染料优选不可擦除。适合用作染料110的示例性可溶染料，包括吩嗪、均二苯乙烯、亚硝基物、三芳基甲烷、二芳基甲烷、花青、二萘嵌苯、酒石黄、氧杂蒽、偶氮物、双偶氮物、三苯基甲烷、荧烷、蒽醌、吡唑啉酮喹啉、以及酞菁、或其衍生物。根据本发明的一个实施方式，所述染料为红色并由氧杂蒽形成，由BASF以商品名Baso Red 546出售。根据本发明的另一实施方式，所述染料为红色并由双偶物形成，并由Pylam Products Company, Inc.以Bright RedLX-5988的名称出售。根据本发明的还一实施方式，所述染料为蓝色并由蒽醌形成，由PylamRroducts Company, Inc.以Bright Blue LX-9224的名称出售。类似化学结构的其它颜色的染料也适用于本发明。以下实施例举例说明可用于形成色粉例如色粉104的组合物。下文提出的实施例仅是举例说明性的，并且不意欲将本发明限于该举例说明性实施例。实施例I
材料用量
苯乙烯丙烯酸和51
聚酯聚合物的混合物 氧化铁混合物40
聚乙烯蜡5
铬络合物2
Pylam Bright Red LX-5988 2
通过在双辊磨机上使组分熔融混合、气流研磨组合物、并将混合物分级到约11微米并且使混合物与约I%的二氧化硅混合物掺和来制备实施例I的色粉。所述色粉使用Hewlett-Packard 4050激光印刷机测试并显出期望的特性。根据本发明的不同实施例，涂 层106包括迁移增强剂，其被配置用于协助染料110迁移通过承印物102的至少一部分。可不用附加的稀释剂，或可包括附加的稀释剂，以干净利落的形式施加涂层106。根据这些实施方式的不同方面，涂层106包括作为迁移增强剂的油、树脂、和防溅墨剂，例如二氧化硅、膨润土、高岭土、二氧化钛、或其组合。防溅墨剂减少涂层材料不期望的喷洒。油可以是单组分的油或包括多种组分，例如油、增塑剂、液态聚合物、或其组合。可备选和/或附加地将迁移流体吸附到载体、例如二氧化硅上。也可备选和/或附加地将迁移流体用可以在例如印刷融合处理期间破裂的壳包封。还可将迁移流体与另外的涂层组分一起使用。例如可将迁移流体用纸张由涂层材料、例如聚合物等加以密封。另外的涂层组分可包括迁移流体或可在其它涂层步骤加期间入。作为例子，所述油可包括如下化合物的一种或多种邻苯二甲酸丁基苄酯、双(2-乙基己基)己二酸酯、偏苯三酸三辛酯、和2，2，4_三甲基-1，3-戊二醇二异丁酸酯。所述树脂可以为苯酚改性的松香树脂，或产生高粘度(例如大于约70，OOOcp)以及低粘和低溅墨特性的其它树脂或化合物，例如得自 Arizona Chemical 的 Sylvaprint 87-85。根据这些实施方式的其它方面，涂层106包括防沾污剂，例如二氧化硅、豌豆淀粉、小麦淀粉、硅油、蜡，或其任何组合。所述蜡可以为合成蜡例如氟碳蜡、聚乙烯、聚丙烯、其组合，或天然蜡例如巴西棕榈蜡，或天然和合成蜡的组合。根据其它方面，防沾污剂的粒度可以在约O. 2微米至约25微米或约10至约25微米的范围内。如上所述，示例性涂层106还可包含荧光材料。所述荧光材料可以是在环境光下可见的的材料(例如染料或颜料)和/或可在其它照射、例如紫外照射下变成可见。荧光材料可发出任何合适的颜色的荧光，例如发出白色荧光、黄色荧光、黄绿色荧光、绿色荧光、蓝色荧光、橙色荧光、红色荧光、或粉色荧光。根据本发明的不同实施例，荧光材料也可在染料110与荧光材料116接触时，变得被染料110淬灭(即不发出荧光)。根据本发明的其它实施方式，用于施加涂层106的组合物(例如用于印刷台302的溶液组合物)包括约25%至约90%，约35%至约80%，或约50%至约75%油；约10%至约60%，或约20%至约50%，或约30%至约40%树脂；和约O. 1%至约10%，或约O. 02%至约5%，或约O. 5%至约4%防溅墨剂。根据这些实施方式的不同方面，所述组合物包括约O. 1%至约10%，或约O. 2%至约5%，或约O. 5%至约4%防沾污剂，以及这些化合物的不同组合。当涂层106包括荧光材料时，所述组合物包括约O. 1%至约10%，或约O. 3%至约6%，或约O. 5%至约4%荧光材料。除非另有注释，所有在此阐述的百分比为重量百分比。以下非限制性实施例举例说明了在根据本发明各实施方式形成涂层组合物中有用的材料和方法的不同组合。实施例2材料用量
油64%
树脂33%
二氧化硅1%
豌豆淀粉1%如下制备用于涂层106的组合物首先将油和二氧化硅(例如得自GraceDavidson的Syloid Rad 2105)的搅拌混合物加热直到达到约 250 °F的温度。当连续升高混合物的温度时，将树脂缓慢加入混合物中。在加入全部树脂并且温度达到约320 T但不超过约360 ° 后，将所述混合物保持在约360 °F直到所有树脂溶解。然后使得混合物冷却至低于约135 T的温度，并然后加入豌豆淀粉。将混合物混合直到豌豆淀粉(例如，得自Nutri-Pea Limited的豌豆淀粉)完全分散。在混合物冷却至约70 ° 后，用落棒粘度计测量混合物的粘度。在约70 °F下组合物的粘度在约40，090cps和95，OOOcps之间。用胶版压印(例如使用印刷台302)将涂层施加到纸上。所施加的涂层量在约O. 3mg/平方英寸至约4mg/平方英寸的范围内。实施例3
材料用量
油64%
树脂33%
二氧化硅1%
蜡1%如下制备用于施加涂层106的另一种组合物首先将油、蜡、和二氧化硅的搅拌混合物加热直到达到约250 T的温度。当连续升高混合物的温度时，将树脂缓慢加入混合物中。在加入全部树脂并且在温度达到约320 °F但不超过约360 ° 后，将所述混合物保持在约360 °F直到所有树脂溶解。将混合物混合直到豌豆淀粉完全分散。在混合物冷却至约70 ° 后，用落棒粘度计测量混合物的粘度。在约70 °F下示例性粘度在约40，OOOcps和95，OOOcps之间。用胶版压印将涂层施加到纸上。所施加的涂层量在约O. 3mg/平方英寸至约4mg/平方英寸的范围内。实施例4
