СИСТЕМА И СПОСОБ ДЛЯ ЗАКРЕПЛЯЮЩИХСЯ ПОД ДЕЙСТВИЕМ УЛЬТРАФИОЛЕТОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ ЧЕРНИЛ, ОБЛАДАЮЩИХ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬЮ К ИНФРАКРАСНОМУ ИЗЛУЧЕНИЮ Российский патент 2009 года по МПК C09D11/00 G03C1/83 G03F7/28 

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Датчики инфракрасного (ИК) излучения и соответствующие чувствительные к инфракрасному излучению чернила традиционно используют для отслеживания и установления подлинности ряда различных объектов. Более конкретно, маркировки, штриховые коды или другие опознаваемые маркировки, образованные из чувствительных к инфракрасному излучению чернил, наносят на поверхность ряда объектов. Будучи маркированными, объекты могут затем быть облучены ИК-излучением и проверены с помощью датчика инфракрасного излучения для установления подлинности или отслеживания объекта.

Несмотря на то, что разработаны традиционные способы отслеживания и установления подлинности объектов с помощью датчиков инфракрасного излучения и соответствующих чувствительных к инфракрасному излучению чернил, эти традиционные способы имеют ряд ограничений. В частности, чернила на водной основе, содержащие водорастворимые чувствительные к инфракрасному излучению красители, имеют недостаточную износостойкость и водостойкость. Подобным образом, чернила на основе органического растворителя, содержащие растворимые в органическом растворителе чувствительные к инфракрасному излучению красители, имеют недостатки, связанные с технологией их получения и загрязнением окружающей среды из-за выброса растворителя. Закрепляющиеся под действием ультрафиолетового излучения чернила обладают уникальными преимуществами с точки зрения прочности печати, а также защиты окружающей среды в результате исключения выбросов растворителя. Однако многие из чувствительных к инфракрасному излучению красителей имеют склонность обесцвечиваться или подвергаются фотохимическому разложению при воздействии излучения высокой интенсивности, используемого для закрепления чернил под действием ультрафиолетового излучения.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Закрепляющиеся под действием ультрафиолетового (УФ) излучения чернила, обладающие чувствительностью к инфракрасному (ИК) излучению, включают матрицу, закрепляющуюся под действием ультрафиолетового (УФ) излучения, УФ фотоинициатор и чувствительный к инфракрасному излучению краситель.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Сопровождающие чертежи иллюстрируют различные варианты осуществления настоящей системы и способа и являются частью описания. Иллюстрированные варианты осуществления являются только примерами настоящей системы и способа и не ограничивают их объем.

На фиг.1 приведен вид в перспективе аппарата для нанесения чернил согласно одному примеру варианта осуществления.

На фиг.2 показана гистограмма, иллюстрирующая сохранение ИК чувствительности после УФ закрепления, согласно одному примеру варианта осуществления.

На чертежах одни и те же цифры обозначают подобные, но необязательно те же самые, элементы.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

Здесь раскрывается пример состава УФ закрепляющихся чернил, содержащих ИК чувствительные красители, которые сохраняют свою ИК чувствительность (то есть не подвергаются фотохимическому разложению) даже после воздействия излучения высокой интенсивности, используемого для закрепления. Более конкретно, согласно одному примеру варианта осуществления, УФ закрепляющиеся чернила, содержащие ИК чувствительные красители, которые сохраняют свою ИК чувствительность, включают УФ закрепляющуюся матрицу, УФ фотоинициатор, и ИК чувствительный краситель. Согласно этому примеру варианта осуществления, ИК чувствительным красителем может быть любое число чувствительных к инфракрасному излучению или ближнему инфракрасному излучению красителей.

Используемый в настоящем описании и прилагаемой формуле изобретения термин "закрепляющиеся под действием ультрафиолета чернила" или "УФ закрепляющиеся чернила" следует понимать в широком смысле как любой состав чернил, включающий компонент, который становится твердым и/или закрепляется при воздействии ультрафиолетового излучения. Кроме того, термин "чувствительный к инфракрасному излучению краситель" или "ИК чувствительный краситель" следует понимать в широком смысле как краситель, который поглощает свет в инфракрасной области спектра (свет с длиной волны от примерно 1 микрона до 1 мм). Аналогично, термин "чувствительный к ближнему инфракрасному излучению краситель" следует понимать как любой краситель, который поглощает свет с длиной волны в интервале от примерно 0,7 микрона до примерно 3 микрон.

