CN101372566B - 一种可辐射固化的光学防伪油墨及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可辐射固化的光学防伪油墨及其制备方法，油墨由至少一种具有光学防伪特征的颜料、至少一种在其主链或支链上带有至少一种具有手性特征的基团的化合物和至少一种具有内消旋介晶结构的可聚合化合物和至少一种引发剂组成。其制备方法为：将原料装入玻璃容器后，在20-200℃下进行充分搅拌，待冷却后即制得可辐射固化的光学防伪油墨。本发明的防伪油墨可直接通过视觉加以鉴别，本发明油墨印刷的图案可同时产生光学变色防伪效果及偏光反射特征，因此本发明的防伪油墨具有制备方法简单，鉴别简单及防伪效果和防伪功能好等优点。

Description

一种可辐射固化的光学防伪油墨及其制备方法

技术领域：

本发明涉及一种防伪油墨及其制备方法，特别的是一种具有视觉上可见的光学防伪特征的防伪油墨及其制备方法，该油墨是采用辐射固化的方式来使油墨得到固化的。

背景技术：

采用各类光学上可变化的油墨作为有价证券的防伪手段已经得到了广泛的应用，且大部分的货币及证件也已经依靠这种光学特征进行防伪。传统的光学防伪油墨是将具有光学防伪特征的颜料以物理混合的方式添加入油墨连接料体系中。目前使用的具有光学防伪油墨有光可变油墨(OVI)，光致变色油墨、热敏温变油墨等。由于这些油墨主要是依靠颜料的本身物理或化学特性决定了油墨的防伪特征，而占油墨绝大部分的连接料只是起了一个载体的作用，并未与颜料结合起来共同构成油墨的光学防伪体系，因此，只要获得颜料就能仿制出油墨，导致了油墨防伪功能的减弱，存在易仿性和非特异性等缺点。

目前，这些具有光学防伪特征的油墨已广泛应用，原料也较易获得，因此，其防伪效果受到影响。如中国专利CN1375528A公开的一种随视角变换颜色的光可变油墨，用于防伪印刷，但其所采用的光学变色颜料在市场上已经相对容易获取，难于用于高端防伪。中国专利CN1155564A公开了的一种热敏性防伪印刷油墨，其实际上也是属于将温变颜料添加入普通油墨连接料中，起到防伪作用。针对目前伪造技术的进步，这些单纯依靠颜料防伪的手段已不能跟上要求越来越高的防伪需求。如能将功能性光学防伪颜料与其它材料相结合增加新的防伪功能，将会进一步提升防伪效果。

发明内容：

本发明的目的是提供一种针对现有光学防伪油墨防伪力度不够的缺陷，能有效增强光学防伪特征防伪能力的新型防伪油墨；

本发明的另一目的在于提供这种新型防伪油墨的制备方法。

本发明是通过如下技术方案实现的：

本发明为一种可辐射固化的光学防伪油墨。油墨印刷后通过紫外线光固化或电子束交联固化。油墨由至少一种具有光学防伪特征的颜料、至少一种在其主链或支链上带有至少一种具有手性特征的基团的化合物和至少一种具有内消旋介晶结构的可聚合化合物和至少一种引发剂组成。

其中所述光学防伪特征颜料可从两方面选择。

所述的防伪特征颜料是自身会产生色彩变化的颜料。这种颜料可以是采用化学或物理沉积法制得的光学变色颜料(OVP)、具有金属色彩效果的金属颜料或珠光颜料等常用光学防伪颜料。颜料均具有随视角变化产生色彩变化的衍射特征。其中根据颜料性能的不同，随视角变色的效果也不相同，但只要具有这类衍射效果的颜料都应适用于本发明。

所述的防伪特征的颜料是通过外加条件可产生色彩变化的颜料。外加条件包括强光照射、磁场、电场或温度变化等一切外部条件。可选用的颜料包括热敏感温变色颜料、微胶囊型电子墨水用颜料、光致变色颜料等会产生颜色转变的功能性颜料。