材料用量
油64%
树脂33%
二氧化硅1%
蜡1%如下制备用于施加涂层106的再一种组合物首先将油、蜡、和二氧化硅的搅拌混合物加热直到达到约250 0F的温度。所述二氧化硅为大粒度(例如约9. O微米)的二氧化娃，例如得自富士娃化学株式会社(Fuji Sylysia Chemical Ltd.)的Sylysia 380。在连续升高混合物的温度时，将树脂缓慢加入混合物中。在加入全部树脂并且在温度达到约320 ° 但不超过360 ° 后，将所述混合物保持在约360 °F直到所有树脂溶解。使得混合物混合直到豌豆淀粉完全分散。在混合物冷却至约约70 ° 后，用落棒粘度计测量混合物的粘度。在约70 °F下示例性粘度在约40，OOOcps和95，OOOcps之间。用胶版压印将涂层施加到纸上。所施加的涂层量在约O. 3mg/平方英寸至约4mg/平方英寸范围内。实施例5
材料用量、
油62%
树脂33%
二氧化硅1%
豌豆淀粉1%
荧光染料1%如下制备实施例5的承印物涂层将油和二氧化硅的搅拌混合物加热直到达到约250 T的温度。当连续升高混合物的温度时，将树脂缓慢加入混合物中。在加入全部树脂并且在温度达到约320 °F但不超过约360 ° 时，将所述混合物保持在约360 °F直到所有树脂溶解。然后使得混合物冷却到低于135 °F的温度,加入豌豆淀粉和来自DayGlo Color Corp.的D043荧光染料。搅拌混合物直到豌豆淀粉完全分散。在混合物冷却至约70 ° 后，用落棒粘度计测量混合物的粘度。一旦粘度在约70 0F下落入约40，OOOcp至约95，OOOcp的范围内，则将所述涂层用胶版压印施加到纸上。所施加的涂层量为约O. 3mg/平方英寸至约4mg/平方英寸的范围内。如上所述，根据本发明的不同实施方式的系统包括二次迁移增强涂层108，可将其覆盖在涂层106上施加。根据不同的方面，用于形成涂层108的组合物包括具有低表面张力的高粘度油(例如约100，OOOcp以上的粘度)和防溅墨剂。所述油可以为单一油(例如高粘度硅油)或具有不同粘度的油(例如硅油)的组合，从而使得组合物的最终粘度适用于胶版印刷。防溅墨剂可包括上述任何防溅墨剂。根据本发明的其它实施方式，用于施加涂层108的组合物(例如用于印刷台302的溶液组合物)包括约70 %至约99. 9 %，约85 %至约99. 5 %，或约95 %至约99 %第一有机硅流体；和约O. 1%至约30%，或约O. 2%至约15%，或约O. 5%至约2% 二氧化硅。根据这些实施方式的不同方面，所述组合物包括约O %至约50 %，或约10 %至约30 %，或约15 %至约25%第二有机硅流体。示例性第一有机硅流体包括中等高粘度(10，000±5000cp)至高粘度(约100，OOOcp) 二甲基聚硅氧烷流体，并且示例性第二有机硅流体包括极高粘度(约I百万cp)的二甲基聚硅氧烷流体。根据本发明的其它示例性实施方式，用于施加涂层108的组合物包括荧光材料。所述组合物可包括约O. 1%至约10%，或约O. 3%至约6%，或约O. 5%至约4%荧光材料。
以下实施例举例说明可用于形成二次迁移增强涂层——例如涂层108的组合物。实施例6材料用量有机硅流体98%二氧化硅I %荧光染料I %根据该实施例的二次迁移增强涂层可如下制备将所需量的高粘度硅油例如二甲基聚硅氧烷(例如DM Fluid 100,000，由信越化工(Shin-Estu Chemical)出售)，和五微米二氧化硅粉末称量入配备有搅拌器的容器中。搅拌溶液直到获得均匀分散液。可将混合 物加热以促进混合。在混合物充分分散并冷却之后，测量粘度。所述组合物的示例性粘度范围在约70 °F下为约54，OOOcps和约100，OOOcps之间。通过使用继用于施加涂层106的印刷台之后的印刷台进行胶版印刷法压印来施加所述涂层。所施加的涂层量为约O. 2mg/平方英寸至约6mg/平方英寸的范围内。实施例7材料用量极高粘度的有机硅流体 25%中高粘度的有机硅流体 74%二氧化硅1%根据该实施例的二次迁移增强涂层可如下制备将所需量的极高粘度的硅油例如二甲基聚硅氧烷(例如具有约I百万cp以上粘度的油，例如DM Fluid 1，000，000，由信越化工(Shin-Estu Chemical)出售)、中高粘度的硅油例如低分子量二甲基聚硅氧烷(例如具有约10，000±5000cp粘度的油，例如DM Fluid 10，000，由信越化工(Shin-EstuChemical)出售)、和五微米二氧化硅粉末称量到配备有搅拌器的容器中。搅拌溶液直到获得均匀分散液。可将混合物加热以促进混合。在混合物充分分散并冷却之后，测量粘度。所述组合物的示例性粘度范围在约70 °F下为约54，OOOcps和约100，OOOcps之间。通过使用继用于施加涂层106的印刷台之后的印刷台进行胶版印刷法压印来施加涂层。所施加的涂层量在约O. 2mg/平方英寸至约6mg/平方英寸的范围内。使用Hewlett Packard Laserjet 4250印刷机根据上述实施例1-4和6-7印刷文件。最初，所得图像具有高光密度，不具有明显底色的高分辨率，并且没有明显的可见红色染料迁移。在24小时内，从纸表面除去印刷色粉的区域并观察到红色残余图像开始穿入纸中。在印刷的72小时内，不可擦除的图像在纸的非印刷面上变得可见。该测量可通过测量在承印物第二表面上的图像与承印物第二表面上的非图像区之间的反射光密度差来确定。