ЗАЩИТНЫЙ ЭЛЕМЕНТ Российский патент 2011 года по МПК B41M1/10 C09D11/00 B42D15/00 

Данное изобретение относится к термохромной печатной краске для глубокой печати, к носителю данных с печатным изображением, выполненным способом глубокой печати с использованием такой печатной краски, а также к способу изготовления указанной печатной краски и указанного носителя данных.

Использование термохромных материалов для защиты ценных документов давно известно из уровня техники. Например, в публикации ЕР 0827457 В1 описан носитель данных, фоновый слой которого может быть отпечатан способами трафаретной, флексографской или фотогравюрной печатей и может содержать термохромные вещества. Однако в этой публикации нет данных об использовании термохромных веществ для способа глубокой печати.

Поэтому целью настоящего изобретения является предоставление термохромной печатной краски для глубокой печати и создание носителя данных с печатным изображением, выполненным способом глубокой печати с использованием указанной печатной краски.

Кроме того, целью настоящего изобретения является предоставление способа изготовления такой печатной краски и такого носителя данных.

Поставленные задачи были решены благодаря признакам, раскрытым в независимых пунктах формулы изобретения. Усовершенствования указанных признаков представлены в зависимых пунктах формулы.

Согласно настоящему изобретению носитель данных может представлять собой любой предмет, предназначенный для защиты, например фирменные изделия или ценные документы. Согласно настоящему изобретению носители данных представляют собой в основном банкноты, но также могут представлять собой акции, сертификаты, марки, чеки, чековые и кредитные карточки, удостоверения личности, паспорта, входные и проездные билеты, авиабилеты и т.д., а также этикетки, печати, упаковку и прочие элементы защиты продукции. Итак, в дальнейшем упрощающий термин "носитель данных" будет обозначать документы указанного вида.

Согласно настоящему изобретению термохромная печатная краска для глубокой печати содержит микрокапсулированную трехкомпонентную смесь, состоящую по меньшей мере из одного донора электронов, по меньшей мере одного акцептора электронов и по меньшей мере одного растворителя.

Предпочтительно, чтобы донор электронов представлял собой богатый электронами органический пигмент, особенно предпочтителен лейкокраситель. В качестве лейкокрасителей главным образом используют спиролактоны, флуораны, спиропираны или фульгиды.

Предпочтительно, чтобы в качестве акцептора электронов применялась слабая кислота. Также подходят, например, бисфенол А, алкил р-гидроксибензоат, 1,2,3-триазол и 4-гидроксикумарин.

Предпочтительно, чтобы в качестве растворителя применялся полярный растворитель. Для этого подходят, например, спирты, кетоны, сложные и простые эфиры.

Три компонента - акцептор электронов, донор электронов и растворитель - микрокапсулированы вместе, предпочтительно с желатином.

В зависимости от желаемого цветового эффекта можно комбинировать подходящие компоненты. Кроме того, можно применять также смеси акцепторов электронов, доноров электронов и/или растворителей. Кроме того, можно смешивать различные микрокапсулированные трехкомпонентные смеси.

Термохромным эффектом называется эффект, заключающийся в том, что под воздействием температуры цвет рассматриваемого материала, в данном случае печатной краски или печатного изображения, обратимо меняется при определенной температуре перехода. В данном случае могут происходить следующие изменения цвета: цветной - бесцветный, бесцветный - цветной, один цвет - другой цвет.

Предпочтительно, чтобы микрокапсулированная трехкомпонентная смесь была согласована таким образом, чтобы ниже температуры перехода она была цветной, предпочтительно черной, а при более высокой температуре - бесцветной. В некоторых случаях может оказаться целесообразным использование такой трехкомпонентной смеси, которая является бесцветной при температуре ниже температуры перехода и цветной, предпочтительно черной, при температуре выше температуры перехода. Предпочтительно, чтобы температура перехода микрокапсулированной трехкомпонентной смеси лежала в пределах от -10°С до 60°С, особенно предпочтительно в пределах от 25°С до 60°С.

