具有紅外特徵的金屬效果油墨的製作方法

2023-05-12 21:34:26 4

專利名稱：具有紅外特徵的金屬效果油墨的製作方法
技術領域：
本發明涉及能提供特定識別信息的功能性油墨，尤其涉及一種具有紅外特徵的金屬效果油墨，屬於功能性油墨製造和應用技術。
背景技術：
在防偽技術領域，對於安全物品的防偽等級有公認的劃分方式公眾無須藉助儀器，憑藉視覺、觸覺等自身條件即可辨識的安全特徵屬於公眾防偽技術，又稱一線防偽，例如，標記圖案明顯的顏色和輪廓變化、特定標識物(纖維)的添加所顯示的特殊標記物等；藉助簡單的工具、儀器即可進行辨識的安全特徵稱為專業防偽技術，也稱二線防偽，例如螢光標識或紅外特徵檢測效果等；必須藉助高端儀器和技術才能確定或破解的安全特徵則稱專家防偽技術，也稱三線防偽，例如特定材料或成分的元素編碼識別技術。在通常的應用和流 通環節中，一線防偽和二線防偽手段已經比較普遍，隨著防偽手段應用領域和環境的擴展，對於防偽難度的要求也在提升，即使對一線防偽特徵，容易識別但仿冒困難也已成為追求的目標。金屬效果油墨能賦予印刷圖案獨特的金屬色澤和閃爍特性，且可有效地防彩色複印，不僅具備一線防偽特徵，也是對抗仿冒的有利手段之一。基於金屬效果油墨的研究和專利公開也比較多，例如W02004104120公開了一種UV固化型的金屬油墨，其組成包括聚合物連接料、金屬顏料、珠光顏料、溶劑等，該油墨印刷的圖案具有青銅色金屬外觀特徵；GB2231572公開了一種紫外螢光金屬油墨，該油墨除具有金屬油墨的特徵外，還兼具簡單的紫外螢光特徵。在提供獨特金屬閃亮效果的同時，為進一步增強金屬效果油墨的綜合防偽效果，在金屬效果油墨中添加某種可起到防偽功效的成分，在保證油墨的金屬外觀特性的基礎上，同時附加一定的專業防偽特徵，使其兼具公眾防偽和專業防偽特徵，加大偽造的難度，也是防偽領域的研究方向。在眾多的具有專業防偽特徵的油墨中，近紅外吸收油墨可利用檢測儀器方便地進行處理或鑑別，已成為一項重要的安全標識手段。紅外吸收油墨是利用添加於油墨中的紅外吸收材料提供相應的紅外特性，由於多數紅外吸收材料的顏色一般比較深，而且，為保證油墨表現出的紅外吸收強度，紅外材料的加入量通常都比較大，尤其是淺顏色紅外吸收顏料，一般需要佔到油墨重量的20%以上。因此添加該類材料的紅外吸收油墨也大多表現為灰色或深色，限制了紅外吸收油墨的顏色及鮮豔程度。基於這樣的原因，在防偽領域中，利用這類油墨印刷的防偽標識或標記的防偽關注點通常不在其外觀色澤，或者只是利用該類油墨印製標識的某些特定區域。如果用於配製同時提供紅外特徵的具有複合防偽效果的金屬效果油墨，如此高添加量的深色紅外材料則容易幹擾金屬效果油墨自身防偽特徵的顯示，使油墨的閃爍程度顯著降低，利用該油墨印製的信息或圖案雖然增加了二線防偽特徵，卻消弱了這類油墨特有的公眾防偽屬性。所以，已經被研究和使用的配合有紅外吸收材料的複合防偽油墨，主要是紅外/螢光油墨、紅外/磁性油墨等，而將金屬效果油墨的閃亮及閃爍特性(一線防偽)與紅外吸收油墨的紅外特徵(二線防偽)相結合的複合防偽油墨還未見報導或應用。

發明內容
本發明所解決的主要技術問題是提供一種具有紅外特徵的金屬效果油墨，該油墨在提供實現公眾防偽識別的金屬效果特徵同時，還因在近紅外光譜範圍內具有明顯的吸收特徵而提供二線防偽手段，更提高了製品的安全防偽功效。本發明還提供了一種同色配對油墨，用於配對的油墨中至少包括一種上述具有紅外特徵的金屬效果油墨，通過配對使用更提高了油墨防偽手段的技術含量，也使所應用的安全製品的安全性得到提升。本發明進一步提供了採用上述具有紅外特徵的金屬效果油墨印製防偽標記的方法，所印製的標記同時具有金屬色澤特徵和紅外特徵，同時具有了公眾防偽和二線防偽手段，提高了製品的安全性。
