專利名稱：呈現(xiàn)低光澤的噴墨油墨組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在噴墨印刷油墨組合物中，尤其是當(dāng)基材帶有標(biāo)記，在呈現(xiàn)相同光澤的用于安全標(biāo)記的油墨組合物中，使用非顆粒去光化合物。
為了避免產(chǎn)品分流和造假，對(duì)已交易貨物的安全標(biāo)記的需求正在增加。安全標(biāo)記還用于多種物品，包括信封、支票、郵票、護(hù)照、稅票以及已標(biāo)上商標(biāo)或已課稅貨物的標(biāo)識(shí)目的。
已有多種方法和技術(shù)來(lái)標(biāo)識(shí)已標(biāo)記物品，從而努力減少假冒和產(chǎn)品分流。反假冒/反分流措施的第一類型，使用紫外活性(UV-活性)油墨組合物來(lái)標(biāo)記具有標(biāo)識(shí)標(biāo)志記號(hào)的產(chǎn)品。使用UV-活性油墨的好處是用可見(jiàn)光譜的光(400-700nm)照明時(shí)，標(biāo)記通常不可見(jiàn)，但當(dāng)用UV光譜的光(200-400nm)照明時(shí)變得可見(jiàn)。這樣，假冒者就不能只通過(guò)在可見(jiàn)光下觀察知道該產(chǎn)品是否或哪里具有安全標(biāo)記。
可供選擇類型的安全噴墨標(biāo)記包括使用紅外激光染料，其在400至700nm的可見(jiàn)光譜范圍微弱吸收，但在近紅外(NIR)范圍(750nm以上)吸收并且對(duì)所述NIR范圍的輻射吸收產(chǎn)生熒光。
盡管上述兩種類型(UV和NIR)油墨具有低可見(jiàn)色調(diào)，噴墨印刷如條碼由于噴墨印刷和基材光澤的不同，仍可在非正常觀察角見(jiàn)到。這原理上是由于在酮基、快干連續(xù)噴墨組合物中使用的普通粘合劑的高光澤造成的；所述組合物實(shí)際上比大多數(shù)紙張或紙板基的商業(yè)基材具有更高光澤。由于其允許對(duì)印刷信息容易地視覺(jué)定位，成為其主要的缺點(diǎn)，并且假冒或分流的罪犯知道他們必須尋找什么。
現(xiàn)有的降低印刷光澤的油墨配方技術(shù)包括加入去光劑，如無(wú)機(jī)白色顏料或礦物填料?？墒?，在連續(xù)噴墨印刷油墨中，這些類型的去光劑是不適合的，因?yàn)樗鼈冊(cè)诘退俳橘|(zhì)中具有高的沉淀傾向。并且，它們經(jīng)常強(qiáng)烈干擾打印機(jī)上油墨的使用。
為了得到隱蔽和不可見(jiàn)的噴墨安全標(biāo)記，用于防止非法交易貨物，基本上要減少噴墨油墨的光澤并且將其與基材本身的光澤匹配。所述安全標(biāo)記可進(jìn)一步以編碼(條碼或二維數(shù)據(jù)矩陣)的形式應(yīng)用，從而為每個(gè)標(biāo)記的產(chǎn)品提供唯一的標(biāo)識(shí)。所述唯一編碼可進(jìn)一步保存在數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)中，通過(guò)使用對(duì)不可見(jiàn)編碼適合和專用的掃描儀，從而提供完全回溯能力以及已標(biāo)記產(chǎn)品在其后勤供應(yīng)鏈的證明。
考慮到上述缺點(diǎn)，需要改進(jìn)“不可見(jiàn)”標(biāo)記噴墨油墨的配方，從而通過(guò)將噴墨打印的光澤與基材本身光澤相匹配而使印刷盡量隱蔽。并且，改進(jìn)配方的目標(biāo)在于不含顆粒材料，從而避免噴墨打印機(jī)噴嘴的堵塞，并減少打印設(shè)備的停機(jī)時(shí)間。