В следующем описании для целей объяснения приводятся многочисленные конкретные детали, для того чтобы обеспечить полное понимание настоящей системы и способа для УФ закрепляющихся чернил с ИК чувствительностью. Однако для специалиста в этой области очевидно, что настоящий способ может быть осуществлен на практике без этих конкретных деталей. Ссылка в описании на "один вариант осуществления" или "вариант осуществления" означает, что конкретная особенность, структура или характеристика, описанные в связи с вариантом осуществления, входит, по меньшей мере, в один вариант осуществления. Появление фразы "в одном варианте осуществления" в различных местах описания совершенно необязательно является ссылкой на один и тот же вариант осуществления.

На фиг.1 показаны компоненты настоящей системы, которая предназначена для нанесения УФ закрепляющихся чернил с ИК чувствительностью (160) на принимающую среду (170). Как показано на фиг.1, система перемещения среды (180), включающая ряд установленных валиков и/или ремней, может перемещать и обеспечивать положение принимающей чернила среды (170) в процессе печатания. В качестве варианта, любое число ремней, валиков, опор или других транспортных устройств, известных в технике, может быть использовано для перемещения и/или обеспечения положения принимающей чернила среды (170) в процессе печатания. УФ закрепляющиеся чернила с ИК чувствительностью могут быть нанесены на принимающую чернила среду любым числом известных в технике способов печати, такими как струйная печать, флексография, трафаретная печать или термопечать.

Кроме того, также показан аппликатор излучения (190). Аппликатор излучения, показанный на фиг.1, установлен для облучения распределяемых УФ закрепляющихся чернил (160) после их нанесения. Как только они нанесены, УФ закрепляющиеся чернила с ИК чувствительностью (160) могут быть закреплены путем облучения УФ лучами. Кроме того, аппликатором излучения (190) может быть любое устройство, установленное для получения ультрафиолетового (УФ) или другого излучения, достаточного для затвердевания или закрепления нанесенных УФ закрепляющихся чернил с ИК чувствительностью (160). Аппликатором излучения (190) может быть отдельное экспонирующее устройство или сканирующее устройство, установленные для сплошного облучения всех или конкретных частей нанесенных УФ закрепляющихся чернил с ИК чувствительностью (160).

Далее будет описано более подробно получение и композиция УФ закрепляющихся чернил с ИК чувствительностью (160).

Пример композиции

Согласно примеру одного варианта осуществления настоящие УФ закрепляющиеся чернила с ИК чувствительностью включают, по меньшей мере, три компонента: УФ закрепляющуюся матрицу, УФ фотоинициатор и ИК чувствительный краситель. В настоящие УФ закрепляющиеся чернила могут также быть введены дополнительные компоненты, включая, но этим не ограничивая, органические и неорганические красители или пигменты для селективного изменения цвета и внешнего вида УФ закрепляющихся чернил, наполнители, соли, поверхностно-активные вещества, биоциды, буферы, модификаторы вязкости, комплексоны, стабилизаторы и так далее. Далее будут более подробно описаны индивидуальные компоненты настоящих УФ закрепляющихся чернил.

УФ закрепляющаяся матрица

Согласно примеру настоящего варианта осуществления настоящие УФ закрепляющиеся чернила с ИК чувствительностью включают УФ закрепляющуюся матрицу. При нанесении образующих изображение УФ закрепляющихся чернил с ИК чувствительностью УФ закрепляющаяся матрица является связывающей матрицей, которая обеспечивает положение ИК красителя, диспергированного в УФ закрепляющихся чернилах. Кроме того, как только произошло закрепление, УФ закрепляющаяся матрица образует защитное покрытие вокруг ИК красителя. Как показано на фиг.1, для инициирования процесса УФ закрепления может быть использован аппликатор излучения (190). Более конкретно, в процессе УФ закрепления полимеры УФ закрепляющейся матрицы сшиваются с образованием практически непрерывной структуры, которая окружает ИК краситель.