Согласно настоящему изобретению печатная краска специально подобрана для способа глубокой печати.

При глубокой печати применяют печатные формы, на поверхности которых выполнены вытравленные или выгравированные углубления, в которых находится печатная краска. Указанная печатная краска является вязкой, почти пастообразной, так что степень вязкости составляет выше среднего значения. В процессе печати к краске восприимчивы только углубления, выполненные на поверхности печатной формы, в то время как непосредственно сама поверхность печатной формы краски не содержит. Это достигается тем, что после нанесения краски поверхность печатной формы очищают от избытка печатной краски посредством либо цилиндра для удаления краски, либо ракеля.

Во время непосредственно процесса печати носитель данных, на котором будут печатать, под высоким давлением прижимают к печатной форме посредством пресс-цилиндра с эластичной поверхностью. При этом сжимаемый, по меньшей мере частично, носитель данных, обычно состоящий из бумаги, прижимают к наполненным краской углублениям печатной формы, благодаря чему он соприкасается с печатной краской. При отделении носителя данных от печатной формы он вытягивает печатную краску из углублений. Изготовленное таким способом печатное изображение имеет участки, покрытые слоем краски разной толщины, в зависимости от глубины гравировки печатной формы. Благодаря высокой вязкости печатной краски возможна очень большая толщина слоя перенесенной печатной краски. Печатная краска рельефно лежит на бумаге и передает характерное ощущение.

Благодаря высокому давлению в зоне печатного контакта, материал подложки получает дополнительную выпуклость, проявляющуюся также с обратной стороны носителя данных. Если гравировка печатной формы достаточно глубока, то благодаря выпуклости и сильной прорисовке носитель данных, отпечатанный способом глубокой печати, получает печатное изображение, образующее воспринимаемый на ощупь рельеф. На незапечатанных, не покрытых краской участках поверхности носителя данных высокое давление в процессе печати действует подобно каландрированию, что приводит к сжатию и сглаживанию поверхности носителя данных. Благодаря этим признакам оттиски, выполненные способом глубокой печати, всегда можно отличить от оттисков, выполненных другими способами.

Помимо микрокапсулированной трехкомпонентной смеси печатная краска содержит подходящее связующее вещество, а также, при необходимости, наполнители, сиккативы, лаки и разбавители.

В предпочтительном варианте реализации изобретения печатная краска содержит микрокапсулированную трехкомпонентную смесь с массовой долей от 10% до 40%, предпочтительно от 25% до 35%.

Предпочтительно, чтобы весовое соотношение между трехкомпонентной смесью и связующим веществом составляло от 1:6 до 2:1. Подходящими связующими веществами являются смолы и масла.

В качестве сиккативов можно использовать смесь октоатов Mn/Со, в качестве разбавителей - минеральные масла с высокой температурой кипения, а в качестве лаков - вареные смолы. В качестве наполнителей подходят СаСО₃, BaSO₄ и TiO₂.

Согласно настоящему изобретению для изготовления печатной краски микрокапсулированную трехкомпонентную смесь смешивают непосредственно в качестве пигмента или водной суспензии с подходящим связующим веществом и, при необходимости, с добавками, например наполнителями, растворителями, лаками, разбавителями, сиккативами и т.д.

В еще одном предпочтительном варианте реализации изобретения печатная краска дополнительно содержит один или несколько цветных пигментов и/или эффектных пигментов. Весовое соотношение между цветными пигментами и трехкомпонентной смесью предпочтительно составляет от 1:40 до 1:1. Весовое соотношение между эффектным пигментом и трехкомпонентной смесью предпочтительно составляет от 1:40 до 1:2.

Присутствие в печатной краске цветных и/или эффектных пигментов в комбинации с термохромным цветом позволяет получить еще более привлекательные цветовые эффекты. Например, в печатной краске можно комбинировать желтый пигмент и трехкомпонентную смесь, изменяющую свой цвет от синего до бесцветного при повышении температуры. При температуре ниже температуры перехода наблюдатель распознает зеленый цвет, а при температуре выше температуры перехода - желтый цвет.

