CN104893408A - 固态相变荧光油墨、油墨组和形成图像的方法 - Google Patents
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Abstract
油墨组包括多种油墨,其中该油墨组中至少一种但非全部油墨包含油墨载体、着色剂和荧光剂,剩余的其他油墨包含油墨载体、着色剂但不含荧光剂。所述油墨组中至少一个第一油墨分组和一个第二油墨分组形成一个组合,该组合的第一和第二分组形成图像时在环境光线条件下显示基本相同的颜色。所述组合的第一油墨分组和第二油墨分组含有不同量的荧光剂,其中当暴露于激活能量下时,所述荧光剂发出荧光,导致图像中由第一油墨分组所形成的图样的颜色相对第二油墨分组而言存在可见的变化。
Description
本申请是题为“固态相变荧光油墨、油墨组和形成图像的方法”的第200910172196.1号发明专利申请的分案申请。原申请的申请日为2009年9月21日,优先权日为2008年9月19日。
技术领域
本发明涉及一套含有多种油墨的固态相变或热熔油墨组(ink set),其中该油墨组的至少一种油墨含有一种荧光剂。该油墨组包括多个油墨分组(ink grouping)的组合,所述油墨分组包括在环境光线条件下显示基本相同颜色的第一分组和第二分组,且其中一个油墨分组比该组合的另一个油墨分组含有更多的荧光剂。在暴露于激活能量下时所述荧光剂发荧光,使得两个油墨分组的外观之间存在可见的变化。特定颜料着色剂和荧光剂的组合能够使所述含有荧光剂的油墨方便地成为深色油墨,如黑色油墨。
本文所述的多种实施方案具有多种优点。例如,含有荧光剂的油墨可用于使印制的文件中包含安全特征,包括确认所述文件真实性的特征以及/或者在文件中包括数字化存储的、可机读或加密的信息。另一优点体现为可在多种表格和文件上印刷定制的安全性内容,此过程称为可变数据印刷,其可通过安全特征的数字印刷实现。此优点使伪造变得非常困难,因为每个印刷的文件都必须尝试被单独复印。所述安全信息可隐藏于文件中直至暴露于导致所述荧光剂发光或发荧光的激活能量或诸如紫外光的照射下。然后可浏览所述安全信息以确认真实性,或可机读以解码数字化存储的加密信息。所述安全信息不能通过已有的复印机复印。其他优点包括,可使一个组合中的两个油墨分组在环境光线条件下显示基本相同的颜色,这样隐藏信息的存在直到暴露于激发荧光的激活能量下才能被检测出来,从而使所述组合的两个油墨分组中的至少一个改变颜色以使所述隐藏信息可见/可读。其他优点从本文的描述中显而易见。
背景技术
美国专利No.5,006,170和5,122,187公开了适于喷墨印刷的包含着色剂、油墨和推进剂的热熔油墨组合物,这两篇文献的公开内容全文各自以引用的方式纳入本文。
美国专利申请No.11/837,585描述了包括发光物质的发光标记物质,其包括量子点和将所述发光物质转运至目标的载体,此文献全文以引用的方式纳入本文中。还描述了一种在基质上嵌入信息的方法,其包括分配信息给包括量子点的发光物质,通过将发光物质与标记物质结合来形成发光标记物质,以及用该发光标记物质在基质上形成图像。还描述了一种能在基质上嵌入和重新获得信息的系统,其包括含有这种用于在基质上形成图像的发光标记物质的图像形成设备,含有辐射发出单元的文件读取设备,其中所述辐射发出单元发出导致所述发光标记物质发光的辐射,以及在所述发光标记物质发光时检测基质上数据的读取器。
美国专利申请No.12/029,065描述了一个包括平均表面粗糙度至少约0.5微米的纸基质的文件,其中所述纸基质含有印刷在其上的编码信息,并且其中所述编码信息是用一种由只吸收波长在350nm以下光的光吸收物质和一种任选的溶剂中清澈油墨组成的油墨印刷的,此文献全文以引用的方式纳入本文中。所述编码信息通过人的肉眼在不同光彩或者在波长365nm或以上的光线暴露下基本无法检测不到,只有将所述文件暴露在波长350nm以下能够被所述光吸收物质吸收的光线下才能显示。
美国专利申请公布文本No.2008/0110995描述了一种将机器可读信息嵌于基质上的方法,包括将所述信息转化为机器可读代码格式并用至少一种荧光标记物质将该机器可读代码格式写在基质上,此文献全文以引用的方式纳入本文中。还公开了一个用于在基质上嵌入和重新获得机器可读信息的系统,包括一个包含至少一种荧光标记物质的图像形成设备,其中所述图像形成设备接收代表所述机器可读信息的数据并用至少一种荧光标记物质在图像接收基质上形成对应于机器可读信息格式的数据的图像,和一个包括辐射发出单元的文件读取设备,所述辐射发出单元发出实现所述的至少一种荧光标记物质的荧光的辐射,以及一个在至少一种荧光标记材料发荧光时检测图像接收基质上图像中数据的读取器。
美国专利申请公布文本No.2008/0087190描述了一种含有荧光着色剂的相变油墨,所述荧光着色剂在暴露于激活能量下时发出荧光,使得暴露于激活能量前不可见的图像变得可见,此文献全文以引用的方式纳入本文中。还公开了一种喷墨系统和一种用所公开的相变油墨鉴定彩色文件的方法。
美国专利申请公布文本No.2007/0262579描述了一种嵌入图像的水印,其具有在普通光下相对难以辨认而在紫外光下可辨的性质,此文献全文以引用的方式纳入本文中。所述荧光标记包含一种含有荧光增白剂的基质和在基质上印刷为图像的第一着色剂混合物图样。着色剂混合物图样层具有强烈抑制基质荧光的特性,以及在正常光照下与所述基质或与空间上紧邻第一着色剂混合物图样的第二着色剂混合物图样对比度低的性质。第二着色剂混合物图样具有可提供与第一着色剂混合物图样不同水平的基质荧光抑制的性质,从而使得具有形成的图像的基质在合适地暴露于紫外光源下时可产生作为明显荧光标记的可辨图像。
诸如在美国专利申请公布文本No.2007/0262579中所述的荧光标记具有优异的安全特性。由于蓝绿、黄、紫红和黑四种颜色通常用于确定颜色空间,因此在颜色空间中存在许多种颜色组合可用于提供完全相同的颜色。荧光标记可借此通过应用两种不同的具有非常不同的紫外表现的颜色组合来提供完全相同的颜色。这可通过控制纸面的覆盖度和形成曝光最大量纸的组合的高度荧光信号来实现。此组合在可见光下向阅读者提供均匀颜色,但在黑光下,纸上的荧光提供可见图形或文本图像。所述安全图像能够通过使用标准页描述语言的“图样油墨”构建来包含可变数据。
然而,荧光标记依靠基质上的荧光达到所述效果,并因此可能在应用中受到限制。例如,荧光标记会被颜料的固有光谱特性所限制,通常只能用于浅色。荧光标记还需要记录介质基质中存在荧光添加剂,且想要非基质依赖性油墨。
发明内容
理想的是一种安全性加强的固态相变油墨包,其能够作为标准固态相变油墨起作用但其包含增强的荧光属性并可用于包括深色如黑色的几乎所有颜色。
