DE102013211732A1

DE102013211732A1 - Fluoreszierende phasenwechsel-sicherheitstinte

Info

Publication number: DE102013211732A1
Application number: DE102013211732.9A
Authority: DE
Inventors: Gabriel Iftime; Maria Birau; Peter Gordon Odell
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 2012-06-29
Filing date: 2013-06-20
Publication date: 2014-01-16
Also published as: CA2820673C; US8901517B2; CA2820673A1; CN103525179A; KR20140004020A; JP2014009358A; US20140001377A1

Abstract

Es wird eine fluoreszierende Tinte offenbart, die mehr als ein fluoreszierendes Material umfasst, das bei Aussetzen gegenüber unterschiedlichen Anregungswellenlängen eine unterschiedliche Farbe abgibt. Darüber hinaus wird ein Authentifizierungsverfahren unter Verwendung der fluoreszierenden Tinte offenbart.

Description

Die vorliegenden Ausführungsformen beziehen sich auch fluoreszierende Zusammensetzungen wie Phasenwechsel- oder Hot-Melt-Festtinten und insbesondere auf eine Sicherheitstinte, die zwei fluoreszierende Materialien enthält, die unter verschiedenen Anregungswellenlängen aktiviert werden können, um Sicherheitsdokumente zu authentifizieren.
Es gibt viele Anwendungen, bei denen es wünschenswert ist, ein Sicherheitsmerkmal in ein Dokument oder einen Gegenstand zu integrieren. Solche Sicherheitsmerkmale bieten Möglichkeiten, um den Gegenstand zu authentifizieren oder zu validieren und somit Fälschung zu verhindern. Eine Sicherheitsdruckfunktion wurde kürzlich für Phasenwechseltinten ermöglicht. Es wurde gezeigt, dass Tinten, die spezielle fluoreszierende Sicherheitsmaterialien enthalten, ein helles farbiges Licht abgeben, wenn sie unter UV-Licht betrachtet werden.
Fluoreszierende Phasenwechseltinten, die eine Authentifizierung von Dokumenten ermöglichen, sind auf dem Gebiet bekannt. Solche fluoreszierenden Phasenwechseltinten werden hergestellt, indem ein fluoreszierendes Färbemittel oder ein Gemisch aus fluoreszierenden Färbemitteln integriert wird, um eine gewünschte abgegebene Farbe unter UV-Lichtanregung zu erzielen. Drucke, die mit solchen Sicherheitstinten gemacht werden, werden für gewöhnlich mit einer Schwarzlichtquelle (UVA) authentifiziert. Beispielsweise enthalten moderne Geldscheine einen eingebetteten Sicherheitsstreifen, der unter Schwarzlicht hellgrün leuchtet. Ein duplizierter Druck kann nachgewiesen werden, wenn der Fälscher ein fluoreszierendes Material findet, das die Farbe des ursprünglichen Dokuments abgibt, wenn es UV-Licht ausgesetzt wird. Der Nachteil dieser Technologie besteht jedoch darin, dass die letztendlich abgegebene Farbe gleich bleibt (d. h. sie gibt nur eine bestimmte Farbe bei unterschiedlichen Wellenlängenanregungen ab), wodurch solche Drucke für Fälschungen empfänglich werden, da der Fälscher nur eine abgegebene Farbe treffen muss.
Somit besteht ein Bedarf, die Sicherheit von Druckdokumenten zu erhöhen. Es besteht ein Bedarf, eine kosteneffiziente Sicherheitstinte und ein Nachweisverfahren bereitzustellen, die im Vergleich zur aktuellen Technologie schwieriger zu fälschen ist. Es ist darüber hinaus auch günstig, wenn die Tinte Eigenschaften aufweist, die ein Fälscher nicht erwartet.
Insbesondere stellen die vorliegenden Offenbarungen eine fluoreszierende Tinte bereit, die mehr als ein fluoreszierendes Material umfasst, das in der Lage ist, bei Aussetzen gegenüber unterschiedlichen Anregungswellenlängen unterschiedliche Farben von Licht abzugeben.
1 zeigt ein sichtbares Spektrum.
2 zeigt die Abgabe der gleichen Farbe bei Anregungswellenlängen von 254 nm (UVC) und 365 nm (UVA) von Kontrolltinten, die mit einem fluoreszierenden Material hergestellt wurden: oben: fluoreszierender Stoff 1; unten: fluoreszierender Stoff 2.