连接料所采用的化合物中至少为一种具有内消旋介晶结构的可聚合化合物。可聚合基团优选：

中的一种或多种。

内消旋介晶结构的可聚合化合物在本发明中优选以下几种化合物，但不仅限于以下几种化合物：

油墨中的连接料所采用的化合物中至少有一种化合物在其主链或支链上带有至少一种具有手性特征的基团。手性基团优选自胆固醇、脱水甘露糖醇、1-苯基乙烷-1，2-二醇、1，2-二苯基乙烷-1，2-二醇、脱水山梨醇、薄荷醇、氢化苯偶姻等化合物的衍生物，还可以是以下化合物的衍生物。

其中，具有手性特征的基团的化合物优选具有可聚合基团的化合物。优选的化合物为：

本发明进一步优选的是含有表面活性剂的油墨组分。合适的表面活性剂是非离子表面活性剂，如购自DUPONT公司的Zonyl FSN。

本发明的油墨通过将其暴露于辐射源下可在极短的时间里产生固化。辐射源可以是UV光(包括UVA和UVB)，IR光或可见光。也可以是通过X射线或γ射线进行照射。或者是采用高能粒子如离子或电子进行照射。其中优选的是通过UV光辐射来进行。

作为辐射源，可以使用单个的UV灯或一组UV等。如果使用高功率的UV灯可以降低油墨固化时间。另一个可以采用的辐射源是激光器，如UV激光器、IR激光器或可见光激光器。

油墨的固化需要在一种能够吸收辐射波长的引发剂的存在下进行。如利用UV光进行油墨固化，可以使用光引发剂，它们在UV辐射下分解得到自由基或离子以引发油墨的聚合反应使油墨固化。

在本发明中，如果油墨采用具有丙烯酸或甲基丙烯酸基团的化合物制备，优选使用自由基光引发剂，如果采用乙烯基和环氧化合物基团的化合物制备，优选使用阳离子光引发剂。

作为用于自由基反应的光引发剂，可以使用汽巴公司的Irgacure 369、Irgacure 1173、Irgacure 184或长沙新宇化工的TPO、ITX等，而在阳离子反应的情况下，可以使用Gencure 440、Gencure 550等。

在油墨组分中优选包含0.01-20％的引发剂，优选是1％-10％的引发剂。UV光引发剂是优选的，尤其是自由基光引发剂。同时，为了提高油墨的UV光固化速度，可以在固化时采用通惰性气体等方式来隔绝或降低印品周围的氧气，以提高印刷效率。

为了增加油墨固化后的交联度，在油墨组分中可加入多官能团的非介晶的可聚合化合物。这些化合物可以从Basf、Sartomer等公司的产品中找到。

本发明所述可辐射固化的光学防伪油墨的制备方法为：将原料装入玻璃容器后，在20-200℃下进行充分搅拌，待冷却后即制得可辐射固化的光学防伪油墨。

由于本发明的油墨中所涉及的各组分化合物具体组分及数量不同，且本专业的技术人员可通过常规辐射固化油墨的试验工艺得到相关参数并根据实际印刷情况加以完善，因此，本发明的具体参数并不仅限于本发明说叙述的内容，所有与本发明在权利要求中相似的内容都应归于本发明的权利要求之中。本发明开发的油墨，在印刷后具有明显的光学防伪特征，可方便地通过视觉加以鉴别。

该油墨采用的固化体系是辐射固化体系(辐射固化包含紫外线固化和电子束固化)，可以在辐射后瞬时完成固化。现有的辐射固化光学防伪油墨的特点在于光学防伪效果主要由油墨中的光学防伪颜料来体现，而占油墨大部分的连接料所采用的还是丙烯酸树脂等常用树脂，并不具有其它特殊的防伪功能。本发明的创新性在于本发明在辐射固化油墨中所使用的可辐射固化连接料的结构上引入了手性基团，通过光学防伪颜料与辐射固化手性连接料的配方设计，制备了具有新型防伪效果的光学防伪油墨。油墨印刷的图案可同时产生光学变色防伪效果及偏光反射特征，是对现有光学防伪油墨的防伪效果和功能的有效提升。