本文公开的是一种由多种固态相变油墨构成的油墨组。所述油墨组的至少一种但非全部油墨由颜料着色剂、油墨载体和荧光剂组成,剩余的其他油墨由颜料着色剂和油墨载体组成,但不含荧光剂。所述油墨组的至少一个第一油墨分组和一个第二油墨分组构成一个组合,其形成图像时在环境光线条件下显示基本相同的颜色。所述第一油墨分组和第二油墨分组含有不同量的荧光剂,其中当暴露于激活能量下时,所述荧光剂发出荧光,导致图像中由第一油墨分组形成的图样的颜色相对第二油墨分组而言存在可见的变化。
还公开了一种固态相变油墨,其包含一种载体、一种黑颜料和一种镧系荧光剂。
还公开了一种形成图像的方法,其包括,使用本文所述油墨组,将所述组合的第一油墨分组喷墨到记录介质上形成第一图样,将所述组合的第二油墨分组喷墨到记录介质上形成第二图样,以及固化第一图样的第一油墨分组和第二图样的第二油墨分组。
具体实施方式
本文描述了含有荧光剂的油墨(尤其是固态相变油墨),所述油墨在暴露于所述荧光剂敏感的激活能量下时形成与所述油墨形成的图像在环境光线条件下的颜色不同的闪亮图像。所述油墨形成的图像在环境光线条件下可与类似的但不含荧光剂的油墨形成的图像表现基本相同的颜色和光泽。含有所述荧光剂的油墨可因此用于形成能够在由所述油墨组得到的图像中形成安全特征的油墨组。
理想地,所述油墨组包含多种油墨,如至少两种油墨,例如两到十种油墨,两到五种油墨或两到四种油墨,其中基本相同的颜色可通过所述油墨组的至少两个不同的油墨分组获得。组合是指,例如,单个的油墨分组,每个分组由所述油墨组的一或多种油墨组成。在全色系统中,通常有至少四种不同颜色的油墨用于油墨组,分别为蓝绿(C)、黄(Y)、紫红(M)和黑(K)。所述油墨组的多种不同油墨组合可用于获得同样的颜色。在彩色印刷中,这通常被称为条件等色,其中不同的蓝绿、紫红、黄和黑色油墨用于印刷彩色图像,且各种不同的CMYK组合通常形成对人类观察者而言相同的颜色。例如,合适比例如各自33.33%的蓝绿、黄和紫红油墨的第一油墨分组,可形成与黑色油墨(其可包括第二油墨分组)相同的黑色。那么此实例中获得相同颜色的油墨组合就包含蓝绿、黄和紫红色油墨的第一分组和黑色油墨的第二分组。当然,如果所述油墨组包括两种相同颜色的油墨,例如一种含有荧光剂的黑色油墨和一种不含荧光剂的黑色油墨,那么这两种油墨各自都能用于获得相同的颜色。因此,对于一个非全色系统,通常包括两种油墨,其各自具有相同的颜色,且所述油墨组合包含第一黑色油墨的第一分组和第二黑色油墨的第二分组。
在本文的油墨组中,至少一种油墨但非所述油墨组的全部油墨均由油墨载体、颜料和荧光剂组成,并且任选地所述油墨组中一种以上的油墨也由油墨载体、颜料和荧光剂组成,所述油墨组中剩余的其他油墨由油墨载体、颜料组成但不含荧光剂。所述油墨组中至少一个第一油墨分组和一个第二油墨分组构成一个组合,该组合在形成图像时在环境光线条件下表现基本相同的颜色,但第一油墨分组和第二油墨分组含有不同量的第一油墨从而含有不同量的荧光剂。获得给定或预定的基本相同颜色的组合必须含有不同量的荧光剂以便在暴露于激活能量下时可被测量或检测到不同。这可通过本文所述的几种制剂实现,例如通过(1)一种获得基本相同颜色的油墨组合,其中第一分组包含荧光剂而第二分组不包含荧光剂,或(2)一种获得基本相同颜色的油墨组合,其中两个分组都含有荧光剂但第一分组包括与第二分组中荧光剂量不同量的荧光剂。
在第一实施方案中,获得基本相同颜色的油墨组合是其中第一分组包括荧光剂而第二分组不包括荧光剂的组合。这可通过任何合适的方法实现。例如,当第一油墨包括荧光剂而其他所有油墨不包括荧光剂时,基本相同颜色的油墨组合可使得该组合的第一分组包含一定量的第一油墨以便该第一分组含有一定量的荧光剂,而第二分组只包含一种或多种其他不含荧光剂的油墨从而使该分组不含荧光剂。
此实施方案的一个实例包含一种CMYK的全色油墨组,其中黑色油墨是唯一包含荧光剂的油墨。亦可选择任何其他颜色的油墨包含荧光剂;此实例是以黑色油墨为例进行说明。第一分组包含黑色油墨。第二分组包含一种获得基本相同的黑色的C、M和Y油墨的组合。第二分组不含荧光剂。
因此所述油墨组可包含这样的油墨,即其中一种颜色的油墨含有所述荧光物质,而不存在与之相同颜色的不含荧光剂的油墨。这样可减少油墨的种类,因而是有利的。例如,油墨组可含有一套蓝绿、紫红和黄色的普通油墨,加上含有荧光物质的第四黑色油墨。作为安全信息的隐藏信息或编码在此具体实例中可通过用蓝绿、紫红和黄色的混合物形成黑色图像以提供第一黑色区域。所述隐藏信息可用第四油墨——含荧光物质的黑色油墨——印刷。在常规观察条件下,所述印迹全部显示为黑色区域。在紫外光下,所述隐藏信息变得可见,因为其在暴露于激活光线时发出荧光。或者,背景可用荧光黑色油墨印刷,所述信息可用提供不可辨别的黑色的蓝绿、紫红和黄色的组合印刷。
所述油墨组也可包含这样的油墨,其当形成图像时在普通光线条件下观察时不同的油墨分组形成基本相同的颜色。在这种情况下,蓝绿、紫红或黄色油墨之一含有一种荧光材料。如所解释的,存在一种以上的在基质上形成相同颜色的方式。例如,可通过叠加蓝绿、紫红和黄色,通过只印刷黑色油墨或通过将较小比例的蓝绿、紫红和黄色与黑色油墨混合而形成黑色。如果例如紫红色油墨含有一种荧光剂,那么当暴露于紫外光下时具有最高量的紫红色的黑色印迹就发出最强的荧光。通过使用第二种方式(只用黑色油墨)形成的黑色将完全不显示荧光,最后通过第三种方式形成的印迹会具有在前两者之间的荧光水平。此方法的优点是,即使是在具有低量荧光增白剂的暗基质上形成印迹时其会显示荧光。在这种暗基质上,荧光标记不起作用。
该第一实施方案的另一实例包括一种包含一种以上同色油墨的油墨组,所述同色油墨之一含有荧光剂而另一同色油墨不含荧光剂。例如,如果所述油墨组包括两种黑色油墨,一种含荧光剂而另一种不含,那么第一分组将包括含荧光剂的黑色油墨而第二分组将包括不含荧光剂的黑色油墨。
在第二实施方案中,获得基本相同颜色的油墨组合中一个分组包括的荧光剂的量与另一个分组中荧光剂的量不同。其差异应当是可通过荧光进行测量检测的,从而使所述差异可用于形成图像中的安全特征。可测量检测是指荧光的差异可通过任何合适的例如本领域已知的机器读取或感应设备或通过人的观察能够检测到不同。
在环境光线条件下图像中显示基本相同颜色的组合的两个油墨分组构成的油墨组可用于形成隐藏图像或信息,如字、图像或数字数据,其在环境光线条件下及在缺少激活能量时是人类肉眼不可见的。所述隐藏信息可通过将所述图像暴露于激活能量而显示出来,从而导致所述图像含有不同量荧光剂的部分以可检测的不同方式发出荧光。由于所述油墨和油墨组而得以实现的优点包括加强的安全性修饰,其任选允许数字信息或数据被嵌入所述安全特征中。