Согласно настоящему изобретению печатная краска должна иметь совершенно определенную консистенцию: быть пастообразной и иметь высокую степень вязкости, чтобы быть пригодной для способа глубокой печати. Предпочтительно, чтобы вязкость составляла от 100 Па·с до 600 Па·с при 20°С и скорости сдвига 4 с^-1, особенно предпочтительно от 200 Па·с до 500 Па·с при 20°С и скорости сдвига 4 с^-1.

Согласно настоящему изобретению печатное изображение, выполненное способом глубокой печати при помощи печатной краски, можно выполнить либо непосредственно на носителе данных, либо подготовить на отдельной основе. При этом не накладывается никаких ограничений на материалы, применяемые для носителя данных или отдельной основы в качестве подложки, на которой расположено печатное изображение. Тем не менее, предпочтительно использовать бумагу или пластик, в том числе в виде пленок. В качестве отдельной основы можно использовать, например, самонесущую этикетку.

Напечатанный носитель данных может представлять собой, например, защищенные от подделки бумагу или документ, в частности банкноту, а также упаковку изделия. Разумеется, согласно настоящему изобретению другие носители данных, нуждающиеся в защите, также могут быть снабжены защитным элементом с целью обеспечения безопасности.

Согласно настоящему изобретению, при необходимости, над и/или под термохромным печатным изображением можно поместить дополнительные слои.

В предпочтительном варианте реализации изобретения поверх термохромного печатного изображения напечатан слой, состоящий из оптически изменяющегося материала и/или из термохромного жидкокристаллического материала.

Под различными углами наблюдения оптически изменяющийся материал способствует восприятию разного цвета. Такой эффект иногда называют также эффектом изменения цвета. Особенно подходящими оказались цветовые переходы от зеленого к синему и от медного цвета к зеленому.

Речь идет предпочтительно о жидкокристаллических материалах. Предпочтительно, в частности, чтобы этот материал обладал свойствами поляризации света. В частности, свойствами поляризации света обладают сшитые жидкокристаллические материалы, обладающие эффектом изменения цвета в отсутствие термохромных эффектов.

Альтернативой жидкокристаллическим оптически изменяющимся материалам могут служить тонкопленочные пигменты с эффектами интерференции, например известный IRIODIN®. IRIODIN® представляет собой перламутровые пигменты, покрытые оксидом металла.

Термохромный жидкокристаллический материал и оптически изменяющийся материал, как правило, представляют собой прозрачные материалы, особенно прозрачные пигменты, и не имеют или почти не имеют собственного цвета, так что визуально заметный оптический эффект этих пигментов очень сильно зависит от фона. На диффузно отражающем белом или светлом фоне эти пигменты едва проявляются, поскольку диффузно отраженный рассеянный свет накладывается на эффект изменения оптических свойств. С другой стороны, на темном фоне игра цвета этих пигментов подчеркивается особенно хорошо, поскольку этот фон поглощает проходящее излучение. При этом особенно привлекательные оптические эффекты получаются, если жидкокристаллический термохромный материал или оптически изменяющийся материал помещен на темном, предпочтительно черном фоне. При этом предпочтительно, чтобы термохромное печатное изображение было устроено так, чтобы показывать изменение цвета от черного к бесцветному. При этом предпочтительно, чтобы печатное изображение было непрерывным, но оно может быть выполнено также в виде узоров и/или символов.

Согласно настоящему изобретению печатное изображение отличается легко различимым термохромным эффектом и дополнительно защищено от подделки, особенно от копирования, благодаря ощущению, возникающему вследствие глубокой печати. В соответствии с предложенным изобретением, использование печатной краски позволяет отказаться от трафаретной печати, которая прежде была необходима при применении термохромных красок, а в процессе печати возникают термохромные эффекты и выпуклости на подложке, характерные для глубокой печати. Кроме того, посредством глубокой печати можно реализовать очень тонкие линейные узоры или микротексты, которые не достижимы при трафаретной печати. В то же время уменьшение длительности обработки и экономия на дополнительных устройствах печати ведут к существенному снижению расходов.