具体实施方式

在以下的实施例中，除非另有所述，所有的温度都是未经过校正的摄氏度，且所有份数和百分比都以重量来计算。

实施例1：随视角变化的光学防伪油墨的制备

化合物1：

化合物2

化合物3

化合物4

化合物5

制备以下的油墨组分：

化合物1：27％

化合物2：20％

化合物3：16％

化合物4：12％

化合物5：3.2％

OVP颜料(红-绿)：15％

光引发剂Irgacure 369：4％

光引发剂TPO：2.8％

按配方将原料装入玻璃容器后，在85℃进行充分搅拌，待冷却后制得可油墨。将油墨以丝网印刷的方式印刷在纸张上，在通过uv固化后，图案被固定下来。正面观察图案呈现棕色，侧面观察图案呈现深绿色。采用圆偏振镜观察，图案为浅绿色。具有多重光学防伪效果。

实施例2：随温度变化的光学防伪油墨的制备

制备以下的油墨组分：

化合物1：26％

化合物2：19％

化合物3：17％

化合物4：12％

化合物5：2.8％

35℃可逆温变颜料(黑色-白色)：12％

光引发剂Irgacure 369：4％

光引发剂Irgacure 184：4％

光引发剂ITX：3.2％

按配方将原料装入玻璃容器后，在85℃进行充分搅拌，待冷却后制得油墨。将油墨以丝网印刷的方式印刷在纸张上，在通过uv固化后，图案被固定下来。正面观察图案呈现红色，侧面观察图案呈现绿色。加温至35℃以上时，正面图案红色消失，呈现白色。直至室温后，恢复红色图案。采用圆偏振镜观察，图案仍为红色。具有多重光学防伪效果。

实施例3：随电场强度变化的光学防伪油墨的制备

制备以下的油墨组分：

化合物1：26％

化合物2：19％

化合物3：17％

化合物4：12％

化合物5：2.8％

微胶囊型电子墨水颜料(黑色-白色)：12％

光引发剂Irgacure 369：4％

光引发剂Irgacure 184：4％

光引发剂ITX：3.2％

按配方将原料装入玻璃容器后，在85℃进行充分搅拌，待冷却后制得油墨。将油墨以丝网印刷的方式印刷在导电基材上，施加电场，正面观察图案呈现红色，在通过UV光固化后，图案被固定下来，侧面观察图案呈现绿色。再次施加电场后，正面图案红色消失，呈现白色。采用圆偏振镜观察，图案仍为红色。具有多重光学防伪效果。

Claims (6)

1.一种可辐射固化的光学防伪油墨，由至少一种具有光学防伪特征的颜料、至少一种在其主链或支链上带有至少一种具有手性特征基团的化合物和至少一种具有内消旋介晶结构的可聚合化合物和至少一种引发剂组成；所述的防伪特征颜料为自身具有可随视角变化产生色彩变化的衍射特征的颜料，或者为通过外加条件可产生色彩变化的颜料；所述手性基团选自胆固醇、脱水甘露糖醇、1-苯基乙烷-1，2-二醇、1，2-二苯基乙烷-1，2-二醇、脱水山梨醇、薄荷醇、氢化苯偶姻、

化合物的衍生物中的一种或几种混合物；所述具有内消旋介晶结构的可聚合化合物中的可聚合基团选自：

中的一种或多种。

2.根据权利要求1所述的一种可辐射固化的光学防伪油墨，其特征在于：其中，具有手性特征基团的化合物为：

两种中的一种或两种混合物。

3.根据权利要求1或4所述的一种可辐射固化的光学防伪油墨，其特征在于：内消旋介晶结构的可聚合化合物为：

中的一种或一种以上的混合物。

4.根据权利要求1所述的一种可辐射固化的光学防伪油墨，其特征在于：在油墨组分中引发剂的重量百分含量为0.01-20％。

5.根据权利要求1所述的一种可辐射固化的光学防伪油墨，其特征在于：所述引发剂为UV光引发剂。

6.根据权利要求1-5中任意一项权利要求所述的可辐射固化的光学防伪油墨的制备方法为：将原料装入玻璃容器后，在20-200℃下进行充分搅拌，待冷却后即制得可辐射固化的光学防伪油墨。