当所述油墨分组所含荧光剂的量与基本同色的另一油墨分组不同、但理想地两分组具有基本相同的光泽时,两个油墨分组都可用于通过静电在记录介质如纸上形成图像而在正常光照下不会产生人可见的颜色变化。基本相同颜色的每一个油墨分组可被印刷为不同的图样,但在总图像中整合在一起。具有较大量含荧光剂油墨的油墨分组可用于形成一个包括隐藏信息的图样。这样,可制成含可变放射荧光特征的图像,其中在正常环境光线条件下,构成所述组合的两个油墨分组显示基本相同的颜色;但当暴露于所述荧光剂的激活能量下时,所述隐藏信息可变得可见,例如通过所述荧光剂使所述图样以不同的颜色或更强烈地发光。因此可暴露所述隐藏信息以确认所述图像和/或文件的真实性,或揭示以机器可读的数字存储数据嵌入图样的信息。
在实施方案中,所述油墨组是一个由多种固态相变油墨构成的固态相变油墨组,所述固态相变油墨至少包括两个油墨分组,它们构成的组合在环境光线条件下观察的图像中显示基本相同的颜色以及理想地基本相同的光泽。
不同颜色的油墨在形成的图像中显示相互不同的颜色,即吸收特性。例如,如果第一油墨显示黄色,那么第二不同颜色的油墨就显示(对人类观察者而言)可见不同色度的黄色或者完全不同的颜色如蓝绿或紫红。本文中基本相同的颜色是指,例如,两个油墨分组各自都形成图像,所述图像在正常环境光线条件下在电磁波谱的可见光波长范围内具有总体吸收特性,并且颜色的差异对人类肉眼是基本不可辨的。就此点而言,基本相同的颜色可根据CIELAB色彩空间认定,其中CIELAB的三坐标代表颜色的亮度(L*=0产生黑色而L*=100代表弥散白色),其在红/紫红色和绿色之间的位置(a*,负值代表绿色而正值代表紫红色)且其在黄色和蓝色之间的位置(b*,负值代表蓝色而正值代表黄色)。基本相同的颜色可为所述色彩空间中的两个点,其中每个点的L*、a*和b*的值各自足够接近,例如其差异小于预定的△E数,其中1△E以下的理想位置值被认为对人类是等同的。然而,在现实世界的应用中,通常达不到这一理想值,5△E以下的差异通常就足够了,在有些情况下如果观察者的视觉注意力足够不集中则甚至更高的△E也是可接受的。本文中提到的油墨显示基本相同的颜色是指用所述油墨形成的图像中所述油墨显示的颜色。
标准C、Y和M色油墨在它们各自的频段内吸收强烈而在频段范围之外吸收很低。但黑色油墨在包括所述光谱的可见、紫外和红外部分具有相当恒定的吸收。
所述油墨组的至少一种颜色可通过所述油墨组中显示基本相同颜色的两个不同的油墨分组获得。所述基本相同的颜色可被预先确定。而在两个油墨分组所表现的颜色为黑色的一些实施方案中,具有基本相同颜色的两个油墨分组可以是任何颜色,包括蓝绿、黄、紫红等。可选择一种以上的颜色作为基本相同的颜色,并可通过所述油墨组的油墨分组的不同组合来实现。在实施方案中,两个油墨分组所表现的颜色包括深色油墨如黑色、深蓝、深灰等。
可使所述油墨组中的每种相变油墨——其中包括两种显示基本相同颜色的油墨——在印刷时也显示基本相同的光泽。这样,可避免例如当用常规透明覆膜或油墨覆盖形成的图像时所造成的光泽的差异。光泽是对图像光亮度的一种测量,其应在图像已在印刷纸上形成后进行测量。光泽可使用Gardiner光泽计量装置进行测量。在本文的实施方案中,油墨组中所用的每种油墨,包括所述两种油墨,具有基本相当的光泽。就此点而言,每种油墨应显示相互差别在约5Gardiner光泽单位(ggu)之内的图像光泽,例如相互差别在0到约5ggu或从约0.5到约3ggu或从约0.5到约2ggu的光泽值。这样,形成的具有发荧光性能的图像显示基本无差别的光泽,因此所述图像的外观是均匀的。
在实施方案中,含有荧光剂的第一油墨的油墨载体与所述油墨组中不含荧光剂的其他油墨的油墨载体是相同的。在其中两种油墨具有相同颜色的实施方案中,第一油墨颜料想要与第二油墨颜料相同。
所述两个油墨分组的第一油墨分组可含有荧光剂而第二油墨分组基本不含荧光剂,在该情况下,当暴露于激活能量下时第一油墨分组的颜色将发生变化,或者,第一油墨分组可包含与第二油墨分组中荧光剂不同含量或类型的荧光剂,从而在暴露于所述荧光剂的激活能量下时,第一油墨分组和第二油墨分组显示可见的相互不同的颜色或发射。
对于所述油墨组中的所有油墨,本文所用的相变油墨的实例为包含在约23℃到约27℃的温度例如室温下为固态、特别是在约40℃以下的温度下为固态的油墨载体的油墨。然而,所述油墨在加热时发生相变,并在喷射温度下为熔融状态。因此,所述油墨在适合于喷墨印刷的升高的温度——例如从约60℃到约180℃的温度——下具有约1到约20厘泊(cp)的粘度,例如从约5到约15cp或从约8到约12cp的粘度。
就此点而言,适于本文使用的所有油墨可为低能量油墨或高能量油墨。低能量油墨在低于约40℃的温度下为固态并在约80℃到约150℃——例如从约90℃到约130℃或从约110℃到约120℃——的喷射温度下具有约5到约15厘泊的粘度。高能量油墨在低于40℃的温度下为固态并在约100℃到约180℃——例如从约120℃到约160℃或从约125℃到约150℃——的喷射温度下具有约5到约15厘泊的粘度。
相变油墨的油墨载体可具有从约60℃到约150℃——例如从约80℃到约120℃或从约85℃到约110℃——的熔点,这可通过例如在显微镜热台上观察和测量而确定,其中油墨物质在载玻片上加热并通过显微镜观察。也可接受更高的熔点,但在高于150℃的温度下印刷头的寿命会缩短。
此外,在所述油墨的操作(喷射)温度下所述载体的表面张力应为每厘米约20到约65达因,例如每厘米约40到约65达因,以提高重装率、纸张润湿性和颜色混合。
任何合适的油墨载体都可用于本文所述的任何相变油墨。合适的载体可包括石蜡、微晶蜡、聚乙烯蜡、酯蜡、脂肪酸和其他蜡状物质、含脂肪酰胺的物质、磺酰胺物质、不同天然来源的树脂状物质(如浮油松香和松香酯)和许多合成树脂、寡聚物、多聚物和共聚物,如下面进一步讨论的。所述油墨载体也可是可辐射固化的,如在美国专利申请公布文本No.2008/0090928中所述的任何油墨载体,其全文以引用的方式纳入本文中。所述油墨载体也可是任何调色聚合物,例如聚酯或聚丙烯酸酯等。
如本文所用的,术语蜡包括,例如,天然、改性的天然、合成的蜡和复合蜡。
天然蜡可以是植物、动物或矿物来源的。改性的蜡是已经过化学处理来改变其性质和特性的天然蜡。合成蜡是通过化学品的反应或聚合作用制造的。复合蜡是多种蜡的混合物或者蜡与加入其中的树脂或其他化合物的混合物。