本發明首先提供了一種具有紅外特徵的金屬效果油墨，所述紅外特徵為在近紅外光譜範圍內顯示有吸收特徵，所述油墨組成中包含了佔該油墨總重1-15%的紅外吸收材料和O. 1-10%的紅外調節劑，且所述金屬效果油墨在近紅外區最強吸收波長處的反射率低於30%，所述紅外調節劑為在近紅外區表現為紅外吸收並具有閃爍特性的材料。本發明提供的金屬效果油墨，具有一定的金屬色澤和閃爍特性，同時在近紅外區具有明顯的吸收特徵，可用於鈔票、銀行票據、有價證券等證券或安全物品(例如安全線、防偽標籤、防偽薄膜、防偽證卡等)的印製。站在一線防偽技術角度要求的金屬效果油墨應該有比較高的「閃爍等級」(Sparkle Grade)，也稱閃爍值或閃爍程度，例如，含有銅粉或鋁粉的普通金屬油墨的閃爍等級一般為O. 5-3，而能提供防偽功效的金屬效果油墨的閃爍等級應該不小於3。檢測結果顯示，採用本發明提供的具有紅外特徵的金屬效果油墨印製所設定的標記或圖案，在可見光下，肉眼就能夠觀察到獨特的金屬色澤和閃爍效果，利於公眾識別，而置於近紅外光下，則顯示明顯的吸收特徵，實現機讀檢測(二線防偽)，即，該印製標記提供了雙重的防偽特徵，提高了印製物品的安全性。本發明還提供了一種具有紅外特徵的同色配對油墨，特別是同色配對金屬效果油墨，該配對油墨中至少一種是所述具有紅外特徵的金屬效果油墨，使構成該配對油墨的二種油墨在可見光下具有相近或相同的外觀效果。上述同色配對油墨可用於印製作為安全信息的圖案或標記，無論是印製同一圖案的不同部分還是在設定區域內印製二個以上圖案，它們在可見光下的外觀效果相近，例如都具有金屬色澤特徵且具有相近或相同的外觀效果(相近的顏色、閃爍值)，但在近紅外光下觀察，則會顯示出預設的紅外特性，例如，在特定波長下，一部分為可見(吸收)，另一部分為不可見(反射)，或者，同時表現為可見(吸收)，它們的反射率相同或不同，顯著提升了印品的防偽功效。可以理解，利用本發明提供的具有紅外特徵的金屬效果油墨或其同色配對油墨印製得到的安全製品，提高了仿冒難度，所述安全製品可以是安全線、防偽薄膜、防偽標籤、有價證券、票據、證明文件或防偽證卡等。


圖I顯示了本發明實施例4紅外吸收雕刻凹印金屬效果油墨和實施例6配對紅外反射鵰刻凹印金屬效果油墨的可見-紅外光譜圖(橫坐標表示波長，縱坐標表示反射率)。圖2是本發明實施例6中配對雕刻凹印金屬效果油墨印製圖案示意圖。圖3是本發明實施例7中使用光可變雕刻凹印油墨和紅外雕刻凹印金屬效果油墨印刷不同圖案的示意圖。圖4是本發明實施例9中使用光可變油墨和紅外金屬效果油墨配對印刷的開窗安全線示意圖。
具體實施例方式本發明提供了一種具有紅外特徵的金屬效果油墨，所述紅外特徵為在近紅外光譜範圍內顯示有吸收特徵，所述油墨組成中包括佔該油墨總重1-15%的紅外吸收材料和
O.1-10%的紅外調節劑，且該金屬效果油墨在近紅外區最強吸收波長處的反射率低於30%，所述紅外調節劑為在近紅外區表現為紅外吸收並具有閃爍特性的材料。本發明的金屬效果油墨同時具備了紅外特徵作為二線防偽手段，對於所印製內容，公眾首先可以很直觀地從其表現出的金屬色澤及閃爍特性進行初步判別，並可進一步通過儀器檢測所設定的紅外性質獲得深一層的安全特徵確定，因而該印製內容作為安全信息標識可以提供綜合的防偽效果，明顯提高了仿冒難度。本發明通過調整油墨組成在體現金屬效果油墨性質的同時還表現出所預期的紅外特性，尤其是可以將紅外吸收油墨用於防偽信息的印製。本發明所說的近紅外光譜波長範圍為750-1500nm。由於紅外吸收材料添加到油墨中會產生一定的遮蓋，一般情況下會使油墨的金屬色澤和閃爍特性被打折扣。所以，對於本發明的油墨中所包含的紅外吸收材料，要求其遮蓋力值相應比較低。可以參考GB5211. 17-88的方法對紅外材料的遮蓋力進行檢測，完全不透明體的遮蓋力為100%，透明度越高，其遮蓋力值越低。一般的方法，檢測時紅外吸收材料的含量為10%，塗層厚度約為15微米。本發明油墨中選擇的紅外吸收材料的遮蓋力值一般應低於50%，優選低於38%，使紅外吸收材料在可見光範圍內具有良好的透明性，印製的圖案或標記在具有金屬色澤和閃爍特性的同時，在近紅外光譜範圍內也顯示有明顯的吸收特徵。根據本發明的方案，所述金屬效果油墨在750_1500nm光譜區內，優選在750-1100nm光譜區內，至少存在一個所述吸收峰,而且應該存在最強吸收峰。