根据本发明的不同示例性实施方式，用激光印刷机印刷承印物的第一面72小时后测量，观察到至少O. 07光密度单位的光密度差。还用实施例1、5和6的涂层印刷文件,使用Hewlett Packard Laserjet 4250印刷机将图像印刷到承印物的第一表面，并用胶版印刷技术将涂层106、108施加到承印物的第二表面。最初，所得图像具有高光密度，不具有明显底色的高分辨率，并且没有明显的可见红色染料的迁移。将图像印刷到承印物的第一表面后，包含荧光材料的涂层(例如涂层106)从文件的另一面可见。在施加色粉起经过约24小时后，色粉图像在第一表面上可见，并且印刷图像的红色不可擦除图像从第二表面可见。荧光材料在荧光下是可见的。然而，在不可擦除图像迁移到荧光材料的区域中，荧光材料猝灭，在紫外光下产生不可擦除的反转阴像。
尽管在此结合附图内容阐述了本发明，但应该理解本发明并不限于所示特定方式。例如，虽然便于结合静电印刷和胶版印刷来描述本发明，但本发明并不受限于此；可将本发明的色粉与其它形式的印刷一例如离子照相、磁照相、棒、凹版印刷、喷雾、和类似技术联合使用。可对在此阐明的组合物、方法、和系统的设计与布置进行各种其他修改、变化、和改进而不脱离在权利要求中阐明的本发明的精神和范围。
权利要求
1.用于使用色粉基成像产生安全文件的系统，所述系统包含 具有第一表面和第二表面的承印物； 包含着色剂和染料的色粉，所述色粉施加于所述承印物的第一表面；和 使用胶版印刷施加到所述第一表面或第二表面的包含荧光材料的涂层， 其中当暴露于紫外照射下时，所述染料使一部分包含荧光材料的涂层淬灭，产生用所述色粉印刷的图像的反转阴像。
2.根据权利要求I所述的系统，其中所述包含荧光材料的涂层为包含油、树脂、防溅墨剂和防沾污剂的一次迁移增强涂层。
3.根据权利要求2所述的系统，其中所述油为单组分或一种或多种油、增塑剂和液态聚合物的组合。
4.根据权利要求2所述的系统，其中所述树脂为产生高粘度和低溅墨特性的树脂。
5.根据权利要求2所述的系统，其中所述防溅墨剂包含选自膨润土、二氧化硅、高岭土、二氧化钛及其任何组合的化合物。
6.根据权利要求2所述的系统，其中所述防沾污剂包含具有约0.2微米和约25微米之间大小的化合物。
7.根据权利要求2所述的系统，其中所述防沾污剂包含选自二氧化硅、豌豆淀粉、小麦淀粉及其任何组合的化合物。
8.根据权利要求2所述的系统，其中所述防沾污剂包含合成蜡、天然蜡、或其组合。
9.根据权利要求8所述的系统，其中所述合成蜡包含聚乙烯、氟碳蜡、聚丙烯、或其任何组合。
10.根据权利要求I所述的系统，其中用于包含荧光材料的涂层的组合物包含约0.5%至约4%的荧光材料。
11.根据权利要求I所述的系统，其中所述系统进一步包含二次迁移增强涂层。
12.根据权利要求11所述的系统，其中使用胶版印刷施加所述二次迁移增强涂层。
13.根据权利要求11所述的系统，其中所述二次迁移增强涂层包含具有低表面张力的高粘度油和防溅墨剂。
14.根据权利要求13所述的系统，其中所述防溅墨剂选自膨润土、二氧化硅、高岭土、二氧化钛、及其任何组合。
15.根据权利要求11所述的系统，其中形成二次迁移增强涂层的组合物包含具有不同粘度的硅油的组合，其中所述组合物的最终粘度适用于平版胶版印刷。
16.根据权利要求I所述的系统，其中所述色粉适用于激光印刷机。
17.用于在承印物上形成一次迁移增强涂层的组合物，所述组合物包含油、树脂、防溅墨剂、防沾污剂、和突光材料。
18.根据权利要求17所述的组合物，其中所述荧光材料包含在紫外线照射下发出白色荧光、发出黄色荧光、发出黄绿色荧光、发出绿色荧光、发出蓝色荧光、发出橙色荧光、发出红色荧光、发出粉色荧光的材料，或所述材料的组合。
19.形成系统的方法，所述系统包含在承印物的第一表面上形成的印刷图像和从承印物的第二表面可见的所述印刷图像的潜像，所述方法包含如下步骤 提供承印物；在承印物的第一表面上印刷色粉基图像；并且 使用胶版印刷来印刷包含荧光材料的涂层。
20.根据权利要求19所述的方法，其进一步包含使用胶版印刷来印刷二次迁移增强涂层的步骤。
全文摘要
本发明公开了一种用于印刷难以化学或物理伪造并且易于视觉检验的文件的涂层组合物、系统和方法。所述系统包括承印物、包含着色剂和染料的色粉、包含荧光材料的涂层例如使用胶版印刷法施加的一次迁移增强涂层和任选的使用胶版印刷法施加的二次迁移增强涂层。通过比较着色剂形成的图像和染料形成的图像和/或通过生色染料淬灭荧光材料形成的反转阴像，容易检验使用本发明的色粉形成的图像。另外，如果企图使用溶剂来改变承印物上的印刷图像，则染料迁移或扩散以表明文件的篡改。
文档编号G03G13/00GK102713764SQ201080047429
公开日2012年10月3日 申请日期2010年10月18日 优先权日2009年10月20日
发明者凯文·L·黑尔曼, 尤根·霍夫斯, 迈克尔·R·赖利 申请人:特洛伊集团公司
技术领域：
本发明涉及用于印刷文件的组合物、系统、和方法。更具体地，本发明涉及以安全方式印刷文件的改进的涂层组合物，从而使得所述文件难以伪造并且文件的原始版本容易检验，并且涉及包含所述涂层组合物的系统和使用并制备所述涂层组合物的方法。
背景技术：