合适蜡的实例包括可从Allied Chemical和PETROLITE Corporation商业购得的聚丙烯和聚乙烯,可从Michaelman Inc.和Daniels ProductsCompany商业购得的蜡乳状液,可从Eastman Chemical Products,Inc.商业购得的EPOLENE N-15,可从Sanyo Kasei K.K.商业购得的一种低重均分子量的聚丙烯VISCOL 550-P,以及类似物质。所选的商业可购得的聚乙烯通常具有约1000到约1500的分子量,而用于本文油墨组合物的商业可购得的聚丙烯被认为具有约4000到约5000的分子量。合适的官能化的蜡包括,例如,胺、酰胺、酰亚胺、酯、季胺、羧酸或丙烯酸多聚物乳状液,例如均可从SC Johnson Wax商业获得的JONCRYL蜡如74、89、130、537和538,可从Allied Chemical、PETROLITE Corporation和SC Johnsonwax商业获得的氯化聚丙烯和聚乙烯。
一些实施方案中的蜡是一种蒸馏聚乙烯蜡,如在美国专利No.7,381,254(该专利全文以引用的方式纳入本文中)中所述的,例如一种具有约350到约730的数均分子量(average peak molecular weight)和约1.0001到约1.500的多分散指数的聚乙烯蜡。
合适的相变蜡包括羟基封端的聚乙烯蜡例如具有CH3-(CH2)n-CH2OH结构的碳链的混合物,其中n是混合链长,平均链长在约16到约50之间,以及具有相近平均链长的低分子量线性聚乙烯。这种蜡的合适实例包括例如数均分子量分别大约等于375、460、550和700g/mol的350、425、550和700。所有这些蜡都可从BakerPETROLITE(Sand Springs,OK)商业获得。
其他合适的相变蜡包括醇蜡,例如氢化蓖麻油、1-十八碳醇、1,10-癸二醇和1,12-十二烷二醇。可用作本文相变蜡的单官能醇的其他实例包括1-十四烷醇、1-十五烷醇、1-十六烷醇、1-十七烷醇、1-十九烷醇、1-二十烷醇、1-二十三烷醇、1-二十四烷醇、1-二十五烷醇、1-二十六烷醇、1-二十七烷醇、1-二十八烷醇、1-二十九烷醇、1-三十烷醇(tricontanol)、1-三十二烷醇、1-三十三烷醇、1-三十四烷醇。Guerbet醇如2-十四烷基-1-十八烷醇、2-十六烷基-1-二十烷醇、2-十八烷基-1-二十二烷醇、2-十九烷基-1-二十三烷醇、2-二十烷基二十四烷醇以及它们的其混合物也是适用的。合适的二醇包括1,8-辛二醇、1,9-壬二醇、1,13-十三烷二醇、1,14-十四烷二醇、1,15-十五烷二醇、1,16-十六烷二醇、1,17-十七烷二醇、1,18-十八烷二醇、1,19-十九烷二醇、1,20-二十烷二醇、1,22-二十二烷二醇、1,25-二十五烷二醇以及它们的混合物。
在一些实施方案中,所述固态(或相变)油墨包括尿烷蜡、醇蜡、烯烃蜡或它们的组合。
其他合适的相变蜡包括羧酸蜡,如数均分子量分别约等于390、475、565和720g/mol的350、425、550、700。所有这些蜡都可从BakerPETROLITE(Sand Springs,OK)商业获得。
蜡结晶的能力可促进其总硬度,这赋予油墨强度。结晶程度可通过调节蜡的分枝程度(即不规则性)来控制。高度线性的蜡链,如聚乙烯链,通常产生高结晶和硬质的材料。
在一些实施方案中,所述蜡用一个或多个可固化部分进行官能化,所述可固化部分包括例如乙烯醚;环氧化物,如脂环族环氧化物、脂族环氧化物,和缩水甘油基环氧化物;氧杂环丁烷;(甲基)丙烯酸酯,即丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯;等。
合适油墨载体的其他实例包括,例如乙烯/丙烯共聚物,如可从PETROLITE商业获得的具有以下通式的那些
其中y代表从0到约30的一个整数,例如从0到约20或从0到约10,且x约等于21-y。所述共聚物可具有,例如,从约70℃到约150℃如从80℃到约130℃或从约90℃到约120℃的熔点,且分子量范围为约500到约4000。这种共聚物的商业实例包括,例如PETROLITE CP-7(Mn=650)、PETROLITE CP-11(Mn=1100)、PETROLITE CP-12(Mn=1200)等。
经氧化的合成蜡或石油蜡的尿烷衍生物,如可从PETROLITE商业获得的具有以下通式的那些
其中R是式CH3(CH2)n的烷基,n是从约5到约400的一个整数,例如从约10到约300或从约20到约200,且R’是一个甲苯基,也可用作油墨载体。这些物质可具有从约60℃到约120℃例如从70℃到约100℃或从约70℃到约90℃的熔点。这种物质的商业实例包括,例如,PETROLITE CA-11(Mn=790,Mw/Mn=2.2)、PETROLITE WB-5(Mn=650,Mw/Mn 1.7)、PETROLITE WB-17(Mn=730,Mw/Mn=1.8)等。
另一类型的油墨载体可为正链烷烃、支链链烷烃和/或环烷烃,通常具有从约5到约100个如从约20到约180个或从约30到约60个碳原子,一般通过分子量(Mn)为从约100到约5000——如从约250到约1000或从500到约800——的天然烃(如BE SQUARE 185和BE SQUARE 195)的精制制备,例如可从PETROLITE商业获得的。
也可使用通常通过烯烃聚合作用制备的高度支化的烃,如可从PETROLITE商业获得的VYBAR材料,包括VYBAR 253(Mn=520)、VYBAR 5013(Mn=420)等。此外,油墨载体也可为乙氧基化醇,如可从PETROLITE商业获得的具有以下通式的乙氧基化醇
其中x是从约1到约50——如从约5到约40或从约11到约24——的一个整数,且y是从约1到约70——如从约1到约50或从约1到约40——的一个整数。所述材料可具有从约60℃到约150℃——例如从约70℃到约120℃或从约80℃到约110℃——的熔点,且分子量(Mn)范围为约100到约5000如从约500到约3000或从约500到约2500。商业实例包括UNITHOX 420(Mn=560)、UNITHOX 450(Mn=900)、UNITHOX 480(Mn=2250)、UNITHOX 520(Mn=700)、UNITHOX 550(Mn=1100)、UNITHOX720(Mn=875)、UNITHOX 750(Mn=1400)等。