本發(fā)明的目標(biāo)根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求的特征通過(guò)含有非顆粒去光化合物的油墨配方解決。
在噴墨印刷油墨組合物中使用具有兩個(gè)或三個(gè)羥基的至少一種烴化合物作為非顆粒去光化合物，所述烴化合物具有含二、三、四、五或六個(gè)碳原子的碳鏈(直鏈或有支鏈)，從而調(diào)節(jié)印刷的油墨組合物的光澤，使印刷標(biāo)記或標(biāo)志記號(hào)的光澤與沒(méi)有印記的基材完全相同。如此得到的標(biāo)記不能用肉眼與基材進(jìn)行分辨。非顆粒去光化合物優(yōu)選選自短鏈烷基化合物的二元或三元醇類(二醇或三醇)。在本發(fā)明范圍內(nèi)短鏈烷基化合物包括具有二至六個(gè)碳原子鏈長(zhǎng)的化合物。優(yōu)選適合作為去光化合物的二元或三元醇類包括戊二醇、丁二醇、乙二醇、丙二醇或丙三醇，以及它們相應(yīng)的異構(gòu)體。如這里所用，去光化合物是在噴墨打印油墨組合物中具有去光效果的的化合物。
通常，去光化合物在整個(gè)油墨組合物中以0.5至10重量％，優(yōu)選1至8重量％的濃度水平結(jié)合在油墨組合物中。在具體配方里，去光化合物的量甚至可以在整個(gè)油墨組合物里處于0.3至20重量％之間。在印刷時(shí)，主要溶劑開(kāi)始蒸發(fā)，把比主要溶劑具有更高沸點(diǎn)的粘合劑和去光化合物留在基材上。由于粘合劑在去光化合物中不可溶，粘合劑沉淀并形成外觀上去光的不完美膜。
標(biāo)記包括標(biāo)記化合物，其在電磁波譜的可見(jiàn)區(qū)域(400至700nm)不呈現(xiàn)光吸收。這些化合物可在或者比400nm更短波長(zhǎng)(UV-)，或者比700nm更長(zhǎng)波長(zhǎng)(IR-輻射)吸收。它們還可為發(fā)光化合物，為增頻或降頻類型，即它們可在比吸收光波長(zhǎng)更短的波長(zhǎng)或更長(zhǎng)的波長(zhǎng)發(fā)出輻射。
噴墨印刷油墨組合物進(jìn)一步包括至少一種溶劑、至少一種粘合劑、至少一種在可見(jiàn)光范圍之外吸收光的標(biāo)記化合物，以及任選的其它添加劑。
在本發(fā)明的文中所述的至少一種溶劑選自快干溶劑，如酮類，尤其是丙酮和甲基乙基酮；也可以使用乙酸酯或醇基溶劑，如乙酸乙酯或乙酸甲酯或甲醇。溶劑還可是兩種或多種所述溶劑的混合物。優(yōu)選地，除了作為雜質(zhì)存在溶劑或油墨的其他組分中的水外，溶劑不含水。這樣，油墨優(yōu)選不含水。整個(gè)油墨組合物含有溶劑的量的范圍從40至95重量％或更多，優(yōu)選從70至90重量％。
具有比所述溶劑更慢蒸發(fā)性質(zhì)的溶劑，如異丙醇、乙酸異丙酯、乙醇或丙醇也可包括在溶劑組合物中。但是，這些溶劑只以小量引入，從而精細(xì)調(diào)節(jié)總體油墨性質(zhì)。
粘合劑選自乙烯基類樹(shù)脂、纖維素衍生物、聚縮醛樹(shù)脂、丙烯酸類樹(shù)脂或苯乙烯-順丁烯二酸類共聚物樹(shù)脂組成的組。優(yōu)選地，粘合劑選自氯乙烯和乙酸乙烯酯共聚物、硝化纖維或聚乙烯基丁縮醛。油墨組合物中引入粘合劑的量在整個(gè)油墨組合物的3至30重量％之間，優(yōu)選在4至20重量％之間。
標(biāo)記化合物優(yōu)選選自染料，其在電磁波譜的可見(jiàn)范圍，即在400至700nm的波長(zhǎng)之間不表現(xiàn)吸收，但暴露在紫外(200至400nm)或紅外光(700至2500nm)的時(shí)候或之后可見(jiàn)。合適的染料包括UV標(biāo)記物如光學(xué)增亮劑、稀土螯合物，以及NIR染料，如激光NIR染料。典型的引入水平為整個(gè)油墨組合物的0.0001至10重量％，優(yōu)選0.001至5重量％，以及更優(yōu)選0.1至2重量％。