色粉基成像通常涉及在带电或磁化的光电导板或鼓上形成静电或者磁图像、用带电或磁化的色粉刷涂所述板或鼓、将图像传递到承印物如纸张上、和用热、压力和/或溶剂将色粉融合到承印物上，其可用于在承印物表面上形成相对廉价的图像。因为色粉基成像，例如印刷，是用于生产图像副本的相对快捷和廉价的技术，该技术经常用于产生传统上使用其它印刷或成像形式——例如击打式印刷或者喷墨印刷而形成的文件。例如，近年来，已经将色粉基成像用于产生财务文件，例如个人支票、股票和钞票；法律文件例如遗嘱和契约；医学文件例如药方和医嘱等。不幸的是，因为在承印物表面上形成图像，使用色粉基成像技术产生的文件可能相对容易篡改、伪造和/或复制。多年来，已经开发了用于印刷或形成安全文件的各种技术。例如1992年6月23日授于Gruber等人的美国专利No. 5，124，217公开了一种用于电子照相处理的安全印刷色粉。这种色粉当暴露于经常用于伪造文件的溶剂例如甲苯下时，产生表明企图伪造的颜色污点。这种色粉仅用于在使用特殊溶剂除去部分印刷图像时揭露企图的伪造。因此，所述色粉并不能减少通过向文件添加素材而导致的文件复制或伪造。1998年2月3日授于Marinello等人的美国专利No. 5，714，291公开了另一种包含亚微米紫外敏感微粒的色粉。用所述色粉印刷的文件可使用紫外光来鉴定。用于产生安全文件的其它技术包括改进在其上印刷图像的纸张。这种改进的纸张可包括具有低油墨吸收的涂层的纸张和包含含有无色油墨和颜色接收体(colorreceptor)的可压微囊的纸张。尽管包括这些纸张形式的技术对于击打型印刷或复制相对有效，但所述技术与色粉基或类似的印刷方法联合效果并不好。
用于产生安全图像的其它技术包括提供特殊纸张涂层以提高通过静电过程产生的图像的抗污性。然而，所述涂层通常不影响添加素材到文件中或者鉴别原始文件的能力。鉴于上述原因，期望相对容易并且廉价的、使用色粉基处理形成安全文件的改进的组合物、方法、和设备。
发明内容
本发明提供一种用于产生安全文件的改进的涂层组合物、系统和方法。下文讲述了本发明解决现有技术缺点的不同方式。然而一般而言，本发明的涂层组合物、系统、和方法产生难以更改的图像并且所述图像相对容易评估是否企图或进行了对印刷图像的更改。根据本发明的不同实施方式，系统包含承印物、包含施加到所述承印物表面的着色剂和染料的色粉、和包含荧光材料的涂层。根据这些实施方式的示例性方面，所述包含荧光材料的涂层为一次迁移增强涂层。如下文更具体阐述的，可构建所述一次迁移增强涂层以促进染料迁移通过承印物以形成从承印物的第二个表面可以看见的图像。根据这些实施、方式的附加的和/或备选的方面，所述系统进一步包含二次迁移增强涂层，其可附加和/或备选地包括荧光材料。所述第二涂层可构建为第一涂层和其它承印物之间的屏障二次和/或以使不同承印物的影响最小化。根据这些实施方式的其它方面，使用激光印刷机施加色粉。并且，根据还有的方面，使用胶版印刷法施加所述包含荧光材料的涂层、一次迁移增强涂层和/或二次迁移增强涂层。如在下文更具体地讨论的，使用胶版印刷法来施加包含荧光材料的涂层、一次迁移增强涂层和/或二次迁移增强涂层，可使得所述涂层施加到承印物的选择区域——在印刷机的套准范围内。根据本发明另外的实施方式，用于产生安全图像的涂层组合物，例如用于施加一次迁移增强涂层的组合物，包含油、树脂、防溅墨剂、防沾污剂、和荧光材料。根据不同示例性方面，一次涂层组合物被设置为使用胶版印刷施加到承印物。根据本发明还有的实施方式，涂层组合物，例如施加二次迁移增强涂层的组合物，包括具有低表面张力的高粘度油、防溅墨剂、和任选荧光材料。根据这些实施方式的不同方面，所述二次迁移增强涂层组合物包含多种油。根据另外的示例性方面，所述二次涂层组合物被设置为使用胶版印刷施加到承印物。根据本发明再有的实施方式，形成安全文件的方法包括如下步骤提供承印物，将着色剂和染料施加于所述承印物，并使用例如胶版印刷(例如胶版平版印刷)法将包含荧光材料的涂层(例如包含荧光材料的一次迁移增强涂层)施加到承印物。根据这些实施方式的不同方面，所述方法进一步包括施加可任选包含荧光材料的二次迁移增强涂层的步骤。根据其它方面，使用胶版印刷技术施加二次迁移增强涂层。如下文更详细地阐述的，可将着色剂和染料、包含荧光材料的涂层、一次迁移增强涂层、和二次迁移增强涂层施加到承印物的相同表面，或者可将着色剂和染料施加到承印物的第一表面并可将包含荧光材料的涂层、一次迁移增强涂层、和/或二次迁移增强涂层施加到承印物的第二表面。根据本发明另外的实施方式，形成安全文件的方法包括如下步骤提供承印物，将着色剂和染料施加到承印物，将一次迁移增强涂层施加到承印物、并施加二次迁移增强涂层覆盖在一次迁移增强涂层上。根据这些实施方式的不同方面，一次迁移增强涂层包含荧光材料并且使用例如胶版印刷技术施加。根据其它方面，使用胶版印刷技术施加二次迁移增强涂层。
可通过与附图结合考虑来参考具体的说明书和权利要求，得到对本发明更完全的理解，其中所有附图中相同的标号表示相同的元件。图I图示了本发明不同实施方式的安全文件系统。图2A-2C图不了本发明不例性实施方式的安全文件的第一表面和第二表面。图3图示了用于本发明不同实施方式的胶版印刷台。 图4图示了用于本发明不同实施方式、包括多个印刷台的胶版印刷设备。本领域技术人员将会理解，图中的元件用于简单和清楚地图示说明并且不必须地按比例画出。例如，图中某些元件的尺寸可相对于其它元件放大以有助于提高对本发明实施方式的理解。
具体实施例方式提供如下说明，使本领域技术人员能够制造和使用本发明并阐述由实行其发明的发明人所构思的最佳模式。然而，对说明书的各种修改对本领域技术人员而言仍然是显而易见的，因为在此已经规定了用于在文件上形成安全图像的涂层组合物、系统和方法的一