所述油墨载体的一个其他实例可由脂肪酰胺如单酰胺、三酰胺、四酰胺、它们的混合物等制成,如美国专利No.6,858,070、美国专利No.6,174,937和美国专利No.6,860,930所述,这些文献以引用的方式纳入本文中。合适的单酰胺可具有至少约50℃的熔点,如从约50℃到约150℃,尽管所述熔点可低于此温度。合适单酰胺的具体实例包括,例如,伯单酰胺和仲单酰胺。一些合适的伯酰胺的实例有硬脂酰胺,如可从Witco Chemical Company获得的KEMAMIDE S和可从Croda获得的CRODAMIDE S;山嵛酸酰胺/花生酸酰胺,如可从Witco获得的KEMAMIDE B和可从Croda获得的CRODAMIDE BR;油酰胺,如可从Witco获得的KEMAMIDE U和可从Croda获得的CRODAMIDE OR;工业级油酰胺,如可从Witco获得的KEMAMIDE O、可从Croda获得的CRODAMIDE O和可从Uniqema获得的UNISLIP 1753;以及芥酸酰胺,如可从Witco获得的KEMAMIDE E和可从Croda获得的CRODAMIDE ER。一些合适的仲酰胺的实例有山嵛酰胺,如可从Witco获得的KEMAMIDE EX666;硬脂酰基硬脂酰胺,如可从Witco获得的KEMAMIDE S-180和KEMAMIDE EX-672;硬脂酰基芥酸酰胺,如可从Witco获得的KEMAMIDE E-180和可从Croda获得的CRODAMIDE 212;芥酸酰胺,如可从Witco获得的KEMAMIDE S-221;油基棕榈酸酰胺,如可从Witco获得的KEMAMIDE P-181和可从Croda获得的CRODAMIDE 203;以及瓢儿菜基硬脂酰胺,如可从Witco获得的KEMAMIDE S-221。其他合适的酰胺物质包括KEMAMIDE W40(N,N’-乙撑双硬脂酰胺)、KEMAMIDE P181(油基棕榈酸酰胺)、KEMAMIDE W45(N,N’-乙撑双硬脂酰胺)和KEMAMIDEW20(N,N’-乙撑双硬脂酰胺)。
诸如可从PETROLITE获得的具有以下通式的高分子量的直链醇也可用作油墨载体
其中x是一个从约1到约50——如从约5到约35的或从约11到约23的一个整数。这些物质可具有从约50℃到约150℃——例如从70℃到约120℃或从约75℃到约110℃——的熔点,和从约100到约5000——如从约200到约2500或从约300到约1500——的分子量(Mn)范围。商业实例包括UNILIN材料如UNILIN 425(Mn=460)、UNILIN 550(Mn=550)、UNILIN 700(Mn=700)等。
另一个实例包括烃基蜡,如可从PETROLITE获得的聚乙烯均聚物,其通式为
其中x是一个从约1到约200——如从约5到约150或从约12到约105——的整数。这些物质可具有从约60℃到约150℃——例如从70℃到约140℃或从约80℃到约130℃——的熔点,和从约100到约5000——如从约200到约4000或从约400到约3000——的分子量(Mn)。蜡的实例包括蜡系如POLYWAX 500(Mn=500)、POLYWAX 655(Mn=655)、POLYWAX 850(Mn=850)、POLYWAX 1000(Mn=1000)等。
另一实例包括通过接枝共聚制备的改性的聚烯烃的马来酸酐烃加合物,例如可从PETROLITE获得的通式为
的那些,其中R是具有从约1到约50个——如从约5到约35个或从约6到约28个——碳原子的烷基,R’是一个乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基或具有约5到约500个——例如从约10到约300或从约20到约200个——碳原子的烷基,x是一个从约9到约13的整数且y是一个从约1到约50——例如从5到约25或从约9到约13——的整数,并具有从约50℃到约150℃——例如从约60℃到约120℃或从70℃到约100℃——的熔点;以及可从PETROLITE获得的通式为
的那些,其中R是具有从约1到约50个——例如从约5到约35个或从约6到约28个——碳原子的烷基,x是一个从约1到约50——例如从约5到约25或从约9到约13——的整数,y是1或2且z是一个从约1到约50——例如从约5到约25或从约9到约13——的整数;以及可从PETROLITE获得的通式为
的那些,其中R1和R3是烃基且R2要么是下面通式之一,
要么是它们的混合物,其中R’是异丙基,这些物质可具有从约70℃到约150℃——例如从80℃到约130℃或从约90℃到约125℃——的熔点,改性的马来酸酐共聚物的实例包括CERAMER 67(Mn=655,Mw/Mn=1.1)、CERAMER 1608(Mn=700,Mw/Mn=1.7)等。
合适的相变油墨的油墨载体的其他实例包括松香酯;聚酰胺;二聚酸酰胺;环氧树脂如可从Riechold Chemical Company获得的EPOTUF 37001;液体石蜡;液体微晶石蜡;Fischer-Tropsch蜡;聚乙烯醇树脂;多元醇;纤维素酯;纤维素醚;聚乙烯吡啶树脂;脂肪酸;脂肪酸酯;聚磺酰胺,包括KETJENFLEX MH和KETJENFLEX MS8O;苯甲酸酯,例如可从VelsicolChemical Company获得的BENZOFLEX S552;邻苯二甲酸酯增塑剂;柠檬酸酯增塑剂;马来酸酯增塑剂;砜,如二苯砜、正癸基砜、正戊基砜、氯苯基甲基砜;聚乙烯吡咯烷酮共聚物;聚乙烯吡咯烷酮/聚乙酸乙烯酯共聚物;酚醛清漆树脂,如可从Occidental Chemical Company获得的DUREZ12 686;以及天然蜡产品,例如蜂蜡、褐煤蜡(monton wax)、小烛树蜡、GILSONITE(American Gilsonite Company)等;带有线性长链酰胺或脂肪酸酰胺的直链伯醇的混合物,例如具有从约6到约24个碳原子的那些,包括PARICIN 9(丙二醇单羟基硬脂酸酯)、PARICIN 13(甘油单羟基硬脂酸酯)、PARICIN 15(乙二醇单羟基硬脂酸酯)、PARIC1N 220(N(2-羟乙基)-12-羟基硬脂酰胺)、PARIC1N 285(N,N’-亚乙基-双-12-羟基硬脂酰胺)、FLEXRICIN 185(N,N’-亚乙基-双-蓖麻油酰胺)等。此外,含有约4到约16个碳原子的直链长链砜,如正丙基砜、正戊基砜、正己基砜、正庚基砜、正辛基砜、正壬基砜、正癸基砜、正十一烷基砜、正十二烷基砜、正十三烷基砜、正十四烷基砜、正十五烷基砜、正十六烷基砜等是合适的油墨载体物质。
另外,也可应用美国专利No.6,906,118中所述的油墨载体,此文献以引用的方式纳入本文中。液晶物质,如在例如美国专利No.5,122,187(此专利公开内容全文以引用的方式纳入本文中)中所公开的,也可作为合适的油墨载体。