可被引入油墨組合物的額外的添加劑包括導(dǎo)電鹽和保濕劑。合適的使油墨導(dǎo)電的鹽可選自無(wú)機(jī)鹽，如LiNO3，有機(jī)鹽如烷基乙酸銨，以及混合鹽如乙酸鉀。鹽的導(dǎo)電性應(yīng)足夠高，從而在1重量％水平達(dá)到約1mS。優(yōu)選引入該鹽的量為整個(gè)油墨組合物的0.3至5重量％，更優(yōu)選0.5至3重量％。
將保濕劑加入油墨組合物，從而防止當(dāng)高揮發(fā)性溶劑揮發(fā)時(shí)噴嘴阻塞。合適的保濕劑如乙二醇和乙二醇酯，N-甲基-吡咯烷酮(NMP)，甘油酯，長(zhǎng)鏈烷基酰胺，或類似物；通常，這些用作保濕劑的化合物具有比所述通常用在噴墨印刷油墨組合物中的高揮發(fā)性溶劑更高的沸點(diǎn)。保濕劑通常引入的水平為整個(gè)油墨組合物的0.2至20重量％，更優(yōu)選0.5至5重量％。
在另一方面，本發(fā)明公開(kāi)了將不可見(jiàn)安全標(biāo)記應(yīng)用到基材上的方法。該方法包括以下步驟-提供噴墨打印油墨，其含有至少一種具有二或三個(gè)羥基的烴化合物作為非顆粒去光化合物，所述烴化合物具有含有二、三、四、五或六個(gè)碳原子的直鏈或支鏈；并且-在基材上印刷安全標(biāo)記；且其特征在于，印刷的安全標(biāo)記呈現(xiàn)出與基材光澤相同水平的光澤。
本發(fā)明的另一方面是帶有印刷標(biāo)記的基材，其根據(jù)本發(fā)明用噴墨油墨打印，并呈現(xiàn)出與基材相同水平的光澤。
現(xiàn)在通過(guò)實(shí)施例詳細(xì)描述本發(fā)明實(shí)施例1UCAR VMCH(乙烯基類樹(shù)脂，DOW)；實(shí)施例2Scripset 520(苯乙烯-順丁烯二酸酐共聚物，HerculesInc.)；實(shí)施例3Pioloform BL 18(聚乙烯基丁縮醛，Wacker Chemie)；實(shí)施例4Nitrocellulose DHX 3/5(Noble Enterprises)；實(shí)施例5Joncryl 671(丙烯酸類樹(shù)脂，SC Johnson &Son)；實(shí)施例6Paraloid A-12(丙烯酸類樹(shù)脂，Rohm & Haas)。
所述油墨，如表1所列包括去光化合物和粘合劑的結(jié)合，進(jìn)一步包括1重量％的四丁基銨四氟硼酸鹽(Fluka)作為導(dǎo)電鹽，2重量％的二丙二醇單甲醚(DPM)(DOW)作為保濕劑，以及0.002重量％的UVITEX OB(Ciba SC)作為UV熒光標(biāo)記化合物，組合物剩下的部分為丙酮。加入粘合劑的量也在表1中給出。
為了測(cè)試光澤的目的，將1ml油墨留在錫箔基材上蒸發(fā)，在變干燥的膜變白時(shí)觀察去光效果。
表1粘合劑和去光化合物的組合
為了測(cè)定各種粘合劑和去光化合物組合的去光效果的強(qiáng)度，將上述油墨的千巴膜印刷在不同的有代表性的基材上，即Fiduciary(FID)和Kraft紙。然后用LANGE REFO 60光澤化測(cè)量60°的光澤，其作為油墨組合物中去光二醇或三醇的量(重量％)的函數(shù)。