Пример 1 реализации изобретения

Исходное соединение представляет собой микрокапсулированную трехкомпонентную смесь Матсуи 25 Фаст Блэк. При этом массовая доля пигмента в такой суспензии составляет 70%, а массовая доля воды - 30%. Это позволяет получить настолько концентрированную суспензию, что будет виден пигмент. Сухой пигмент с массовой долей 23% растирают с прозрачными белилами (связующее вещество с наполнителем, №9 SL 0700, фирма SICPA) с массовой долей 62,5%. Далее, в эту смесь добавляют октоат Mn/Со (сиккатив, №870950, фирма SICPA) с массовой долей 2,3%, лак НТ (лак, №850090, фирма SICPA) с массовой долей 9,3%, и минеральные масла с высокой температурой кипения (разбавитель, №859041, фирма SICPA) с массовой долей 2,9%.

Контрольный оттиск выполняют на мини - Орлоф на хлопковой бумаге.

Пример 2 реализации изобретения

Микрокапсулированную трехкомпонентную смесь Матсуи 25 Фаст Блэк с массовой долей 32,5% смешивают со следующими компонентами: с прозрачными белилами (связующее вещество с наполнителем, №9 SL 0700, фирма SICPA) с массовой долей 39,2%, со смесью октоата Mn/Со (сиккатив, №870950, фирма SICPA) с массовой долей 2,3%, с лаком НТ (лак, №850090, фирма SICPA) с массовой долей 23,2% и с минеральными маслами с высокой температурой кипения (разбавитель, №859041, фирма SICPA) с массовой долей 2,8%.

Контрольный оттиск выполняют на мини - Орлоф на хлопковой бумаге.

Ниже более подробно и со ссылками на чертежи объясняются дополнительные преимущества и примеры реализации настоящего изобретения. Показанные на чертежах пропорции могут не соответствовать действительности, так как служат в первую очередь для большей наглядности.

На чертежах показано следующее.

На фиг.1 показан защищенный от подделки документ, имеющий печатное изображение в соответствии с изобретением.

На фиг.2, 3 показаны различные варианты реализации защищенного документа в поперечном сечении.

Для наглядности изобретение будет более подробно объясняться на примере банкноты.

На фиг.1 изображена такая банкнота 1, состоящая из бумаги или пластика и имеющая термохромное печатное изображение 2, выполненное способом глубокой печати в форме квадрата на передней стороне банкноты и состоящее из соответствующей изобретению печатной краски. Конечно, банкнота 1 может иметь дополнительные защитные признаки, например водяные знаки, защитные нити, люминесцентные или магнитные надпечатки и т.д.

Термохромное печатное изображение 2 также может иметь дополнительные слои, которые по одному или в сочетании с другими слоями печатного изображения создают дополнительные эффекты, различимые оптически или считываемые машиной.

Далее приведено подробное описание некоторых предпочтительных вариантов реализации изобретения со ссылками на фиг.2 и 3, на которых изображена банкнота 1 в поперечном сечении вдоль штрихпунктирной линии А-А, чтобы наглядно показать слоистую структуру печатного изображения 2.

На фиг.2 показана бумажная или пластиковая подложка 3 банкноты 1, которая снабжена печатным изображением, выполненным способом глубокой печати с применением печатной краски 4 согласно изобретению. Толщина слоя печатной краски 4 предпочтительно составляет от 6 до 20 мкм. Глубокая печать может быть выполнена либо непрерывной, либо в виде символов или узоров. Во время процесса печати прессованием выдавливают на подложке рельеф, образующий выпуклости 7, характерные для глубокой печати. Примерно при 25°С (температура перехода) термохромная печатная краска демонстрирует изменение цвета от черного к бесцветному. Предпочтительно, чтобы соответствующее изобретению печатное изображение представляло собой сплошное изображение или отличалось очень тонкими линиями. Печатные формы, подходящие для изготовления сплошных печатных изображений способом глубокой печати, описаны в публикациях ЕР 1117537 В1 и ЕР 1119457 В1.