由於油墨的紅外特性來自其中包含的紅外材料，所以，本發明油墨中的紅外吸收材料優選在750-1500nm光譜區內，更優選在750-1 IOOnm光譜區內，存在最強吸收峰。在本發明的具體實施方案中，所述紅外吸收材料可以為選擇性吸收材料，其在近紅外光譜範圍內對不同波長紅外光的吸收強度存在差別，並且表現為在一個波段內為吸收，而在另一個波段內為反射，從而更提升了油墨的防偽功能。與普通的金屬油墨相同，本發明的油墨也可用於印製具有可視化的金屬色澤和/或閃爍效果的標記，但所述閃爍效果的閃爍程度比用相同顏色的金屬油墨印製標記所觀察到的閃爍效果更高，即，可以通過對紅外材料的選擇，降低其對油墨閃爍特徵的影響。此處所記載的「金屬油墨」是指含有鋁粉或銅粉等金屬顏料的油墨。金屬油墨所印製的圖案憑肉眼基本不能察覺到閃爍，其閃爍等級通常在O. 5-3。本發明提供的金屬效果油墨具有明顯的閃爍效果的特性，其閃爍等級(閃爍值)可達到4-9。根據本發明的實施方案，對於具有紅外吸收特徵的金屬效果油墨，紅外吸收材料的選擇以在近紅外區具有較強吸收、油墨中添加量儘可能小，而且在可見光範圍內透明性良好為原則。發明人的研究發現，如果所選用的紅外吸收材料遮蓋力較強，或者吸收較弱(需要較高添加量)，將明顯影響金屬效果油墨印刷圖案的色澤，其閃爍程度也相應降低，實際上消弱了油墨及印品公眾防偽特徵的屬性。所以，對於紅外吸收材料的具體選擇可以通過對其遮蓋力、吸收峰強度等進行篩選，從而得到最強吸收波長處的反射率低於30%的紅外材料。根據材料性質的不同，本發明的油墨組成中包含紅外吸收材料1-15%(基於油墨的總重)，以使該油墨在近紅外光譜區內，至少存在一個吸收峰。該吸收峰可表現為窄帶吸收，也可表現為寬幅吸收。紅外吸收材料的吸收特徵優選為選擇性吸收，即在某一波段內為吸收，而在另外一波段內為反射。如前所述，在該含量範圍內，選擇透明性較好的材料更利於滿足油墨的金屬色澤特徵和紅外特性，在此前提下，紅外吸收材料的含量儘可能低是有利 的。所以，紅外吸收材料的含量優選I. 5-10%，特別優選I. 5-6%。更有利地，基於所選擇的紅外材料，使所述油墨表現出設定的窄帶吸收峰，或寬幅吸收峰，提高了防偽效果。在滿足這些條件的基礎上，本發明的紅外吸收金屬效果油墨中，紅外吸收材料優選為取代或未取代萘酞菁類、芳胺類或茈類有機化合物。例如，烷氧基萘酞菁類化合物、雙茈化合物、三芳胺化合物等，具體的實例如金屬萘酞菁化合物(其中心部分的N原子與金屬原子結合)或非金屬萘酞菁化合物(其中心部分的N原子與氫原子結合)、四甲醯亞胺雙茈化合物、三芳胺磺酸鹽類化合物等，使用這些紅外吸收材料，其在油墨中的添加量一般可控制在10%以內，甚至更低一些，即可滿足本發明對油墨的金屬色澤特徵和紅外特徵的要求。上述紅外吸收材料可商購或自製，使所得到的金屬效果油墨在紅外光譜區的吸收峰的反射率優選< 30%。為改善油墨印品的耐溶劑、耐曬等物化性能，優選使用進行了包覆的紅外吸收材料，尤其是對於耐物化性能較差的三芳胺類有機紅外吸收材料，可以採用脲醛樹脂、丙烯酸樹脂或二氧化矽等作為包覆層而得到的紅外吸收材料，即，所述紅外吸收材料可以為經脲醛樹脂、丙烯酸樹脂或二氧化矽包覆的三芳胺類有機紅外吸收材料。這種經包覆的紅外吸收材料可以商購，也可以自行製備。例如，對紅外材料包覆脲醛樹脂進行改性的一種方法可以是將一定量的甲醛水溶液和尿素加入至反應容器中，調節其PH值至7-9，加熱反應l-2h，形成預聚體溶液，再將乳化劑和紅外吸收材料加至該預聚體溶液中，高速攪拌,加熱，並調節PH值至3-4，繼續反應2-5小時。本發明所使用的具有紅外吸收特徵的金屬效果油墨中，還包含適當紅外調節齊U，該紅外調節劑在近紅外區域表現為紅外吸收，且具有一定閃爍特徵，在油墨中含量為