般原理。本发明可联合各种印刷方法使用，并且特别良好地适用于电子照相和胶版印刷应用。以下说明描述了使用电子照相和平版胶版印刷法产生安全文件的涂层组合物、系统和方法。然而，本发明不限于这些组合物、系统和方法。可出于各种目的使用根据本发明不同实施方式的示例性涂层和系统，例如产生财务文件，例如个人支票、股票和钞票；法律文件例如出生证明、驾驶执照、遗嘱和契约；医学文件例如药方、誊本、和医嘱；教育文件，例如成绩单和履历等。图I和2A-2C图示了系统100，其包含承印物102、色粉104、包含荧光材料116的第一或一次迁移增强涂层106 (在这个图示说明例中涂层包含荧光材料)、第二或二次迁移增强涂层108、和染料110。尽管绘出系统100有多个涂层，但如下文更详细地论述的，根据备选实施方式的系统可包含较少的涂层或层，其中例如单个涂层可包含涂层106和108之一或两者的特性。另外，尽管涂层106、108被图示为与在承印物102的第二表面114上的色粉104正好反向，但可另行选择将涂层106和/或108置于与色粉104相同的表面上并在其之下，并且在任一种情况下，不需要正对色粉104的位置。另外，虽然图示涂层106包含荧光材料的，但涂层108或其它层可附加地和/或备选地包含荧光材料；当涂层108或其它层包含荧光材料时，将涂层108或该其它层被称作包含荧光材料的涂层。色粉104和染料110与涂层106和108 —起作用，以在承印物102的第一表面112上使用色粉104提供第一图像202和用可从第一表面112和/或第二表面114看见的染料110的潜像204。根据本发明的具体实施例，染料110和荧光材料116 —起作用，以在用荧光涂层(例如涂层106)涂覆的区域内产生反转阴像206。当在荧光例如紫外光下观察时，可通过例如染料110淬灭荧光材料116而形成反转阴像。根据本发明的不同实施方式，所述安全图像系统(例如系统100)难以伪造并且易于检测安全图像的副本，因为在印刷图像(例如图像202)和潜像(例如图像204)和/或反转阴像(例如图像206)之间的任何错配都表明更改或企图更改，并且潜像和/或反转阴像的失去表明是文件的副本。可通过使用例如静电或电子照相法，例如激光印刷法在承印物102上施加色粉和染料，并使用棒涂、凹版印刷、喷涂、或干或湿的胶版印刷法(例如平版印刷法)施加涂层106和/或涂层108，从而形成系统100。使用胶版印刷法施加涂层106和/或108是有利的，因为其允许相对廉价地施加涂层并且如果期望，则允许涂层仅精确地施加到承印物的期望区域一在平版印刷机的套准精度内。根据本发明的一个实施方式，将包含染料110的色粉104印刷在承印物的第一表面上并且将一个或多个涂层106、108施加在承印物的第二表面上。根据备选的实施方式，可将涂层106、108施加到承印物的第一表面上并且随后可在所述涂层之上印刷色粉基图像。根据本发明的不同实施方式，图3图示了印刷台，且图4图示了包含多个印刷台(station)的设备,其用于使用胶版印刷施加涂层106和/或108。示例性印刷台300包含 油墨或组合物传递系统302、润版(damping)台304、印版滚筒306、胶版滚筒308、和压印滚筒 310。根据本发明的不同实施方式，在印刷台300的操作期间，通过分别使用滚轴316和滚轴312-314，首先将来自系统304的水、并然后将来自系统302的涂层组合物施加在滚筒306上，以将涂层(例如涂层106)施加于承印物320，例如纸上。涂层组合物和水是不互溶的，从而使得水将涂层组合物从滚筒306的非图像区中排斥出去，并将涂层组合物施加到滚筒306的图像区。然后将来自滚筒306的涂层组合物传递到胶版滚筒308，胶版滚筒308接着用于将涂层组合物传递到承印物320。可用相同的方式施加涂层108。如上所述，以这种方式施加涂层组合物使得可以非常精确地施加涂层组合物，这对于例如减少用于形成系统100的涂层材料的量并减轻染料110不希望的扩散而言可能是理想的。使用胶版技术，可使用设备400提供多个图像和/或涂层到承印物。设备400包括多个印刷台402、404和406，每个台通常包括油墨或涂层组合物传递系统302以传递图像或涂层组合物到承印物上。通过实施例的方法，可使用印刷台402将图像传递到承印物(例如承印物102)。然后使用印刷台404施加层或涂层106到承印物102上。如图示的，可将涂层106与色粉104基本上套准地施加在相反的表面上、或在色粉104下面。类似地，如果采用的话，可施加涂层108覆盖在涂层106上。再次参考图1，根据本发明的不同实施方式，承印物102可包括可在其上传递图像的任何合适的材料。示例性承印物102材料包括纸(例如201b. MOCR铜版纸)，和适用于胶版平版印刷的其它承印物。色粉104可包含能够在承印物102的表面上印刷图像的任何合适的组成。根据本发明的不同实施方式，色粉104包括热塑性粘合树脂、着色剂、电荷控制剂、和迁移性染料110。热塑性粘合树脂、着色剂、脱模剂和电荷控制剂的每一种可与在典型色粉中使用的相同。色粉可以是单组分色粉或多组分色粉(例如色粉和显影剂)。热塑性粘合树脂有助于使色粉融合到承印物上。根据本发明的一个实施方式，粘合树脂具有在125°C下约lg/10min和50g/10min之间的熔融指数并具有约50°C和约65°C之间的玻璃化温度。适用于热塑性粘合树脂的示例性材料包括聚酯树脂、苯乙烯共聚物和/或均聚物一例如丙烯酸苯乙烯酯、甲基丙烯酸酯、苯乙烯-丁二烯-环氧树脂、胶乳基树脂等。作为具体例子，所述热塑性粘合树脂是由Eliokem作为PlioliteS5A树脂出售的苯乙烯丁二烯共聚物。用于色粉102的着色剂可以是用于电子照相图像处理的任何着色剂，例如氧化铁、其它磁性材料、碳黑、二氧化锰、氧化铜、和苯胺黑。根据一个具体实施方式