聚氨酯树脂,包括按照美国专利5,782,966和美国专利6,309,453中制备的那些,也是合适的油墨载体;所述专利各自的公开内容全文都以引用的方式纳入本文中。
所述油墨载体可包含一种或多种上述合适的物质。
所述油墨载体可含有从约5重量%到约95重量%——例如从约10重量%到约85重量%或从约20重量%到约70重量%——的油墨。
所述油墨组的相变油墨也含有至少一种着色剂,优选为一种非荧光着色剂。本文所用的“着色剂”包括颜料、染料、染料混合物、颜料混合物、染料与颜料的混合物等。油墨组中包括荧光剂的油墨的着色剂必须是颜料。这是因为当颜料用于提供颜色时,荧光剂分散在油墨载体中,在所述颜料颗粒之间总有充分的空间以允许光线到达所述荧光剂。但是当使用一种染料作为着色剂时并不总是这样,所述染料会和荧光剂一样分散在油墨载体中,并因此可能不允许充足的光线到达所述荧光剂,尤其对于深色油墨如黑油墨而言。因此可能不能合适地实现荧光。
而油墨组中不含荧光剂的油墨的着色剂可应用非颜料着色剂,优选地所述油墨组的所有油墨都包含一种颜料着色剂,从而不管油墨印刷到记录介质上的顺序如何,光线都能够到达荧光剂从而实现理想的荧光。
所述着色剂可以任何需要的量存在于油墨中,通常为油墨载体的约0.5重量%到约75重量%,例如油墨载体的约1重量%到约50重量%。
可选择任何颜料,只要其能够分散或溶解在油墨载体中并与其他油墨组分相容。合适的颜料的实例包括,例如,Violet PALIOGEN Violet 5100(BASF);PALIOGEN Violet 5890(BASF);HELIOGEN Green L8730(BASF);LITHOL Scarlet D3700(BASF);Blue 15:4(Sun Chemical249-0592);Hostaperm Blue B2G-D(Clariant);Permanent Red P-F7RK;Hostaperm Violet BL(Clariant);LITHOL Scarlet 4440(BASF);BonRed C(Dominion Color Company);ORACET Pink RF(Ciba);PALIOGENRed 3871 K(BASF);Blue 15:3(Sun Chemical 249-1284);PALIOGEN Red 3340(BASF);Carbazole Violet 23(SunChemical 246-1670);LITHOL Fast Scarlet L4300(BASF);SunbriteYellow 17(Sun Chemical 275-0023);HELIOGEN Blue L6900,L7020(BASF);Sunbrite Yellow 74(Sun Chemical 272-0558);SPECTRAC Orange 16(Sun Chemical 276-3016);HELIOGEN Blue K6902,K6910(BASF);Magenta 122(Sun Chemical 228-0013);HELIOGEN BlueD6840,D7080(BASF);Sudan Blue OS(BASF);NEOPEN Blue FF4012(BASF);PV Fast Blue B2GO1(Clariant);IRGALITE Blue BCA(Ciba);PALIOGEN Blue 6470(BASF);Sudan Orange G(Aldrich),Sudan Orange220(BASF);PALIOGEN Orange 3040(BASF);PALIOGEN Yellow 152,1560(BASF);LITHOL Fast Yellow 0991 K(BASF);PALIOTOL Yellow 1840(BASF);NOVOPERM Yellow FGL(Clariant);Lumogen Yellow D0790(BASF);Suco-Yellow L1250(BASF);Suco-Yellow D1355(BASF);SucoFast Yellow Dl 355,Dl 351(BASF);HOSTAPERM Pink E 02(Clariant);Hansa Brilliant Yellow 5GX03(Clariant);Permanent Yellow GRL 02(Clariant);Permanent Rubine L6B 05(Clariant);FANAL Pink D4830(BASF);CINQUASIA Magenta(DU PONT),PALIOGEN Black L0084(BASF);Pigment Black K801(BASF);以及炭黑如REGAL 330TM(Cabot)、CarbonBlack 5250、Carbon Black 5750(Columbia Chemical)和它们的混合物等。合适的染料的实例包括可从Ushanti Color获得的Usharect Blue 86(Direct Blue 86);可从Classic Dyestuffs获得的Intralite Turquoise8GL(Direct Blue 86)、可从Chemiequip获得的Chemictive BrilliantRed 7BH(Reactive Red 4)、可从Bayer获得的Levafix Black EB、可从Atlas Dye-Chem获得的Reactron Red H8B(Reactive Red 31)、可从Warner-Jenkinson获得的D&C Red#28(Acid Red 92)、可从GlobalColors获得的Direct Brilliant Pink B、可从Metrochem Industries获得的Acid Tartrazine、可从Clariant获得的Cartasol Yellow 6GFClariant和Carta Blue 2GL等。
在油墨组的包括荧光剂的油墨中,所述荧光剂是一种在激活能量如紫外线或黑光下发出与其在环境光线下所显示的颜色不同的光或荧光的物质。所述激活能量或辐射可能是,例如具有从100nm到约1100nm——如从约150nm到约900nm或从约200nm到约600nm波长——的辐射源。所述激活能量可因此处于紫外(UV)、可见光或红外范围内,尽管紫外范围内(从约100nm到约400nm)的激活辐射是最常用的。当暴露于所述激活能量时荧光会立即发生或在克服任何激活阶段后发生。显示的荧光可以是可逆的,但应持续一段时间以使颜色改变或图像外观的改变可被检测到,例如约0.5秒到约1小时——如从约1秒到约45分钟或从约5秒到约30分钟——的时间范围。