O.1-10%,優選2-10%。適量的紅外調節劑能夠在不降低油墨的金屬色澤的同時，有助於紅外吸收材料在金屬效果油墨中提供能滿足防偽信息識別的紅外特性，即，不需增加紅外吸收材料的添加量來增強油墨的紅外特性，也拓寬了本發明的金屬效果油墨對紅外吸收材料的選擇範圍，尤其是，當使用了紅外調節劑時，紅外調節劑與紅外吸收材料在油墨中的含量總和一般不超過15% (基於油墨的總重量)，該紅外調節劑可以包括以雲母為基材包覆氧化錫和/或以雲母為基材包覆摻銻氧化錫的產物等，所述紅外調節劑的獲得方法也可以參照國際申請W00043456的相關內容，當然，該在先公開的文獻中雖然記載了該紅外調節劑的獲得和部分性質，卻沒有教導其對金屬效果油墨的紅外特性的影響。本發明的具體實施方案中，基於油墨總重量，還包含有5-45%的效果顏料、0-10%的有機顏料。例如，所述金屬效果油墨的組成除紅外吸收材料外，還包括連結料20-70%、效果顏料5-45%、有機顏料0-10%、納米填料1-30%、紅外調節劑O. 1-10%和助劑1-25%等，所製成油墨中各組成的總和應為100%。在油墨組成中，連接料為醇酸樹脂、酚醛樹脂等，在紫外光固化體系中，連接料為聚氨酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯等UV樹脂。填料為透明性好的納米級填料，如納米碳酸1丐、納米二氧化娃、納米硫酸鋇等中的一種或多種。助劑則包括臘粉、乾燥劑、溶劑、表面活性劑、光引發劑(對於uv油墨)等，乾燥劑為淺顏色的一種或多種有機酸金屬鹽，表面活性劑為淺顏色的陰離子或非離子表面活性劑中的一種或多種，其它助劑在此不再詳細描述。為表述簡潔，本發明實施例的油墨配方中將連接料、填料、表面活性劑和蠟的組合物簡稱為「油墨基油」。根據本發明提供的具有紅外特性的金屬效果油墨，為了兼顧紅外特性，同時不會干擾油墨的金屬外觀特徵，以及保證該金屬效果油墨具有比較好的印刷適性，除了選擇具 有透明性好、吸收強度高(添加量少)、色澤淺等性質的紅外吸收材料與效果顏料組配成為能提供複合防偽功效的金屬效果油墨，選擇合適的效果顏料與紅外吸收材料進行合理組配也利於使製成的油墨最終具備所期望的金屬色澤特徵和紅外性質，尤其是提供較高的紅外吸收強度。本發明的具體實施方案中，所述效果顏料應具有金屬色澤和閃爍特徵，例如可以選自以玻璃為基材包覆的效果顏料、以金屬氧化物為基材包覆的效果顏料、以非金屬氧化物為基材包覆的效果顏料、以雲母為基材包覆的效果顏料或它們任意的組合。所述效果顏料可以根據需要自制，也可以商購得到，例如Basf、Merck等公司生產的以氧化鋁、玻璃等薄片為基材，外層包覆金屬或金屬氧化物形成的強閃爍效果顏料。所述效果顏料可以包括以下組成或它們的組合以玻璃為基材包覆的效果顏料10-60%、以金屬氧化物為基材包覆的效果顏料0-90%，以非金屬氧化物為基材包覆的效果顏料0%-80%，以雲母為基材包覆的效果顏料10%-80%，所述組成是基於該油墨中所包括的效果顏料總質量，並且所述效果顏料組成百分比之和應達到100%。所述效果顏料的平均粒徑可以確定為5-70微米，優選10-40微米。效果顏料的粒徑與墨層的閃爍程度和印刷適性相關聯，通常，顏料的粒徑越大油墨墨層閃爍程度越高，而粒徑越小則印刷適性越好，因此平均粒徑的選擇應基於墨層閃爍程度與印刷適性的平衡，使所印製的信息(圖案)在具有金屬效果閃爍特性的基礎上，在近紅外光譜區內還具有紅外性質，可同時具備公眾防偽及專業防偽特徵。本發明提供的具有紅外特徵的金屬效果油墨，可以包括雕刻凹印油墨、絲印油墨、影寫凹印油墨、號碼油墨、移印油墨或塗布油墨(塗層油墨)等。從防偽技術角度，優選是雕刻凹印金屬效果油墨或絲印金屬效果油墨或塗布金屬效果油墨。本發明提供的油墨尤其適用於印製所設計和期望的具有紅外特徵和金屬色澤特徵的標記，所印製的標記用於防偽信息的識別，印製方法包括使用所述具有紅外特徵的金屬效果油墨在承印載體上印製所述標記的全部或部分。所印製的標記用肉眼觀察，可以明顯看到獨特的金屬色澤和/或閃爍特徵，置於檢測儀下，可對其紅外線區的光譜特徵進行檢測而實現機讀。