，着色剂是由Rockwood Pigments 作为 Mapico Black 出售的氧化铁。电荷控制剂有助于在色粉内保持所需的电荷，以促进将图像从例如静电鼓中传递到承印物。根据本发明的一个实施方式，电荷控制剂包括带负电的控制化合物，其为负载金属的或无金属的络合盐，例如铜酞菁颜料、铝络合物盐、含氟季铵盐、铬络合物盐型偶氮染料、铬络合物盐、和杯芳烃化合物。所述色粉还可包括脱模剂例如蜡。所述脱模剂可包括低分子量聚烯烃或其衍生物，例如聚丙烯蜡或聚乙烯蜡、或聚丙烯蜡和聚乙烯蜡的共聚物。根据本发明优选的染料显示出透过承印物(例如承印物102)的强吸色性，在迁移流体中良好的溶解性，良好的稳定性，对色粉的显像特性没有有害影响，可比拟于色粉树月旨，不分离或晕染，无毒性，并在用于企图伪造文件——例如通过企图从承印物的顶面除去图像的极性和/或非极性溶剂中不溶和/或迁移。用于这种企图伪造中的示例性极性溶剂包括丙酮、甲醇、甲乙酮、和乙酸乙酯；示例性非极性溶剂包括甲苯、矿物油精、汽油、氯仿、己烷、和二乙醚。另外，所述染料优选不可擦除。适合用作染料110的示例性可溶染料，包括吩嗪、均二苯乙烯、亚硝基物、三芳基甲烷、二芳基甲烷、花青、二萘嵌苯、酒石黄、氧杂蒽、偶氮物、双偶氮物、三苯基甲烷、荧烷、蒽醌、吡唑啉酮喹啉、以及酞菁、或其衍生物。根据本发明的一个实施方式，所述染料为红色并由氧杂蒽形成，由BASF以商品名Baso Red 546出售。根据本发明的另一实施方式，所述染料为红色并由双偶物形成，并由Pylam Products Company, Inc.以Bright RedLX-5988的名称出售。根据本发明的还一实施方式，所述染料为蓝色并由蒽醌形成，由PylamRroducts Company, Inc.以Bright Blue LX-9224的名称出售。类似化学结构的其它颜色的染料也适用于本发明。以下实施例举例说明可用于形成色粉例如色粉104的组合物。下文提出的实施例仅是举例说明性的，并且不意欲将本发明限于该举例说明性实施例。实施例I
材料用量
苯乙烯丙烯酸和51
聚酯聚合物的混合物 氧化铁混合物40
聚乙烯蜡5
铬络合物2
Pylam Bright Red LX-5988 2
通过在双辊磨机上使组分熔融混合、气流研磨组合物、并将混合物分级到约11微米并且使混合物与约I%的二氧化硅混合物掺和来制备实施例I的色粉。所述色粉使用Hewlett-Packard 4050激光印刷机测试并显出期望的特性。根据本发明的不同实施例，涂 层106包括迁移增强剂，其被配置用于协助染料110迁移通过承印物102的至少一部分。可不用附加的稀释剂，或可包括附加的稀释剂，以干净利落的形式施加涂层106。根据这些实施方式的不同方面，涂层106包括作为迁移增强剂的油、树脂、和防溅墨剂，例如二氧化硅、膨润土、高岭土、二氧化钛、或其组合。防溅墨剂减少涂层材料不期望的喷洒。油可以是单组分的油或包括多种组分，例如油、增塑剂、液态聚合物、或其组合。可备选和/或附加地将迁移流体吸附到载体、例如二氧化硅上。也可备选和/或附加地将迁移流体用可以在例如印刷融合处理期间破裂的壳包封。还可将迁移流体与另外的涂层组分一起使用。例如可将迁移流体用纸张由涂层材料、例如聚合物等加以密封。另外的涂层组分可包括迁移流体或可在其它涂层步骤加期间入。作为例子，所述油可包括如下化合物的一种或多种邻苯二甲酸丁基苄酯、双(2-乙基己基)己二酸酯、偏苯三酸三辛酯、和2，2，4_三甲基-1，3-戊二醇二异丁酸酯。所述树脂可以为苯酚改性的松香树脂，或产生高粘度(例如大于约70，OOOcp)以及低粘和低溅墨特性的其它树脂或化合物，例如得自 Arizona Chemical 的 Sylvaprint 87-85。根据这些实施方式的其它方面，涂层106包括防沾污剂，例如二氧化硅、豌豆淀粉、小麦淀粉、硅油、蜡，或其任何组合。所述蜡可以为合成蜡例如氟碳蜡、聚乙烯、聚丙烯、其组合，或天然蜡例如巴西棕榈蜡，或天然和合成蜡的组合。根据其它方面，防沾污剂的粒度可以在约O. 2微米至约25微米或约10至约25微米的范围内。如上所述，示例性涂层106还可包含荧光材料。所述荧光材料可以是在环境光下可见的的材料(例如染料或颜料)和/或可在其它照射、例如紫外照射下变成可见。荧光材料可发出任何合适的颜色的荧光，例如发出白色荧光、黄色荧光、黄绿色荧光、绿色荧光、蓝色荧光、橙色荧光、红色荧光、或粉色荧光。根据本发明的不同实施例，荧光材料也可在染料110与荧光材料116接触时，变得被染料110淬灭(即不发出荧光)。根据本发明的其它实施方式，用于施加涂层106的组合物(例如用于印刷台302的溶液组合物)包括约25%至约90%，约35%至约80%，或约50%至约75%油；约10%至约60%，或约20%至约50%，或约30%至约40%树脂；和约O. 1%至约10%，或约O. 02%至约5%，或约O. 5%至约4%防溅墨剂。根据这些实施方式的不同方面，所述组合物包括约O. 1%至约10%，或约O. 2%至约5%，或约O. 5%至约4%防沾污剂，以及这些化合物的不同组合。当涂层106包括荧光材料时，所述组合物包括约O. 1%至约10%，或约O. 3%至约6%，或约O. 5%至约4%荧光材料。除非另有注释，所有在此阐述的百分比为重量百分比。以下非限制性实施例举例说明了在根据本发明各实施方式形成涂层组合物中有用的材料和方法的不同组合。实施例2材料用量
油64%
树脂33%
二氧化硅1%
豌豆淀粉1%如下制备用于涂层106的组合物首先将油和二氧化硅(例如得自GraceDavidson的Syloid Rad 2105)的搅拌混合物加热直到达到约 250 °F的温度。当连续升高混合物的温度时，将树脂缓慢加入混合物中。在加入全部树脂并且温度达到约320 T但不超过约360 ° 后，将所述混合物保持在约360 °F直到所有树脂溶解。然后使得混合物冷却至低于约135 T的温度，并然后加入豌豆淀粉。将混合物混合直到豌豆淀粉(例如，得自Nutri-Pea Limited的豌豆淀粉)完全分散。在混合物冷却至约70 ° 后，用落棒粘度计测量混合物的粘度。在约70 °F下组合物的粘度在约40，090cps和95，OOOcps之间。用胶版压印(例如使用印刷台302)将涂层施加到纸上。所施加的涂层量在约O. 3mg/平方英寸至约4mg/平方英寸的范围内。实施例3