Согласно примеру одного варианта осуществления УФ закрепляющаяся матрица может включать смесь УФ закрепляющихся мономеров, димеров и олигомеров с различными вязкостями. В качестве УФ закрепляющегося материала выбирают смесь соединений с функциональными акрилатными группами, таких как монофункциональные, бифункциональные, трифункциональные и многофункциональные акрилаты. Кроме того, матрица может содержать различные УФ закрепляющиеся разбавители с низкой вязкостью и функциональностью для получения вязкости конечных чернил, подходящей для требуемого процесса печати. Как уже упоминалось выше, настоящие УФ закрепляющиеся чернила могут быть введены в ряд дозаторов для чернил. Путем изменения количества УФ закрепляющихся разбавителей с низкой вязкостью и/или молекулярной массой вязкость получаемых чернил может быть изменена для приведения в соответствие с требуемым дозатором чернил или другим вариантом применения. Кроме того, добавление монофункциональных, бифункциональных, трифункциональных и многофункциональных акрилатов позволяет получать соответствующую плотность закрепления УФ закрепляющейся матрицы при увеличении ее прочности при действии поперечной силы.

Согласно примеру одного варианта осуществления УФ закрепляющаяся матрица может включать любое число из эпоксидных и/или акрилатных олигомеров. Закрепляющаяся матрица может включать, но этим не ограничивая, бис-A эпоксиакрилат, бис-A эпоксиакрилат с 40% трипропиленгликольдиакрилата, бис-A эпоксиакрилат с 20% трипропиленгликольдиакрилата, ароматический эпоксиакрилат, полиэтиленакрилатный олигомер, алифатический уретанакрилатный олигомер со связанным силиконом, эпоксиакрилат, диакрилаты металлов, диэтиленгликольдиакрилат, полиэтиленгликоль (PEG) 600 диакрилат, 1,4-бутандиолдиакрилат, 1,6-гександиолдиакрилат, этиоксилированный TMP-триакрилат, пентаэритриттриакрилат, тетрагидрофурфурилакрилат, акрилаты металлов, 2-(2-этоксиэтокси)этилакрилат и их смеси.

Более конкретно, упомянутые выше УФ закрепляющиеся матрицы производятся в промышленности под следующими торговыми названиями: Sartomer CN104, Sartomer CN104A60, Sartomer CN104A80, Sartomer CN115, Sartomer CN292, Sartomer CN293, Sartomer CN294, Sartomer CN990, Sartomer CN2204, Sartomer CN2400, Sartomer SR306, Sartomer SR230, Sartomer SR610, Sartomer SR213, Sartomer SR502, Sartomer SR9035, Sartomer SR444, Sartomer SR285 и Sartomer SR256. Кроме того, для образования УФ закрепляющихся чернил с ИК чувствительностью могут быть использованы соответствующие комбинации материалов упомянутой выше УФ закрепляющейся матрицы. Кроме того, УФ закрепляющиеся чернила с ИК чувствительностью могут включать материал УФ закрепляющейся матрицы, производимой любым числом промышленных фирм, включая, но этим не ограничивая, фирмы Sartomer или Borden Chemical.

Согласно примеру одного варианта осуществления УФ закрепляющаяся матрица может составлять примерно от 50 до 99,9% от УФ закрепляющихся чернил с ИК чувствительностью. Более конкретно, УФ закрепляющаяся матрица составляет согласно примеру одного варианта осуществления примерно 92,5% УФ от закрепляющихся чернил с ИК чувствительностью.

УФ фотоинициатор

В дополнение к упомянутой выше УФ закрепляющейся матрице в настоящие УФ закрепляющиеся чернила с ИК чувствительностью может также быть включен УФ фотоинициатор. Согласно примеру одного варианта осуществления УФ фотоинициатором является реакционноспособный материал, который предназначен для образования вызывающего полимеризацию радикала при действии на него УФ света с конкретной длиной волны. Свободный радикал затем вызывает полимеризацию и закрепление упомянутой выше УФ закрепляющейся матрицы. Согласно примеру настоящего варианта осуществления УФ фотоинициатор может включать, но этим не ограничивая, альфа-гидроксикетоны, альфа-аминокетоны, бис-ацилфосфиноксидные (BAPO) инициаторы, бензофенон, акрилатные синергисты аминов и альфа-гидроксипропаноны.