根據本發明的具體實施方案，印製防偽標記的方法還包括採用所述具有紅外特徵的金屬效果油墨作為第一金屬效果油墨，與第二金屬效果油墨配對使用，所述第二金屬效果油墨在第一金屬效果油墨具有吸收特徵的光譜區具有紅外反射特徵，且二種油墨所印製的標記在可見光下外觀效果相近，印製方法包括兩種油墨應用於印製同一圖案的不同部分；或者，兩種油墨的印製標記分布於承印載體的不同圖案。兩種油墨配對印製的標記在可見光下顏色相同、且都顯示所期望的金屬色澤和閃爍，而將該標記(二種油墨共同印製一個標記或分別印製的不同標記)置於紅外檢測儀中，則可以檢測到特定的紅外特徵，例如，第一金屬效果油墨印製標記顯示紅外吸收，第二金屬效果油墨在對應光譜區則顯示紅外反射，從而在提供公眾防偽的同時，實現了二線防偽功能的檢測。在本發明的一個具體實施方案中，包括將所述具有紅外特徵的金屬效果油墨與光變油墨配對使用，且所述配對使用的二種油墨在同一紅外光波段下均表現為吸收特徵，印製方法包括兩種油墨應用於印製同一圖案的不同部分；或者，兩種油墨印製的內容分布於承印載體的不同圖案。在一個觀察角度下，所印製出的圖案或標記在可見光下肉眼都可觀察到閃爍效果，具有同色或相近的外觀效果；當改變觀察角度，則光變油墨印製的相應部分圖案或標記顏色變化，而金屬效果油墨印製的圖案或標記顏色不變，作為參照，更襯託出隨角變色的光變特徵，即，更利於公眾的防偽識別；同時，利用紅外檢測儀器實現二線防偽功能的檢測。本發明所提供的具有紅外特徵的金屬效果油墨的製備工藝具體可以為首先將連接料、填料、蠟及表面活性劑按比例稱量混合，攪拌預分散後，軋製成基油，然後再將紅外吸收材料、有機顏料分別和基油混合軋製成基墨，最後按比例將基油、基墨及效果顏料通過高速攪拌進行充分混合。本發明的紅外金屬效果油墨可單獨使用，可採用分光光度計等本領域所公知的方法通過對其紅外區的光譜特徵進行檢測而實現機讀。也可以與具有紅外反射特徵的金屬效果油墨配對使用，即分別採用在可見光下具有相似顏色及閃爍特徵的紅外吸收金屬效果油墨和紅外反射金屬效果油墨印刷在同一印刷區域(例如圖案)的不同部分，或者，兩種油墨的印製標記分布於承印載體的不同印刷區域(例如印刷在相鄰區域或圖案)。在可見光下兩者外觀效果相近，而在紅外光下，一部分為可見，另一部分為不可見。所以，本發明還提供了一種同色配對油墨，該配對油墨中至少一種是上述具有紅外特徵的金屬效果油墨，使構成該配對油墨的二種油墨在可見光下同色或具有相近的外觀效果。在本發明的一個具體方案中，該配對油墨是由一種所述具有紅外吸收特徵的金屬效果油墨與一種具有紅外反射特徵的金屬效果油墨組成的配對金屬效果油墨，它們所印製的標記在可見光下具有相近或相同的外觀效果，即，構成所述配對油墨的二種金屬效果油墨在具有相近或相同的外觀效果(可見光下)的基礎上，在確定的近紅外區，反射率存在顯著差異，分別具有明顯的紅外吸收特徵和紅外反射特徵，從而提供預期的公眾防偽和二線防偽效果。在本發明的一個具體方案中，該配對油墨可以是由一種所述具有紅外特徵的金屬效果油墨與一種光變油墨組成，它們在承印面上分別印製的第一標記和第二標記於可見光下觀察時，第一標記與第二標記在第一觀察角度時顯示相近的外觀效果，改變為第二觀察角度後，第一標記的顏色基本不變，但第二標記的顏色明顯改變。
在本發明的一個具體方案中，該配對油墨由一種所述具有紅外特徵的金屬效果油墨與相近顏色的普通油墨組成，它們所印製的標記在可見光下具有相似的顏色。按照行業的常規評價方式，金屬效果油墨的閃爍效果來源於其中片狀顏料的鏡面反射，也是金屬效果油墨的重要公眾防偽特徵之一。對於閃爍效果可以用閃爍值(SG)來定量表述，該值越高說明閃爍效果越強烈。光變油墨的外觀效果主要包括兩方面，首先是具有隨視角改變的顏色變化，此外還會顯示出閃爍效果，其中顏色變化是光變油墨的基本性質。本發明所述該配對油墨印製標記顯示相近的外觀效果，是指公眾用肉眼觀察效果相近。本發明中對金屬效果油墨及光變油墨的顏色表述採用目前國際上通用的標準，即由國際照明委員會制訂的CIE1976 (LiW)色彩空間對第一標記和第二標記的顏色進行測定(E)，並通過色差Z E定量表述兩種油墨間的顏色差異；作為一種優選的方案，所述顯示相近的外觀效果是指，紅外吸收金屬效果油墨與紅外反射金屬效果油墨配對使用時，」E不大於5，閃爍值差」SG不大於I. 