На фиг.3 показана слоистая структура, в которой соответствующее изобретению печатное изображение комбинируется с дополнительными слоями. На первой стадии подложку 3 способом офсетной печати снабжают надпечаткой 5 в виде узоров и/или символов. Предпочтительно, чтобы толщина слоя офсетной надпечатки составляла от 0,8 до 1,5 мкм. Надпечатка может быть одно- или многоцветной, но предпочтительна черная надпечатка. Слой 4 краски представляет собой соответствующую изобретению печатную краску, нанесенную способом глубокой печати, которая при окружающей температуре имеет темный, предпочтительно черный цвет, а при температуре ниже температуры перехода становится бесцветной. Пропечатанный слой является непрерывным. Предпочтительно, чтобы толщина этого слоя составляла от 6 до 20 мкм. Разумеется, можно также использовать смесь, состоящую из соответствующих изобретению печатных красок с разными температурами перехода или нанести разные печатные краски на различные участки. Например, вполне можно использовать обычную для глубокой печати технику закрашенного обреза.

Над указанным слоем 4 способом трафаретной печати создают печатный слой 6, содержащий жидкокристаллический оптически изменяющийся материал. Предпочтительно, чтобы толщина этого слоя, созданного способом трафаретной печати, составляла от 8 до 20 мкм.

Если окружающая температура ниже температуры перехода термохромной печатной краски, то печатное изображение 2 представляется наблюдателю в виде блестящего слоя с меняющимся цветом. Цветовой кипп - эффект можно отнести на счет жидкокристаллического оптически изменяющегося материала, для которого черная печатная краска служит в качестве сплошного фона.

В случае, когда окружающая температура выше температуры перехода, печатная краска становится бесцветной и прозрачной, или по меньшей мере просвечивающейся, так что становится видимым самый нижний информационный слой 5. Наблюдатель распознает введенную там информацию.

Особенно предпочтительны варианты реализации изобретения, в которых офсетная надпечатка 5 также выполнена термохромной. При соответствующем выборе температуры перехода надпечатки 5 и глубокой печати 4 можно установить термохромный каскад. В этом случае предпочтительно, чтобы температура перехода офсетной надпечатки составляла примерно 35°С, а температура перехода глубокой печати была около 25°С.

В дальнейших вариантах реализации изобретения термохромное печатное изображение 2 и/или по меньшей мере один из дополнительных слоев также может проявлять дополнительные видимые свойства и/или свойства, которые можно проверить машинным способом, например электропроводность, магнетизм, люминесценция и т.д. Чтобы придать соответствующему печатному изображению свойства электропроводности, достаточно, например, добавить к используемым печатным краскам достаточное количество сажевых пигментов. Особенно фон должен иметь темный, предпочтительно черный собственный цвет, поэтому придать ему магнитные свойства можно весьма простым способом, применив темные магнитные пигменты вместо цветных пигментов.

В некоторых вариантах реализации изобретения, которые при использовании подвергаются сильным механическим или химическим нагрузкам, целесообразно покрыть надпечатку защитным слоем. Защитный слой может представлять собой ламинированную пленку, покрывающую защитный элемент, или защитный слой лака. При этом защитный слой лака можно нанести либо непрерывно на всю поверхность, либо на участки поверхности. В системе лакирования можно применять, например, ультрафиолетовые, гибридные, масляные или дисперсионные лаки одно- или двухкомпонентного типа. Защитный слой лака предпочтительно надпечатывают, например, посредством флексографской или офсетной печати.