Согласно примеру настоящего варианта осуществления УФ фотоинициатором может быть выпускаемый в промышленности фирмой Ciba® продукт под торговым названием IRGACURE® или DAROCUR®. Кроме того, настоящие УФ фотоинициаторы, содержащиеся в настоящих УФ закрепляющихся чернилах с ИК чувствительностью, могут быть активированы в широком интервале УФ спектра. Могут быть использованы дополнительные материалы для УФ фотоинициатора фирм-производителей, включая, но этим не ограничивая, фирму Ciba® или фирму Chitec Chemical.

Согласно примеру одного варианта осуществления УФ фотоинициатор может составлять примерно от 0,010% до 15% от УФ закрепляющихся чернил с ИК чувствительностью. Более конкретно, согласно примеру одного варианта осуществления фотоинициатор составляет примерно 2,5% от УФ закрепляющихся чернил с ИК чувствительностью.

ИК краситель

Традиционно, УФ закрепляющиеся чернила не содержат ИК чувствительные красители, так как ИК чувствительные красители склонны к обесцвечиванию или подвергаются фотохимическому разложению при воздействии излучения высокой интенсивности, используемого для закрепления чернил под действием ультрафиолетового излучения. Вследствие этого, пример настоящих УФ закрепляющихся чернил с ИК чувствительностью включает ИК красители, которые сохраняют свою ИК чувствительность, но не подвергаются фотохимическому разложению даже после действия излучения высокой интенсивности, используемого для закрепления УФ закрепляющихся чернил.

Используемый в примере настоящего варианта осуществления термин "ИК чувствительный краситель" можно отнести к любому веществу, которое эффективно поглощает излучение в инфракрасной области спектра электромагнитных волн. Согласно примеру настоящего варианта осуществления ИК чувствительный краситель, используемый в УФ закрепляющихся чернилах с ИК чувствительностью, включает, но этим не ограничивая, йодидные соединения, такие как IR780 йодид (Aldrich 42,531-1) (2-[2-[2-хлор-3-[(1,3-дигидро-3,3-диметил-1-пропил-2H-индол-2-илиден)этилиден]-1-циклогексен-1-ил]этенил]-3,3-диметил-1-пропилиндолия йодид), чья химическая формула иллюстрируется химической структурой (I) ниже:

IR783 (Aldrich 54,329-2) (2-[2-[2-хлор-3-[2-[1,3-дигидро-3,3-диметил-1-(4-сульфобутил)-2Н-индол-2-илиден]этилиден]-1-циклогексен-1-ил]этенил]-3,3-диметил-1-(4-сульфобутил)-3H-индолия гидроксид, внутренняя соль натриевой соли), чья химическая структура (II) приводится ниже:

дитиофенилиденовые соединения, такие как Syntec 9/1 (3-(5-диметиламинотиен-2-ил)-5-(2,5-дигидро-5-диметиламмонийтиен-2-илиден)-1,2-диоксоциклопентен-4-олат) и Syntec 9/3 (3-(2-пиперидинотиен-2-ил)-5-(2,5-дигидро-4-метил-2-[пиперидин-1-илиденоний]тиен-5-илиден)-1,2-диоксоциклопентен-4-олат), чьи химические структуры (III, IV) соответственно представлены ниже:

металлокомплексные ИК чувствительные красители, такие как дитиолановые комплексы металлов с общей химической структурой (V):

где M может быть переходным металлом, и R1-R4 могут быть низшим алкилом или арилом с галогеновыми заместителями или без галогеновых заместителей, и S может быть S, NH или Se; индоанилиновые комплексы металлов с химическими структурами (VI), такими как приведенные ниже:

где M может быть Ni, Cu или другим переходным металлом, и каждый R может независимо быть H, низшим алкилом и/или арилом с галогеновыми заместителями или без галогеновых заместителей; гетероциклическими соединениями; и их комбинациями.