5。紅外吸收金屬效果油墨與光變油墨配對使用時,在所確定的第一觀察角度為基本上垂直時，測量第一標記與第二標記的以下參數差值滿足條件色差^ E不大於3，閃爍值差」SG不大於I. 5 ;第一觀察角度為基本上平視時，測量第一標記與第二標記的以下參數差值滿足條件色差」E不大於5，閃爍值差」SG不大於I. 5。在本發明的具體實施方案中，所述第一觀察角度可以是指基本上垂直觀察(垂直或接近垂直下觀察)，所述第二觀察角度是指基本上平視觀察(平視或接近平視下觀察)；或者，所述第一觀察角度是指基本上平視觀察，所述第二觀察角度是指基本上垂直觀察。即，在可見光下觀察，金屬效果油墨和光變油墨印刷的區域在垂直觀察或平視觀察時外觀效果相同，觀察者無法區分二者；改變觀察角度後，使用光變油墨印刷的區域顏色發生變化，而使用金屬效果油墨印刷的區域顏色不變，從而顯示出明顯的顏色差異。本發明中，垂直觀察是指觀察角在基材表面垂線附近，平視觀察是指觀察角與基材表面垂線成45°以上夾角。由於有不變色的區域(或圖案)作為顏色比較的基準，光變油墨印刷區域的變色效果更加顯著，同時也有利於將觀察者的注意力引導到防偽標記上，使安全製品的鑑別特徵更容易被公眾識別，從而提高了安全製品的公眾防偽水平。本發明使用色差(Z E)來表示兩種油墨印刷區域的顏色差異；利用閃爍值差(」SG)這一指標表示兩種油墨印刷區域的閃爍程度差異，測試方法按照本行業的方法完成，具體可參考行業內金屬及金屬效果油墨光學性能測試方法。可以利用本發明所提供的任何一種油墨在承印載體上印製安全信息，所述承印載體包括紙張、塑料基材、紙塑複合基材等。本發明還提供了一種安全製品，其具有按照前述任何方法印製的標記信息。該安全製品例如可以是安全線、防偽薄膜、防偽標籤、有價證券、票據、證明文件或防偽證卡等。定義本發明所說的「印製標記」、「印製圖案」，均指採用所述油墨在印刷區域內印製的內容，可以是任何設計形式的圖形、文字、符號等，它們可提供對物品安全性的識別。除非有特別說明，本發明中所確認的具有紅外吸收特徵和紅外反射特徵以其在所檢測波長下顯示的反射率為參照，即，反射率在30%以下則確認為紅外吸收,一般反射率大於70%則確認為紅外反射。除非有特別說明，本發明描述中所涉及到含量或比例，均可理解為重量含量或重·量比。
實施例I :雕刻凹印金屬效果油墨油墨配方(重量％)
雕刻凹印油墨連接料5 O 十二烷基苯靖酸鹽 2
納米二氧化矽6
培6
千燥劑I. 5
效果顏料25
3，4，13，14-四曱醯亞胺雙茈4.5
紅外調節劑2
酞菁綠3上述效果顏料中包含30%以玻璃為基材包覆的效果顏料、40%以三氧化二鋁為基材包覆的效果顏料、30%以雲母為基材包覆的效果顏料。紅外調節劑為雲母包覆摻銻氧化錫。該油墨的製備過程為首先將連接料、納米二氧化矽、蠟及十二烷基苯磺酸鹽軋製成基油；然後將3，4，13，14-四甲醯亞胺雙茈、紅外調節劑、酞菁綠與所述基油混合軋製成基墨；最後將所述基油、基墨、效果顏料及乾燥劑通過高速攪拌而充分混合製成所述油墨。該油墨中採用的紅外吸收材料為四甲醯亞胺雙茈，最大吸收峰位於780nm附近，遮蓋力為37%，在油墨中的添加量為4. 5%，此時油墨的紅外反射率為25%，此時油墨印品閃爍值為8，閃爍程度較高，具有明顯的金屬色澤特徵。所述雕刻凹印金屬油墨印品具有特殊的金屬色澤，還具有線條清晰、凹凸感強等雕刻凹版所獨有的防偽特徵，且在波長為700-800nm的近紅外區呈現紅外吸收特性，可在紅外檢測器下實現鑑別或機讀。實施例2 :UV絲網金屬效果油墨油墨配方(重量％):
環氧丙烯酸酯25
聚氨酯丙烯酸酯22
單體13
光引發劑10
納米碳酸4丐8助劑4
效果顏料12
紅外調節劑4