Изобретение относится к термохромной печатной краске для глубокой печати, к носителю данных с печатным изображением, выполненным способом глубокой печати с использованием такой печатной краски, а также к способу изготовления указанной печатной краски и указанного носителя данных. Термохромная печатная краска для глубокой печати содержит микрокапсулированную трехкомпонентную смесь с массовой долей от 25% до 40%, состоящую по меньшей мере из одного донора электронов, по меньшей мере одного акцептора электронов и по меньшей мере одного растворителя. Предложенная термохромная печатная краска обеспечивает получение изображения с тонким линейным узором и микротекстом, которое характеризуется легко различимым термохромным эффектом и выпуклой формой, которая создает защитный эффект от подделки. 5 н. и 16 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Термохромная печатная краска для глубокой печати, отличающаяся тем, что она содержит микрокапсулированную трехкомпонентную смесь с массовой долей от 25 до 40%, состоящую по меньшей мере из одного донора электронов, по меньшей мере одного акцептора электронов и по меньшей мере одного растворителя.

2. Печатная краска по п.1, отличающаяся тем, что она демонстрирует обратимое изменение цвета.

3. Печатная краска по п.1, отличающаяся тем, что донор электронов представляет собой органический пигмент, предпочтительно лейкокраситель.

4. Печатная краска по п.3, отличающаяся тем, что лейкокраситель выбран из следующей группы: спиролактон, флуоран, спиропиран и фульгид.

5. Печатная краска по п.1, отличающаяся тем, что акцептор электронов представляет собой слабую кислоту.

6. Печатная краска по п.5, отличающаяся тем, что слабая кислота выбрана из следующей группы: бисфенол А, алкил п-гидроксибензоат и 1,2,3-триазол, 4-гидроксикумарин.

7. Печатная краска по п.1, отличающаяся тем, что растворитель представляет собой полярный растворитель, предпочтительно выбранный из следующей группы: спирт, кетон, сложный и простой эфиры.

8. Печатная краска по п.1, отличающаяся тем, что при температуре ниже температуры перехода она имеет цвет, а при температуре выше указанной температуры перехода - бесцветна.

9. Печатная краска по п.1, отличающаяся тем, что температура перехода находится в пределах от -10 до +60°С.

10. Печатная краска по п.1, отличающаяся тем, что она содержит по меньшей мере один цветной пигмент.

11. Печатная краска по п.1, отличающаяся тем, что весовое соотношение между трехкомпонентной смесью и связующим веществом составляет от 1:6 до 2:1.

12. Печатная краска по п.1, отличающаяся тем, что она пастообразна.

13. Печатная краска по п.1, отличающаяся тем, что она имеет вязкость от 100 до 600 Па·с при 20°С и скорость сдвига 4 с^-1.

14. Носитель данных с печатным изображением, отличающийся тем, что печатное изображение выполнено способом глубокой печати с использованием печатной краски по любому из пп.1-13.

15. Носитель данных по п.14, отличающийся тем, что под печатным изображением находится по меньшей мере частично темный, предпочтительно черный, фон.

16. Носитель данных по п.14, отличающийся тем, что над печатным изображением находится слой, состоящий из термохромного жидкокристаллического материала или оптически изменяющегося материала.

17. Носитель данных по п.14, отличающийся тем, что оптически изменяющийся материал является жидкокристаллическим.

18. Носитель данных по п.14, отличающийся тем, что он представляет собой защищенную от подделки бумагу, защищенный от подделки документ, или упаковку для изделия.

19. Способ изготовления носителя данных, отличающийся тем, что берут подложку, на подложку наносят печать способом глубокой печати, используя печатную краску по любому из пп.1-13.

20. Способ изготовления печатной краски, отличающийся тем, что микрокапсулированную трехкомпонентную смесь, состоящую по меньшей мере из одного донора электронов, по меньшей мере одного акцептора электронов и по меньшей мере одного растворителя, смешивают в качестве пигмента или водной суспензии со связующим веществом.

21. Применение печатной краски по любому из пп.1-13 в качестве печатной краски для способа глубокой печати.