В дополнение к упомянутым выше примерам ИК чувствительных красителей ряд поглощающих красителей в ближней инфракрасной области может также быть введен в настоящие УФ закрепляющиеся чернила с ИК чувствительностью. Примеры подходящих поглощающих красителей в ближней инфракрасной области, которые могут быть введены в настоящие УФ закрепляющиеся чернила с ИК чувствительностью, включают, но этим не ограничивая, 2-((2-((2-хлор-3-(((1,3-дигидро-1,3,3-триметил-2H-индол-2-илиден) этилиден)-1-циклопентен-1-ил)этенил)-1,3,3-триметил-3H-индолия трифторметансульфонат; Cyasorb® IR-165 краситель в ближней ИК-области, American Cyanamid Co., Wayne, N.J. 07470 (максимальное поглощение при 1070 нм); и 4-((((3-((((2,6-бис(1,10-диметилэтил)-4H-тиопиран-4-илиден)метил)-2-метил)2-гидрокси-4-оксо-2-циклобутен-1-илиден)метил-2,6-бис(1,1-диметилэтил)

тиопирилия гидроксид, внутренняя соль, Pisgah Labs, Pisgah Forest, N.C.

В дополнение к конкретным красителям, перечисленным выше, другие подходящие красители с поглощением в ближней ИК-области для этого изобретения включают, но этим не ограничивая, приведенные ниже: гептаметинцианиновые красители с химической структурой (VII), приведенной ниже:

где R³ может быть H, галогеном, алкилом, арилом, алкокси, арилокси, тиоалкилом или тиоарилом; R⁴ и R⁵ независимо выбирают из H, алкила, арила, или они соединены мостиковой связью с образованием циклического присоединяемого фрагмента; каждый из R⁶-R¹³ независимо выбирают из H, алкиларила, или любые два смежных R⁶-R⁹ и любые два смежных R¹⁰-R¹³ могут образовывать конденсированный арил; каждый из R¹ и R² независимо выбирают из алкила, арила и замещенного алкила; X и Y, которые могут быть или могут не быть одинаковыми, каждый представлен формулой CR'R", где R', R" независимо выбирают из алкила, арила и замещенного алкила; X и Y, которые могут быть или могут не быть одинаковыми, каждый представлен формулой CR'R", где R', R" независимо выбирают из H, C₁-C₆ алкила, O, S, Se и Te. Выбор противоиона для катионных красителей определяется в основном требованиями к растворимости. Приемлемые противоионы включают, но этим не огранивая, трифлат, тозилат, перхлорат, гексафторфосфат, тетрафторборат, йодид, хлорид, бромид.

Дифениламиновые красители с химической структурой (VIII), приведенной ниже:

где каждый R¹-R⁸ независимо выбирают из C₁-C₆ алкила; X является замещенным 1,4-циклогексадиеном.

Скварилиевые красители со структурой (IX) или структурой (X), приведенные ниже:

где каждый R¹-R⁶ независимо выбирают из H, C₁-C₆ алкила; X и Y независимо выбирают из O, S, Se, Te, N-R7, где R7 выбирают из C₁-C₆ алкила.

где каждый R¹ и R² независимо выбирают из H, C₁-C₆ алкила; каждый X и Y независимо выбирают из O, S, Se, Te, N-R⁷, где R⁷ выбирают из C₁-C₆ алкила; каждый R³ и R⁴ независимо выбирают из алкила, арила или замещенного алкила. Кроме того, бензольные кольца в структуре (X) могут быть замещены.

Кроме того, согласно примеру одного варианта осуществления красители, поглощающие в ближней ИК-области, могут быть выбраны из группы, состоящей из:

где R¹-R⁴ являются независимо замещенными или незамещенными C₁-C₆ алкилами; A является замещенным или незамещенным фенилом, нафтилом, C₁-C₆ алкилом или C₇-C₁₀ аралкилом; Ar₂ и Ar₃ являются независимо замещенным или незамещенным фенилом или нафтилом; X является одновалентным анионом; и n принимает значение 1 или 2. В приведенных выше структурах красителей, поглощающих в ближней ИК-области, которые являются замещенными, замещение алкила, арила или аралкила независимо может быть осуществлено заместителями, которые включают, но этим не ограничивая, гидрокси, алкокси, хлор, бром, циано и амино. Подходящие красители, поглощающие в ближней ИК-области, включают, но этим не ограничивая, 2-(2-(3-((1,1-диметил-1,3-дигидро-3-фенил-2H-бенз(e)индол-2-илиден)этилиден)-2-фенил-1-циклогексен-1-ил)этенил)-1,1-диметил-3-фенил-1H-бенз(e)индолия п-толуолсульфонат (JC-1); 2-(2-(3-((1,1-диметил-1,3-дигидро-3-фенил-2H-бенз(e)индол-2-илиден)этилиден)-2-фенил-1-циклопентен-1-ил)этенил)-1,1-диметил-3-фенил-1H-бенз(e)индолия п-толуолсульфонат (JC-2); 2-(2-(3-((1,1-диметил-1,3-дигидро-3-фенил-2H-бенз(f)индол-2-илиден)этилиден)-2-фенил-1-циклогексен-1-ил)этенил)-1,1-диметил-3-фенил-1H-бенз(f)индолия п-толуолсульфонат (JC-3); 2-(2-(3-((1,1-диметил-1,3-дигидро-3- фенил-2H-бенз(f)индол-2-илиден)этилиден)-2-фенил-1-циклопентен-1-ил)этенил)-1,1-диметил-3-фенил-1H-бенз(f)индолия п-толуолсульфонат (JC-4); 2-(2-(3-((1,1-диметил-1,3-дигидро-3-фенил-2H-бенз(g)индол-2-илиден)этилиден)-2-фенил-1-циклогексен-1-ил)этенил)-1,1-диметил-3-фенил-1H-бенз(g)индолия п-толуолсульфонат (JC-5); 2-(2-(3-((1,1-диметил-1,3-дигидро-3-фенил-2H-бенз(g)индол-2-илиден)этилиден)-2-фенил-1-циклопентен-1-ил)этенил)-1,1-диметил-3-фенил-1H-бенз(g)индолия п-толуолсульфонат (JC-6).

Дополнительные примеры инфракрасных красителей могут быть найдены в монографиях "Infrared Absorbing Dyes", Matsuoka, Masaru, ed., Plenum Press (1990) (ISBN 0-306-43478-4) и "Near-Infrared Dyes for High Technology Applications", Daehne, S.; Resch-Genger, U.; Wolfbeis, O., Ed., Kluwer Academic Publishers (ISBN 0-7923-5101-0), содержание которых приводится здесь путем ссылки. Дополнительные примеры инфракрасных красителей, которые чувствительны в диапазоне длины волн от примерно 700 нм до 2000 нм, производятся фирмами H.W. Sands Сorporation, Sensient Chemicals, Yamamoto Chemicals, Midori Kogaku Co. Ltd., и Epolin Corporation.

Согласно примеру настоящего варианта осуществления упомянутые выше красители, поглощающие в ИК и ближней ИК-области, могут составлять от примерно 0,01 до 30,0% от УФ закрепляющихся чернил с ИК чувствительностью. Более конкретно, согласно примеру одного варианта осуществления красители, поглощающие в ИК и ближней ИК-области, составляют примерно 5,0% УФ закрепляющихся чернил с ИК чувствительностью. Кроме того, упомянутый выше краситель, поглощающий в ИК-области, может быть или полностью или частично растворим в образующихся УФ закрепляющихся чернилах.

Пример

Упомянутые выше компоненты избирательно смешивали с образованием УФ закрепляющихся чернил с ИК чувствительностью. Как только чернила были сформированы, исследовалась ИК чувствительность УФ закрепляющихся чернил как до, так и после УФ закрепления. Согласно примеру варианта осуществления первой была смешана УФ закрепляющаяся матрица Sartomer, приведенная в таблице 1 ниже.

Таблица 1 Ингредиент Процент по массе CN292 50,0% CN293 15,0% SR610 25,0% SR213 10,0% ИТОГО 100% Загрузка (г) Вязкость (спз) 270

После того, как была сформирована композиция упомянутой выше УФ закрепляющейся матрицы, ее использовали для формирования двух УФ закрепляющихся чернил с ИК чувствительностью. Композиция каждых УФ закрепляющихся чернил с ИК чувствительностью показана ниже в таблице 2.