4，4』，4」-三(對二丁腈基氨基)三苯胺六氟銻酸 2紅外調節劑為雲母包覆摻銻氧化錫，該油墨中採用的紅外吸收材料為4，4』，4〃-三(對二丁腈基氨基)三苯胺六氟銻酸，最大吸收峰位於980nm附近，遮蓋力為28%，在油墨中的添加量為2%，按照與實施例I相似的方法製成所述絲印油墨，此時油墨的紅外反射率為28%，油墨印品閃爍值為4. I，滿足使用需要，但該油墨印品的物化耐性中，耐曬及耐溶劑均有所下降，建議使用於保留時間短，或避光且避有機溶劑的產品或環境。 實施例3油墨組分同實施例2，但所使用的紅外吸收材料(4，4』，4〃-三(對二丁腈基氨基)三苯胺六氟銻酸)事先進行了包覆處理，方法如下將25g尿素溶解在60g37%甲醛溶液中，利用三乙醇胺調節PH=8. 5，然後加熱至75°C，在攪拌下反應lh。加入O. 5g壬基酚聚氧乙烯醚和20g4，4』，4〃_三(對二丁腈基氨基)三苯胺六氟銻酸，劇烈攪拌5min，利用鹽酸調節PH=3. 5，加熱至60°C，反應2h，然後洗滌過濾乾燥即可得到經脲醛樹脂包覆改性的紅外吸收材料。本實施例的絲印油墨相較於實施例2，金屬色澤特徵和紅外特徵均相似，但採用改性紅外吸收材料後，油墨印品的耐曬及耐溶劑均顯著提升，使用條件和環境更加寬泛。實施例4 :雕刻凹印金屬效果油墨油墨配方(重量％)
連接料組合物45
蠟5
納米碳酸4丐15
聚醚碡酸酯I4，4』，4〃-三(對二丁基氨基)
三苯胺三氟甲基靖酸Jt6
紅外調節劑6
效果顏料20
乾燥劑2按照與實施例I相似的方法製造所述雕刻凹印金屬效果油墨。該油墨採用的紅外吸收材料的遮蓋力為25%。該油墨具有良好的印刷適性和耐物化性，近紅外區的反射光譜如圖I中曲線A所示，在900-1000nm左右表現出強吸收，反射率小於20%。採用該金屬效果油墨印製圖案的閃爍值為5。該金屬效果油墨中的紅外調節劑參見實施例I。實施例5 :塗布金屬效果油墨
聚氨酯調墨油65
納米二氧化娃2
分散劑2
消泡劑I
溶劑16
正丁基萘酜菁鋅5
紅外調節劑I
效果顏料8將聚氨酯樹脂、助劑和紅外吸收材料等除效果顏料和紅外調節劑以外的組分按配方稱料，利用球磨儀進行研磨，最後加入效果顏料及紅外調節劑，通過高速攪拌機進行充分混合，製成所述塗布金屬效果油墨。該油墨中採用的紅外吸收材料為正丁基萘酞菁鋅，最大吸收峰位於850nm附近，遮蓋力為48%，油墨在850nm附近紅外反射率為20%，此時油墨印品閃爍值為5。實施例6 :紅外配對的雕刻凹印金屬油墨將實施例4中的紅外吸收金屬效果油墨與紅外反射金屬效果油墨配對印刷在同一圖案中，示意圖如圖2所示，圖中的數字「2010」是利用兩種油墨配對印刷得到，上半部I為紅外吸收金屬效果油墨印製，下半部2為紅外反射金屬效果油墨印製，兩者的顏色參數和閃爍值差值等外觀效果測量結果如表I所示，可見兩者的顏色和閃爍效果都很接近。該圖案的可見-紅外光譜曲線見圖1，其中曲線A為紅外吸收金屬效果油墨，曲線B為紅外反射金屬效果油墨。從圖中可以看出，在可見光範圍內，兩者顏色相似，而在近紅外區，有明顯差另1J。表I
權利要求
1.一種具有紅外特徵的金屬效果油墨，所述紅外特徵為在近紅外光譜範圍內顯示有吸收特徵，所述油墨組成中包含了佔該油墨總重1-15%的紅外吸收材料和O. 1-10%的紅外調節劑，且所述金屬效果油墨在近紅外區最大吸收波長處的反射率低於30%，所述紅外調節劑為在近紅外區表現為紅外吸收並具有閃爍特性的材料。
2.根據權利要求I所述的具有紅外特徵的金屬效果油墨，其中，所述油墨在750-1500nm光譜區內存在最強吸收峰。
3.根據權利要求I或2所述的具有紅外特徵的金屬效果油墨，其中，所述油墨組成中包括佔該油墨總重I. 5-10%的紅外吸收材料。
4.根據權利要求1-3任一項所述的具有紅外特徵的金屬效果油墨，其中，所述紅外吸收為含有取代或未取代萘酞菁類化合物、芳胺類化合物或茈類化合物的材料。
5.根據權利要求I所述的具有紅外特徵的金屬效果油墨，其中，所述紅外調節劑包括以雲母為基材包覆氧化錫和/或以雲母為基材包覆摻銻氧化錫的產物。
6.根據權利要求3所述的具有紅外特徵的金屬效果油墨，其中，所述紅外吸收材料是經脲醛樹脂、丙烯酸樹脂或二氧化矽包覆的材料。