圖1表示所述油墨與粘合劑實(shí)施例1至3印刷在Kraft紙上測(cè)量光澤的結(jié)果。在實(shí)施例1中去光化合物為1，5-戊二醇(三角)和1，2-丁二醇(菱形)。在實(shí)施例2中去光化合物為1，5-戊二醇(三角)和單丙二醇(菱形)。在實(shí)施例3中去光化合物為單丙二醇(三角)和丙三醇(菱形)。正方形表示基材的光澤。對(duì)乙烯基類粘合劑，需要至少7重量％的去光化合物的量來(lái)達(dá)到對(duì)光澤的顯著削減。對(duì)苯乙烯-順丁烯二酸酐共聚物(Hercules Scripset)，與乙烯基類粘合劑相比，必須加入較少的去光化合物。隨著加入去光化合物的量增加，使用的兩種去光化合物都表現(xiàn)出對(duì)光澤的相似削減。對(duì)聚乙烯基丁縮醛(Pioloform)粘合劑和約6重量％的丙三醇，可觀察到光澤的強(qiáng)削減。與此相反，當(dāng)加入聚乙烯基丁縮醛粘合劑并印刷到Kraft紙上時(shí)，單丙二醇不適用于削減光澤。
圖2表示了所述油墨印刷在FID紙上，光澤測(cè)量有些不同的結(jié)果。含有乙烯基類樹(shù)脂作為粘合劑(實(shí)施例1)的油墨要求約9重量％的1，5-戊二醇的高含量來(lái)顯示出明顯的光澤削減。用粘合劑實(shí)施例2(苯乙烯-順丁烯二酸酐共聚物)的油墨要求較少的去光化合物，尤其當(dāng)使用1，5戊二醇時(shí)。如果使用聚乙烯基丁縮醛(粘合劑實(shí)施例3)時(shí)，需要更少的去光化合物。約4重量％的單丙二醇可以將已印刷的油墨的光澤減弱到基材的水平。需要相同量的單丙二醇或丙三醇來(lái)將含有硝化纖維粘合劑的油墨光澤減弱。
在進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)中、選擇引入噴墨油墨中去光化合物的量，并且將UV可讀的二維碼印刷在不同基材上，即Kraft紙、紙板和FID紙。當(dāng)印刷油墨的量不足以重復(fù)測(cè)量在那些低光澤基材上的光澤，基于以下標(biāo)準(zhǔn)評(píng)估噴墨印刷不可見(jiàn)的水平++＝噴墨印刷由于更有光澤可見(jiàn)；+＝噴墨印刷由于更有光澤輕微可見(jiàn)；0＝噴墨印刷由于與基材具有相同光澤水平而完全不可見(jiàn)；-噴墨印刷由于更暗淡輕微可見(jiàn)；
--＝噴墨印刷由于比基材更暗淡而非?？梢?jiàn)。
結(jié)果顯示在表2中。
表2印刷的2D編碼的光澤效果比較
權(quán)利要求
1.具有二或三個(gè)羥基的二至六個(gè)碳原子的碳鏈的至少一種烴化合物在噴墨印刷油墨組合物中作為非顆粒去光化合物的應(yīng)用，用于將印刷的標(biāo)記的光澤調(diào)節(jié)到帶有所述標(biāo)記的基材的光澤，從而所述標(biāo)記不能用肉眼分辨。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的應(yīng)用，其特征在于，以整個(gè)組合物的0.5至10重量％，優(yōu)選1.0至8.0重量％的量向組合物中引入所述去光化合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的應(yīng)用，其特征在于，所述去光化合物選自由1，5-戊二醇、乙二醇、丁二醇、丙二醇、丙三醇及其混合物組成的組。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3之一的應(yīng)用，其特征在于，所述噴墨打印油墨組合物包括至少一種溶劑、至少一種粘合劑、至少一種在可見(jiàn)波長(zhǎng)范圍外吸收光的標(biāo)記化合物以及任選的添加劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的應(yīng)用，其特征在于，所述溶劑選自由酮類、乙酸酯類、醇類及其混合物組成的組。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的應(yīng)用，其特征在于，所述溶劑選自由丙酮、甲基乙基酮、乙酸乙酯、乙酸甲酯、甲醇、異丙醇、乙酸異丙酯、乙醇、丙醇及其混合物組成的組。