材料用量
油64%
树脂33%
二氧化硅1%
蜡1%如下制备用于施加涂层106的另一种组合物首先将油、蜡、和二氧化硅的搅拌混合物加热直到达到约250 T的温度。当连续升高混合物的温度时，将树脂缓慢加入混合物中。在加入全部树脂并且在温度达到约320 °F但不超过约360 ° 后，将所述混合物保持在约360 °F直到所有树脂溶解。将混合物混合直到豌豆淀粉完全分散。在混合物冷却至约70 ° 后，用落棒粘度计测量混合物的粘度。在约70 °F下示例性粘度在约40，OOOcps和95，OOOcps之间。用胶版压印将涂层施加到纸上。所施加的涂层量在约O. 3mg/平方英寸至约4mg/平方英寸的范围内。实施例4
材料用量
油64%
树脂33%
二氧化硅1%
蜡1%如下制备用于施加涂层106的再一种组合物首先将油、蜡、和二氧化硅的搅拌混合物加热直到达到约250 0F的温度。所述二氧化硅为大粒度(例如约9. O微米)的二氧化娃，例如得自富士娃化学株式会社(Fuji Sylysia Chemical Ltd.)的Sylysia 380。在连续升高混合物的温度时，将树脂缓慢加入混合物中。在加入全部树脂并且在温度达到约320 ° 但不超过360 ° 后，将所述混合物保持在约360 °F直到所有树脂溶解。使得混合物混合直到豌豆淀粉完全分散。在混合物冷却至约约70 ° 后，用落棒粘度计测量混合物的粘度。在约70 °F下示例性粘度在约40，OOOcps和95，OOOcps之间。用胶版压印将涂层施加到纸上。所施加的涂层量在约O. 3mg/平方英寸至约4mg/平方英寸范围内。实施例5
材料用量、
油62%
树脂33%
二氧化硅1%
豌豆淀粉1%
荧光染料1%如下制备实施例5的承印物涂层将油和二氧化硅的搅拌混合物加热直到达到约250 T的温度。当连续升高混合物的温度时，将树脂缓慢加入混合物中。在加入全部树脂并且在温度达到约320 °F但不超过约360 ° 时，将所述混合物保持在约360 °F直到所有树脂溶解。然后使得混合物冷却到低于135 °F的温度,加入豌豆淀粉和来自DayGlo Color Corp.的D043荧光染料。搅拌混合物直到豌豆淀粉完全分散。在混合物冷却至约70 ° 后，用落棒粘度计测量混合物的粘度。一旦粘度在约70 0F下落入约40，OOOcp至约95，OOOcp的范围内，则将所述涂层用胶版压印施加到纸上。所施加的涂层量为约O. 3mg/平方英寸至约4mg/平方英寸的范围内。如上所述，根据本发明的不同实施方式的系统包括二次迁移增强涂层108，可将其覆盖在涂层106上施加。根据不同的方面，用于形成涂层108的组合物包括具有低表面张力的高粘度油(例如约100，OOOcp以上的粘度)和防溅墨剂。所述油可以为单一油(例如高粘度硅油)或具有不同粘度的油(例如硅油)的组合，从而使得组合物的最终粘度适用于胶版印刷。防溅墨剂可包括上述任何防溅墨剂。根据本发明的其它实施方式，用于施加涂层108的组合物(例如用于印刷台302的溶液组合物)包括约70 %至约99. 9 %，约85 %至约99. 5 %，或约95 %至约99 %第一有机硅流体；和约O. 1%至约30%，或约O. 2%至约15%，或约O. 5%至约2% 二氧化硅。根据这些实施方式的不同方面，所述组合物包括约O %至约50 %，或约10 %至约30 %，或约15 %至约25%第二有机硅流体。示例性第一有机硅流体包括中等高粘度(10，000±5000cp)至高粘度(约100，OOOcp) 二甲基聚硅氧烷流体，并且示例性第二有机硅流体包括极高粘度(约I百万cp)的二甲基聚硅氧烷流体。根据本发明的其它示例性实施方式，用于施加涂层108的组合物包括荧光材料。所述组合物可包括约O. 1%至约10%，或约O. 3%至约6%，或约O. 5%至约4%荧光材料。
以下实施例举例说明可用于形成二次迁移增强涂层——例如涂层108的组合物。实施例6材料用量有机硅流体98%二氧化硅I %荧光染料I %根据该实施例的二次迁移增强涂层可如下制备将所需量的高粘度硅油例如二甲基聚硅氧烷(例如DM Fluid 100,000，由信越化工(Shin-Estu Chemical)出售)，和五微米二氧化硅粉末称量入配备有搅拌器的容器中。搅拌溶液直到获得均匀分散液。可将混合 物加热以促进混合。在混合物充分分散并冷却之后，测量粘度。所述组合物的示例性粘度范围在约70 °F下为约54，OOOcps和约100，OOOcps之间。通过使用继用于施加涂层106的印刷台之后的印刷台进行胶版印刷法压印来施加所述涂层。所施加的涂层量为约O. 2mg/平方英寸至约6mg/平方英寸的范围内。实施例7材料用量极高粘度的有机硅流体 25%中高粘度的有机硅流体 74%二氧化硅1%根据该实施例的二次迁移增强涂层可如下制备将所需量的极高粘度的硅油例如二甲基聚硅氧烷(例如具有约I百万cp以上粘度的油，例如DM Fluid 1，000，000，由信越化工(Shin-Estu Chemical)出售)、中高粘度的硅油例如低分子量二甲基聚硅氧烷(例如具有约10，000±5000cp粘度的油，例如DM Fluid 10，000，由信越化工(Shin-EstuChemical)出售)、和五微米二氧化硅粉末称量到配备有搅拌器的容器中。搅拌溶液直到获得均匀分散液。可将混合物加热以促进混合。在混合物充分分散并冷却之后，测量粘度。