7.根據權利要求1-6任一項所述的具有紅外特徵的金屬效果油墨，其中，基於油墨總重量，還包含有20-70%的連結料、5-45%的效果顏料、0-10%的有機顏料、1_30%的納米填料及1-25%的助劑。
8.根據權利要求7所述的具有紅外特徵的金屬效果油墨，其中，所述的效果顏料為經包覆的效果顏料，選自以玻璃為基材包覆的效果顏料、以金屬氧化物為基材包覆的效果顏料、以非金屬氧化物為基材包覆的效果顏料及以雲母為基材包覆的效果顏料中的任一種或多種。
9.根據權利要求7或8所述的具有紅外特徵的金屬效果油墨，其中，效果顏料包括以下組成或它們的任意組合以玻璃為基材包覆的效果顏料10-60%、以金屬氧化物為基材包覆的效果顏料0-90%、以非金屬氧化物為基材包覆的效果顏料0%-80%，以雲母為基材包覆的效果顏料10%_80%，所述組成以油墨中效果顏料的總質量含量為基準，且各組成的質量百分比之和達到100%ο
10.根據權利要求7-9任一項所述的具有紅外特徵的金屬效果油墨，其中，所述效果顏料的平均粒徑5-70微米，優選10-40微米。
11.根據權利要求ι- ο任一項所述的具有紅外特徵的金屬效果油墨，其中，所述紅外吸收材料為選擇性吸收材料，其在近紅外光譜範圍內對不同波長紅外光的吸收強度存在差另O，並且表現為在一個波段內為吸收，而在另一個波段內為反射。
12.根據權利要求1-11任一項所述的具有紅外特徵的金屬效果油墨，其中，所述金屬效果油墨為雕刻凹印油墨、絲印油墨、影與凹印油墨、號碼油墨、移印油墨或塗布油墨。
13.一種同色配對油墨，該配對油墨中至少一種是如權利要求1-12任一項所述具有紅外特徵的金屬效果油墨，且構成該配對油墨的二種油墨在可見光下具有相近或相同的外觀效果。
14.根據權利要求13所述的同色配對油墨，其中，該配對油墨是由一種所述具有紅外特徵的金屬效果油墨與一種具有紅外反射特徵的金屬效果油墨組成的配對金屬效果油墨。
15.根據權利要求13所述的同色配對油墨，其中，該配對油墨是由一種所述具有紅外特徵的金屬效果油墨與一種光變油墨組成，利用它們在承印面上分別印製的第一標記和第二標記於可見光下觀察時，第一標記與第二標記在第一觀察角度時顯示相同或相近的外觀效果，改變為第二觀察角度後，第一標記的顏色基本不變，但第二標記的顏色明顯改變。
16.具有紅外特徵和金屬色澤特徵的標記的印製方法，所述標記用於防偽信息的識別，該印製方法包括採用權利要求1-12任一項所述具有紅外特徵的金屬效果油墨在承印載體上印製所述標記的全部或部分。
17.具有紅外特徵和金屬色澤特徵的標記的印製方法，所述標記用於防偽信息的識別，該印製方法包括採用權利要求13-15任一項所述的同色配對油墨分別在承印載體上印製所述標記的設定區域，並使二種油墨所印製內容位於同一圖案印刷區域的不同部分，或者分布於承印載體上的不同圖案印刷區域。
18.根據權利要求16或17所述的印製方法，其中，所述承印載體包括紙張、塑料基材或紙塑複合基材。
19.一種安全製品，其具有按照權利要求16或17所述方法印製的標記信息。
20.根據權利要求19所述的安全製品，其包括安全線、防偽薄膜、防偽標籤、有價證券、票據、證明文件或防偽證卡。
全文摘要
本發明涉及一種具有紅外特徵的金屬效果油墨，所述紅外特徵為在近紅外光譜範圍內顯示有吸收特徵，所述油墨組成中包括佔該油墨總重1-15%的紅外吸收材料，且該金屬效果油墨在近紅外區最大吸收波長處的反射率低於30%。本發明的金屬效果油墨不但具有金屬色澤和閃爍特徵，而且可以具有紅外吸收特性，用其印製的防偽標記同時提供了公眾防偽和專業防偽手段。本發明還提供了該具有紅外特徵的金屬效果油墨與其他油墨組成配對油墨，製作具有防偽標記的安全製品的應用。
文檔編號C09D11/10GK102936437SQ20121049173
公開日2013年2月20日 申請日期2012年11月27日 優先權日2012年11月27日
發明者周樹榮, 呂建英, 武建國, 高瑞 申請人:中國人民銀行印製科學技術研究所, 中國印鈔造幣總公司