7.根據(jù)權(quán)利要求4至6之一的應(yīng)用，其特征在于，所述溶劑的量為整個(gè)油墨組合物40至95重量％之間，優(yōu)選70至90重量％之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求4至7之一的應(yīng)用，其特征在于，所述粘合劑含有樹(shù)脂，其選自由乙烯基類共聚物、纖維素類共聚物、丙烯酸類共聚物、聚縮醛類共聚物、苯乙烯-順丁烯二酸類共聚物樹(shù)脂及其混合物組成的組。
9.根據(jù)權(quán)利要求4至8之一的應(yīng)用，其特征在于，將粘合劑以整個(gè)油墨組合物3至30重量％，優(yōu)選4至20重量％的量引入所述組合物。
10.根據(jù)權(quán)利要求4至9之一的應(yīng)用，其特征在于，添加劑包括至少一種導(dǎo)電鹽、保濕劑和/或穩(wěn)定劑。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的應(yīng)用，其特征在于，所述導(dǎo)電鹽選自由硝酸鋰、烷基乙酸銨、乙酸鉀及其混合物組成的組。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11的應(yīng)用，其特征在于，所述導(dǎo)電鹽以整個(gè)油墨組合物的0.3至5重量％，優(yōu)選0.5至3重量％的量包含在組合物中。
13.根據(jù)權(quán)利要求4或12之一的應(yīng)用，其特征在于，將所述標(biāo)記化合物以整個(gè)油墨組合物的0.0001至10重量％，優(yōu)選從0.01至2重量％的量引入所述組合物。
14.帶有印刷安全標(biāo)記的基材，優(yōu)選用含有非顆粒去光化合物的噴墨打印油墨組合物打印，優(yōu)選用帶有二或三個(gè)羥基含有二至六個(gè)碳原子的至少一種直鏈或支鏈烴化合物，其中將所述安全標(biāo)記調(diào)節(jié)為基材的光澤度。
15.將不可見(jiàn)安全標(biāo)記施加到基材上的方法，包括以下步驟-提供含有至少一種非顆粒去光化合物的噴墨打印油墨；以及-用所述油墨將安全標(biāo)記打印到基材上，其中將打印的安全標(biāo)記的光澤調(diào)節(jié)為基材的光澤，其特征在于，所述至少一種非顆粒去光化合物是帶有二或三個(gè)羥基含有二至六個(gè)碳原子的直鏈或支鏈烴化合物。
16.含有至少一種溶劑、至少一種粘合劑、至少一種標(biāo)記化合物、和任選的添加劑的噴墨打印油墨，所述標(biāo)記化合物吸收不可見(jiàn)波長(zhǎng)的光，其特征在于，所述油墨進(jìn)一步包括非顆粒去光化合物，其選自帶有二或三個(gè)羥基含有二至六個(gè)碳原子的直鏈或支鏈烴化合物的組。
全文摘要
用于標(biāo)記基材的不可見(jiàn)噴墨打印油墨組合物，包括至少一種吸收400－700nm可見(jiàn)波長(zhǎng)范圍之外的光的標(biāo)記化合物，其包括帶有二或三個(gè)羥基含有二至六個(gè)碳原子的直鏈或支鏈烴化合物作為非顆粒去光劑，從而將噴墨打印標(biāo)記的光澤調(diào)節(jié)為基材的光澤。
文檔編號(hào)C09D11/00GK1882663SQ200480033490
公開(kāi)日2006年12月20日 申請(qǐng)日期2004年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月12日
發(fā)明者T·蒂勒, X·馬格麗塔茲 申請(qǐng)人:西柏控股有限公司