一个油墨分组中荧光剂的总量可占所述分组的总重的约0.1重量%到约75重量%。当两个分组中都含有一定量的荧光剂时,为了能够检测到不同,这两个分组中荧光剂的量需有至少3个百分比单位的差别,如至少约5或10个百分比单位。因此,如果第一分组包括50%的荧光剂,第二分组可包含47%或更少的荧光剂,或者53%或更多的荧光剂。
合适的荧光剂包括,例如,荧光染料、荧光颜料和无机的经表面官能化的量子点物质。适用于本文的荧光染料的实例包括属于若丹明、荧光素、香豆素、萘酰亚胺、苯并呫吨、吖啶、偶氮、它们的混合物等的染料家族的那些。合适的荧光染料包括,例如,碱性黄40(Basic Yellow 40)、碱性红1(Basic Red 1)、碱性紫11(Basic Violet 11)、碱性紫10(BasicViolet 10)、碱性紫16(Basic Violet 16)、酸性黄73(Acid Yellow 73)、酸性黄184(Acid Yellow 184)、酸性红50(Acid Red 50)、酸性红52(Acid Red 52)、溶剂黄44(Solvent Yellow 44)、溶剂黄131(SolventYellow 131)、溶剂黄85(Solvent Yellow 85)、溶剂黄135(Solvent Yellow135)、溶剂黄43(solvent Yellow 43)、溶剂黄160(Solvent Yellow 160)、荧光增白剂61(Fluorescent Brightener 61)等。合适的荧光颜料包括但不限于,可从Day-Glo Color Corp.获得的那些,如晨曦玫瑰红(aurorapink)T-11和GT-11、氖红(neon red)T-12、火箭红(rocket red)T-13或GT-13、火橘色(fire orange)T-14或GT-14N、火焰橙(blazeorange)T-15或GT-15N、arc yellow T-16、土星黄(saturn yellow)T-17N、艳紫红(corona magenta)GT-21和GT-17N和它们的混合物等。可从RiskReactor获得的其他合适的荧光颜料为例如PFC类,如当暴露于紫外线时从不可见变为红色的PFC-03;PF类,如当暴露于紫外线时从不可见变为紫色的PF-09。荧光物质的其他供应商包括Newton,MA的Beaver Luminescers和Akron,Ohio的Cleveland Pigment&ColorCo.。
量子点物质是荧光无机半导体纳米材料。量子点材料的发光是由于电子和空洞的量子局限效应。量子点的优点是它们可只应用一种物质和相同的合成方法,通过调整而发出任何需要的与它们的大小相关的波长(颜色)。例如在从约2到约10nm的范围内,一个量子点可从可见光谱范围内获得全域色彩。此外,量子点方法与有机染料相比提高了耐疲劳性。量子点的另一优点是它们具有狭窄的发射谱带,这增加了用于设计指定颜色的可选波长的数目。由于它们通常小于约30nm——例如小于约20nm——的尺寸,它们可易于被喷墨。量子点可从多个公司获得,例如从EvidentTechnologies(Troy,NY)。
在一些实施方案中,本文所用的量子点物质是官能化量子点。表面官能化量子点可与相变油墨物质组具有更好的相容性。存在于纳米颗粒量子点表面上的与相变油墨相容的合适的官能团包括长的直链或支链烷基,例如具有从约1个到约150个——如从约2个到约125个或从约3个到约100个——碳原子的长度。其他合适的相容性基团包括聚酯、聚醚、聚酰胺、聚碳酸酯等。
在一些实施方案中,所述荧光剂是一种镧系材料或复合物,如镧系螯合物。镧系螯合物的实例包括通过有机配位体(如乙酰丙酮、苯甲酰丙酮、二苯甲酰甲烷和水杨酸)与镧系离子(如钕、铕、钐、镝、铽离子等)螯合而形成的那些。这种复合物的实例包括乙酰丙酮铕、乙酰丙酮钐、苯甲酰基丙酮钕、水杨酸铽和苯甲酰基丙酮镝。上述螯合物吸收紫外辐射并发出可见的荧光。对于深色油墨,一种优选的荧光剂是DFKY-C7,其是一种来自Risk Reactor的红色发出荧光的染料。
其他合适的荧光染料包括油和溶剂基的染料如可从Risk Reactor获得的DFSB类、DFWB类、DFPD类、DFSB-K类等,例如在环境光线下是红色而在紫外线下发红紫色荧光的DFWB-K41-80、在环境光线下是红紫色而在紫外线下发红紫色荧光的DFSB-K401、在环境光线下呈棕色而在紫外线激发下发橙色荧光的DFSB-K400、在环境光线下和在紫外线暴露下都为橙色的DFSB-K427以及环境光线下和暴露于激活紫外线下时都为黄色的DFSB-K43。
所述荧光剂可以任何合适的量存在于所述油墨中,如从所述油墨重量的约0.1%到约75%,例如从约0.5%到约25%或从约0.5%到约10%。
在一些实施方案中,含有荧光剂的固态相变油墨是一种含有如上述的油墨载体、黑颜料和镧系荧光剂的油墨。所述黑颜料可为一种炭黑。这种油墨可与基本相同颜色的常规标准的或套色版的黑油墨结合使用。
实施方案的油墨还可包括常规添加剂以利用与这些常规添加剂有关的已知功能。这些添加剂可包括,例如,生物杀灭剂、消泡剂、增滑与匀染剂、增粘剂、增塑剂、颜料分散剂、粘度调节剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂等。
相变油墨组合物可通过混合所有组分、将该混合物至少加热至其熔点如从约70℃到约150℃、并搅拌该混合物例如约5秒到约60分钟或更长时间以获得基本均相的均匀熔体而制备。当颜料为所选着色剂时,所述熔化的混合物可在超微磨碎机或球磨机装置中研磨以使颜料分散到所述油墨载体中。
所述油墨组的油墨可通过任何合适的印刷技术施用至记录介质如纸、塑料、纸板、金属等。通常使用喷墨印刷设备。
喷墨设备为本领域所已知。如在美国专利No.6,547,380(此文献公开内容全文以引用的方式纳入本文中)中描述的,喷墨印刷系统通常分为两种:连续流和按需喷墨。在连续流喷墨印刷系统中,油墨在压力下通过至少一个小孔或喷嘴以连续流喷出。所述流被干扰,导致其在自所述小孔固定距离处被打碎为小滴。在打碎点,所述小滴被根据数字数据信号带电并经过调节各小滴轨迹的静电场以将其定位到用于再流通的沟槽中或记录介质上的特定位置。在按需喷墨系统中,将小滴根据数字数据信号从小孔中直接喷到记录介质的位置上。小滴在被置于所述记录介质上时才被形成或喷出。通常有三类按需喷墨系统:压电式设备、声波喷墨设备以及热喷墨或气泡喷墨印刷机。在使用固态相变油墨的喷墨印刷过程中,所述固态油墨被印刷设备中的加热器熔化并以液体的形式应用(即喷射)。接触到印刷基质后,所述熔化的油墨很快地固化。