Таблица 2 Состав Краситель Масса красителя (г) Фотоинициатор IR819 Смесь Sartomer Краситель % #1 sda8737 0,1001 0,05 1,869 4,96% #2 pj900np 0,1002 0,05 1,8541 5,00%

Как видно из таблицы 2, композиция #1 включает примерно 5,0% красителя с поглощением в ближней инфракрасной области в форме SDA8737. SDA8737 является цианиновым азокрасителем, поглощающим в инфракрасной области. Кроме того, 0,05 грамма фотоинициатора IR819 и 1,869 грамма упомянутой выше смеси Sartomer объединяли с sda8737 с образованием УФ закрепляющихся чернил с ИК чувствительностью #1.

Аналогично, композиция #2 включала объединенные примерно 5,0% поглощающего в инфракрасной области фталоцианинового красителя pj900np с примерно 0,05 грамма фотоинициатора IR819 и 1,8541 грамма упомянутой выше смеси Sartomer с образованием УФ закрепляющихся чернил с ИК чувствительностью #2.

После образования композиции УФ закрепляющиеся чернила с ИК чувствительностью #1 и #2 наносили на оборотную сторону субстрата с использованием спирального ракеля, часто называемого Meyer rod, с получением покрытия с толщиной примерно 6 микрон. Затем была измерена ИК чувствительность влажного покрытия с использованием лазерного ИК-датчика, настроенного на излучение с длиной волны примерно 940 нм. После того, как оценивали ИК чувствительность влажного покрытия, покрытие затем подвергали закреплению с использованием системы Fusion UV System с образованием царапиноустойчивого покрытия. После закрепления ИК чувствительность покрытия снова измеряли с использованием лазерного ИК-датчика, настроенного на излучение с длиной волны примерно 940 нм. На фиг.2 приведены результаты измеренной ИК чувствительности.

Как показано на фиг.2, показание ИК-датчика для композиции #1 во влажном состоянии давали показание ИК чувствительности примерно 0,41 вольта и показание ИК чувствительности примерно 0,34 вольта после закрепления. Следовательно, ИК чувствительность красителя не испытывает существенного количества фотохимического разложения в процессе закрепления. Аналогично, как показано на фиг.2, композиция #2 давала показание ИК чувствительности примерно 1,53 вольта в незакрепленном состоянии и примерно 1,26 вольта после закрепления. Эти результаты иллюстрируют устойчивость к фотохимическому разложению при УФ интенсифицированном процессе закрепления.

В заключение необходимо отметить, что здесь раскрыты настоящая система и способ для формирования УФ закрепляющихся чернил, содержащих ИК чувствительные красители, с сохранением их ИК чувствительности (то есть неподвергающиеся фотохимическому разложению) даже после воздействия излучения высокой интенсивности, используемого для закрепления. Более конкретно, согласно примеру одного варианта осуществления УФ закрепляющиеся чернила с ИК чувствительными красителями, которые сохраняют свою ИК чувствительность, включают УФ закрепляющуюся матрицу, УФ фотоинициатор и ИК чувствительный краситель. В результате настоящие УФ закрепляющиеся чернила могут быть использованы для надежного нанесения ИК чувствительного красителя на требуемую среду для любых целей, включая отслеживание и/или установление подлинности объекта.

Предшествующее описание было представлено только для иллюстрации и описывает примеры осуществления вариантов настоящей системы и способа. Предполагается, что любая конкретно описанная система или способ не являются исчерпывающими или огранивающими. Многие модификации или разновидности являются возможными в свете приведенного выше раскрытия изобретения. Предполагается, что объем системы и способа определяется следующей формулой изобретения.

Изобретение относится к чувствительным к инфракрасному (ИК) излучению чернилам, находящим применение для отслеживания и установления подлинности различных объектов. Описываются закрепляющиеся под действием ультрафиолета чернила с ИК чувствительностью, включающие: закрепляющуюся под действием ультрафиолетового (УФ) света матрицу, включающую любое число из эпоксидных и/или акрилатных олигомеров; УФ фотоинициатор; и ИК чувствительный краситель. Описывается также система для нанесения указанных УФ закрепляющихся чернил с ИК чувствительностью. Предложенные чернила по сравнению с известными не закрепляющимися ИК чувствительными чернилами обладают повышенной износостойкостью и водостойкостью и улучшают экологию вследствие исключения выбросов растворителя. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 2 ил., 2 табл.