所述组合物的示例性粘度范围在约70 °F下为约54，OOOcps和约100，OOOcps之间。通过使用继用于施加涂层106的印刷台之后的印刷台进行胶版印刷法压印来施加涂层。所施加的涂层量在约O. 2mg/平方英寸至约6mg/平方英寸的范围内。使用Hewlett Packard Laserjet 4250印刷机根据上述实施例1-4和6-7印刷文件。最初，所得图像具有高光密度，不具有明显底色的高分辨率，并且没有明显的可见红色染料迁移。在24小时内，从纸表面除去印刷色粉的区域并观察到红色残余图像开始穿入纸中。在印刷的72小时内，不可擦除的图像在纸的非印刷面上变得可见。该测量可通过测量在承印物第二表面上的图像与承印物第二表面上的非图像区之间的反射光密度差来确定。根据本发明的不同示例性实施方式，用激光印刷机印刷承印物的第一面72小时后测量，观察到至少O. 07光密度单位的光密度差。还用实施例1、5和6的涂层印刷文件,使用Hewlett Packard Laserjet 4250印刷机将图像印刷到承印物的第一表面，并用胶版印刷技术将涂层106、108施加到承印物的第二表面。最初，所得图像具有高光密度，不具有明显底色的高分辨率，并且没有明显的可见红色染料的迁移。将图像印刷到承印物的第一表面后，包含荧光材料的涂层(例如涂层106)从文件的另一面可见。在施加色粉起经过约24小时后，色粉图像在第一表面上可见，并且印刷图像的红色不可擦除图像从第二表面可见。荧光材料在荧光下是可见的。然而，在不可擦除图像迁移到荧光材料的区域中，荧光材料猝灭，在紫外光下产生不可擦除的反转阴像。
尽管在此结合附图内容阐述了本发明，但应该理解本发明并不限于所示特定方式。例如，虽然便于结合静电印刷和胶版印刷来描述本发明，但本发明并不受限于此；可将本发明的色粉与其它形式的印刷一例如离子照相、磁照相、棒、凹版印刷、喷雾、和类似技术联合使用。可对在此阐明的组合物、方法、和系统的设计与布置进行各种其他修改、变化、和改进而不脱离在权利要求中阐明的本发明的精神和范围。
权利要求
1.用于使用色粉基成像产生安全文件的系统，所述系统包含 具有第一表面和第二表面的承印物； 包含着色剂和染料的色粉，所述色粉施加于所述承印物的第一表面；和 使用胶版印刷施加到所述第一表面或第二表面的包含荧光材料的涂层， 其中当暴露于紫外照射下时，所述染料使一部分包含荧光材料的涂层淬灭，产生用所述色粉印刷的图像的反转阴像。
2.根据权利要求I所述的系统，其中所述包含荧光材料的涂层为包含油、树脂、防溅墨剂和防沾污剂的一次迁移增强涂层。
3.根据权利要求2所述的系统，其中所述油为单组分或一种或多种油、增塑剂和液态聚合物的组合。
4.根据权利要求2所述的系统，其中所述树脂为产生高粘度和低溅墨特性的树脂。
5.根据权利要求2所述的系统，其中所述防溅墨剂包含选自膨润土、二氧化硅、高岭土、二氧化钛及其任何组合的化合物。
6.根据权利要求2所述的系统，其中所述防沾污剂包含具有约0.2微米和约25微米之间大小的化合物。
7.根据权利要求2所述的系统，其中所述防沾污剂包含选自二氧化硅、豌豆淀粉、小麦淀粉及其任何组合的化合物。
8.根据权利要求2所述的系统，其中所述防沾污剂包含合成蜡、天然蜡、或其组合。
9.根据权利要求8所述的系统，其中所述合成蜡包含聚乙烯、氟碳蜡、聚丙烯、或其任何组合。
10.根据权利要求I所述的系统，其中用于包含荧光材料的涂层的组合物包含约0.5%至约4%的荧光材料。
11.根据权利要求I所述的系统，其中所述系统进一步包含二次迁移增强涂层。
12.根据权利要求11所述的系统，其中使用胶版印刷施加所述二次迁移增强涂层。
13.根据权利要求11所述的系统，其中所述二次迁移增强涂层包含具有低表面张力的高粘度油和防溅墨剂。
14.根据权利要求13所述的系统，其中所述防溅墨剂选自膨润土、二氧化硅、高岭土、二氧化钛、及其任何组合。
15.根据权利要求11所述的系统，其中形成二次迁移增强涂层的组合物包含具有不同粘度的硅油的组合，其中所述组合物的最终粘度适用于平版胶版印刷。
16.根据权利要求I所述的系统，其中所述色粉适用于激光印刷机。
17.用于在承印物上形成一次迁移增强涂层的组合物，所述组合物包含油、树脂、防溅墨剂、防沾污剂、和突光材料。
18.根据权利要求17所述的组合物，其中所述荧光材料包含在紫外线照射下发出白色荧光、发出黄色荧光、发出黄绿色荧光、发出绿色荧光、发出蓝色荧光、发出橙色荧光、发出红色荧光、发出粉色荧光的材料，或所述材料的组合。
19.形成系统的方法，所述系统包含在承印物的第一表面上形成的印刷图像和从承印物的第二表面可见的所述印刷图像的潜像，所述方法包含如下步骤 提供承印物；在承印物的第一表面上印刷色粉基图像；并且 使用胶版印刷来印刷包含荧光材料的涂层。
20.根据权利要求19所述的方法，其进一步包含使用胶版印刷来印刷二次迁移增强涂层的步骤。
全文摘要
本发明公开了一种用于印刷难以化学或物理伪造并且易于视觉检验的文件的涂层组合物、系统和方法。所述系统包括承印物、包含着色剂和染料的色粉、包含荧光材料的涂层例如使用胶版印刷法施加的一次迁移增强涂层和任选的使用胶版印刷法施加的二次迁移增强涂层。通过比较着色剂形成的图像和染料形成的图像和/或通过生色染料淬灭荧光材料形成的反转阴像，容易检验使用本发明的色粉形成的图像。另外，如果企图使用溶剂来改变承印物上的印刷图像，则染料迁移或扩散以表明文件的篡改。
文档编号G03G13/00GK102713764SQ201080047429
公开日2012年10月3日 申请日期2010年10月18日 优先权日2009年10月20日
发明者凯文·L·黑尔曼, 尤根·霍夫斯, 迈克尔·R·赖利 申请人:特洛伊集团公司
最新回复(0)