图像可通过在诸如图像接收元件的基质相对喷墨印刷头旋转四到十八次(增量运动)的过程中喷射彩色油墨而实现,即,所述印刷头相对基质在每次旋转之间只有小的平移。此方法简化了印刷头设计,并且所述小的运动保证了良好的墨滴到位。在喷射操作温度下,液体油墨的墨滴从印刷设备中喷出,并在当所述墨滴接触所述记录基质表面时迅速固化以形成固化墨滴的预定图样。
一个组合的第一油墨分组可在所述组合的另一油墨分组印刷图样或图像之前、过程中或之后用于所述记录介质基质。在其中所述组合包括两种同色油墨的实施方案中,含有荧光剂的油墨可在基本同色的不含荧光剂的油墨印刷后再印刷。这样,当用含有所述荧光剂的油墨制成的图样位于不含所述荧光剂的油墨形成图样的至少一部分之上时,所述荧光的全部所需效果可在暴露于激活辐射时实现而不用担心任何被不含荧光剂的油墨所掩盖。
所述荧光剂的荧光特性在安全性应用中尤其有用。在一些实施方案中,所述荧光剂的存在于环境光线下对于观察者而言是不可见的,但在暴露于所述荧光剂发荧光的辐射下时是可见的。当所印刷图像/文件从所述激活辐射下移开时,所述荧光剂再次恢复到不发荧光的状态。此特性可用于,例如,文件的鉴定,因为伪造文件或影印本不具有当暴露于激活辐射下时发荧光及改变外观的能力。在发荧光状态和不发荧光状态之间的变化可重复无限次,例如约10到约100,000,000次或更多。
同时,此特性可允许将隐藏信息故意嵌在文件中,所述信息只会对知晓将文件暴露于激活能量下的人显示。所述隐藏信息可采用字、文本、图像等形式,所述形式或图样由含所述荧光剂的油墨印刷。此信息可表明和/或确认用本文所述油墨组制成的图像和/或文件的真实性。
在一些实施方案中,由含所述荧光剂的油墨形成的图样可以是所述文件中存储可机读的代码的数字数据或信息。所述可机读的代码格式可以是,例如,一维条形码、二维条形码、图形、小点以及它们的组合等。一维条形码具有例如用于产品上的UPC代码的形式。所述二维条形码可以是任何合适的类型,例如,PDF417(基于叠置的条形码)、3-DI、阵列标签、Aztec代码、码条代码、Code 16K、CP代码、数据矩阵、Datastrip代码、马克西码、Minicode等。所述编码信息也可以数字图形或小点的形式存在。在图形代码中,所述代码格式是一种自同步图形代码,例如在美国专利No.5,128,525和5,168,147中所述的,所述每篇文献的公开内容都以引用的方式全部纳入本文中。此代码包含在文件编码方案中表示0或1位的印刷图形,如/和\。每个符号可表示一位,例如,/=1和\=0。在小点编码中,以小点的存在或不存在来表示0和1。小点是指例如任何形状的任何标记,并包括例如圆形或矩形标记。
为了在本文油墨组所形成的图像中嵌入数字数据或信息,所述印刷机应具有相关的编码设备,其接收待编码的信息并将所述信息编码为合适的可机读的格式。所述编码信息被送到印刷机以便使用含荧光剂的油墨印刷在纸基质上。所述设备还可包括检测器/读出器以检测和读出通过所述荧光剂的激活而显露的隐藏信息。进行该检测时,将所述图像暴露于所述激活能量下以使所述荧光剂发出不同颜色的光,并在仍显示该不同颜色时,用检测器/读出器检测和读出所述信息。所述系统还可包括一个或多个处理器,例如将信息转变为表示该信息的编码信息,即将该信息转变为可机读的代码格式。一种类似的处理器可用于解码读出器检测的编码信息,即将所述编码信息转变为其原始未编码的信息形式,以重新获得所编码的信息。所述解码信息可以人类可理解的形式表示,这可确认图像和/或文件的真实性以及告知所述文件中包含的隐藏信息。此特征的一个应用实例可以是编码支票的实际金额,允许对实际金额可能被改变的支票进行检测。
如上所述,所述油墨组可包括若干颜色,且所述油墨可用于在所述文件上形成其他可见图像。所述可见和隐藏的信息图像可共享所述文件的同一部分,或所述隐藏信息部分可位于所述文件的一个独立部分以易于人或检测器/读出器定位。由于所述隐藏信息与所述油墨组的油墨之一颜色相同,因此肉眼无法检测出所述图像中隐藏信息的存在。
可用任何合适的能被印刷的基质作为记录介质,例如纸、塑料、纸板、金属等。在一些实施方案中,所述记录介质是纸。所述纸可包括荧光增白剂,如在美国专利申请公布文本No.2007/0262579中所述的,从而在所述基质上形成的图像可包括所述荧光剂发出的荧光和由所述荧光增白剂产生的荧光的协同效果。因此,在具有荧光增白剂的纸基质上形成的荧光标记特别有利。
上述实施方案现可通过下列实施例进一步阐释。
实施例1
一种黑色油墨通过在黑色固态油墨组合物中熔化和混合约2%的荧光染料(Risk Reactor的DFKY-CY)来制备。所述黑色固态油墨组合物在类似于目前可用于Xerox Phaser 8860上的固态墨基的固态墨基中含有2.8%的炭黑颜料。
再制备一种相似的黑色油墨;其除了不含所述荧光染料以外,具有与上面油墨相同有效百分比的炭黑。
用含所述荧光染料的油墨和不含所述荧光染料的油墨两种油墨将文本在纸基质上写出来。在环境光线条件下,两次的书写显示无可辨识差异的基本相同的黑色。然而,在暴露于黑光(紫外光)下时,用含荧光剂的油墨写出的文本颜色由黑色变为了红色。
实施例2
此实施例同样使用上面的油墨。先用不含所述荧光染料的油墨印刷出一个黑色大矩形。然后用含所述荧光染料的油墨将文本“securitymessage”印刷在所述黑色矩形上。在环境光线下只能看到一个黑色矩形。在暴露于黑光下时,词语“security message”以红色显示在所述黑色矩形内,于含所述荧光染料的油墨印刷的地方。
比较实施例1
一种黑色油墨通过在一种含有黑色染料的常规黑色固态油墨组合物中混入2%量的荧光染料(Risk Reactor的DFKY-CY)来制备,所述常规黑色固态油墨组合物市售可得并在可从Xerox商业获得的固态油墨Phaser印刷机上使用。
当在基质上印刷并暴露于黑光下时,未观察到颜色变化或荧光。我们认为,这是由于与所述黑色颜料不同,所述黑色染料阻碍了激活能量到达所述荧光剂从而抑制了所述荧光。
应理解,多种上面公开的特征和功能及其他特征和功能或它们的替代方案,可按需要组合成许多其他不同的系统或应用。同时,本领域技术人员之后也可对其进行多种目前不能预见或预料到的替代、改变、变型或改进,所附权利要求书也意欲涵盖这些内容。
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1.一种固态相变油墨,其包含一种载体、一种黑色颜料和一种镧系荧光剂。
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