1. Закрепляющиеся под действием ультрафиолета (УФ) чернила с инфракрасной (ИК) чувствительностью, включающие
закрепляющуюся под действием ультрафиолетового (УФ) света матрицу, включающую любое число из эпоксидных и/или акрилатных олигомеров;
УФ фотоинициатор; и
ИК чувствительный краситель.

2. УФ закрепляющиеся чернила по п.1, в которых указанная закрепляющаяся под действием УФ света матрица включает один из эпоксидных олигомеров или акрилатных олигомеров.

3. Чернила по п.1, в которых указанная закрепляющаяся под действием УФ света матрица включает
смесь мономерных, димерных и олигомерных УФ акрилатов;
и смесь монофункциональных, бифункциональных и многофункциональных УФ акрилатов.

4. Чернила по п.1, в которых указанная закрепляющаяся под действием УФ света матрица включает бис-А эпоксиакрилат, бис-А эпоксиакрилат с 40% трипропиленгликольдиакрилата, бис-А эпоксиакрилат с 20% трипропиленгликольдиакрилата, ароматический эпоксиакрилат, полиэтиленакрилатный олигомер, алифатический уретанакрилатный олигомер со связанным силиконом, эпоксиакрилат, диакрилаты металлов, диэтиленгликольдиакрилат, полиэтиленгликоль (PEG) 600 диакрилат, 1,4-бутандиолдиакрилат, 1,6-гександиолдиакрилат, этиоксилированный ТМР-триакрилат, пентаэритриттриакрилат, тетрагидрофурфурилакрилат, акрилаты металлов или 2-(2-этоксиэтокси)этилакрилат.

5. Чернила по п.1, в которых указанная закрепляющаяся под действием УФ света матрица составляет примерно от 50 до 99% от указанных УФ закрепляющихся чернил.

6. Чернила по п.1, в которых указанная закрепляющаяся под действием УФ света матрица включает
примерно 50,0% Sartomer CN292 по массе;
примерно 15,0% Sartomer CN293 по массе;
примерно 25,0% Sartomer SR610 по массе; и
примерно 10,0% Sartomer SR213 по массе.

7. УФ закрепляющиеся чернила по п.1, дополнительно включающие один органический или неорганический краситель или пигмент, предназначенный для придания обнаруживаемого цвета УФ закрепляющимся чернилам.

8. УФ закрепляющиеся чернила по п.1, в которых указанный УФ фотоинициатор включает один из альфа-гидроксикетона, альфа-аминокетона, бис-ацилфосфиноксидного (ВАРО) инициатора, бензофенона, акрилатных синергистов аминов или альфа-гидроксипропанона.

9. Чернила по п.1, в которых указанный УФ фотоинициатор составляет примерно от 0,01 до 15,0% указанных УФ закрепляющихся чернил.

10. Чернила по п.1, в которых указанный ИК чувствительный краситель является, по меньшей мере, частично растворимым в указанных УФ закрепляющихся чернилах.

11. Чернила по п.1, в которых указанный ИК чувствительный краситель включает краситель, поглощающий в ИК-области.

12. Чернила по п.1, в которых указанный ИК чувствительный краситель включает краситель, поглощающий в ближней ИК-области.

13. Чернила по п.1, в которых указанный ИК чувствительный краситель составляет примерно от 0,01 до 30,0% от указанных УФ закрепляющихся чернил.

14. Система для нанесения УФ закрепляющихся чернил (160) с ИК чувствительностью по п.1, включающая:
субстрат-носитель для среды (180);
распределитель материала, расположенный рядом с указанным субстратом-носителем для среды;
аппликатор УФ излучения (190), расположенный рядом с указанным субстратом-носителем для среды; и
резервуар для чернил, прикрепленный к указанному распределителю материала;
в которой указанный резервуар для чернил служит для подачи УФ закрепляющихся чернил (160) с ИК чувствительностью по п.1 в указанный распределитель материала.