3 zeigt die Abgabe von unterschiedlichen Farben bei Anregungswellenlängen von 254 nm (UVC) bzw. 365 nm (UVA) von Tinten, die mit zwei fluoreszierenden Materialien gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung hergestellt wurden.
4 zeigt die Abgabe der gleichen Farbe bei Anregungswellenlängen von 254 nm (UVC) und 365 nm (UVA) einer Kontrolltinte, die mit zwei ungeeigneten fluoreszierenden Materialien hergestellt wurde (Gegenbeispiel 1).
5 zeigt die Abgabe der gleichen Farbe bei Anregungswellenlängen von 254 nm (UVC) und 365 nm (UVA) einer noch weiteren Kontrolltinte, die mit zwei ungeeigneten fluoreszierenden Materialien hergestellt wurde (Gegenbeispiel 2).
Der Ausdruck "fluoreszierende Materialien" wird austauschbar mit den Ausdrücken "fluoreszierende Zusatzstoffe" und "fluoreszierende Färbemittel" verwendet.
Es werden hier Phasenwechsel-Sicherheitstinten offenbart, die mehr als ein fluoreszierendes Material umfassen, das unter unterschiedlichen UV-Anregungen unterschiedliche Farben abgibt. Bei Ausführungsformen stellt die Offenbarung fluoreszierende Tintenzusammensetzungen bereit, die zwei oder mehr fluoreszierende Materialien umfassen. Bei Ausführungsformen stellt die Offenbarung fluoreszierende Tintenzusammensetzungen (oder fluoreszierende zweifärbige Tintenzusammensetzungen) bereit, die zwei fluoreszierende Materialien umfassen. Bei Ausführungsformen stellt die Offenbarung fluoreszierende Tintenzusammensetzungen (oder fluoreszierende mehrfärbige Tintenzusammensetzungen) bereit, die drei oder mehr fluoreszierende Materialien umfassen. Jedes der in den Phasenwechsel-Sicherheitstinten vorhandenen fluoreszierenden Materialien hat eine unterschiedliche Lichtabsorption und unterschiedliche Abgabeeigenschaften, wenn sie unterschiedlichen UV-Licht-Anregungswellenlängen ausgesetzt wird. Beispielsweise kann die fluoreszierende Tinte ein erstes fluoreszierendes Material, ein zweites fluoreszierendes Material, ein drittes fluoreszierendes Material usw. enthalten, wobei die fluoreszierende Tinte Licht einer ersten Farbe bei Aussetzen gegenüber einer ersten Anregungswellenlänge, Licht einer zweiten Farbe bei Aussetzen gegenüber einer zweiten Anregungswellenlänge, Licht einer dritten Farbe bei Aussetzen gegenüber einer zweiten Anregungswellenlänge usw abgibt.
Es ist wichtig, anzumerken, dass das ledigliche Vermischen von zwei oder mehreren fluoreszierenden Materialien, die einzeln verwendet jeweils eine unterschiedliche Farbe abgeben, nicht ausreichend ist, um eine fluoreszierende Tinte bereitzustellen, die zwei oder mehrere Farben abgibt. Ein solches willkürliches Vermischen von fluoreszierenden Materialien führt höchstwahrscheinlich zu Tinten, die eine Farbe abgeben, die die Summe der einzelnen Farben ist.
Die vorliegende Offenbarung stellt fluoreszierende Tinten bereit, die bei Aussetzen gegenüber unterschiedlichen Anregungswellenlängen mehr als eine Farbe abgeben. Um einem Benutzer zu ermöglichen, zwischen den abgegebenen Farben unter den UV-Anregungslichtern visuell zu unterschieden, werden die fluoreszierenden Materialien sorgfältig ausgewählt, um die Kriterien zu erfüllen, bei denen (a) ein ausreichender Unterschied bezüglich der Absorptionsmaxima der fluoreszierenden Materialien vorliegt, und (b) ein ausreichender Unterschied bezüglich der Anregungswellenlängen der abgegebenen Farben vorliegt.
Bei Ausführungsformen weist jedes der fluoreszierenden Materialien eine starke Absorption (einen hohen Extinktionskoeffizienten) bei einer Wellenlängenanregung auf, die sich von den anderen fluoreszierenden Materialien unterscheidet. Der Unterschied zwischen den Absorptionsmaxima zwischen zwei beliebigen fluoreszierenden Materialien sollte zumindest 30 nm, 50 nm oder 100 nm betragen. In der Praxis gilt, je größer der Unterschied zwischen den Absorptionen der beiden fluoreszierenden Materialien, desto leichter die Aktivierung jeder fluoreszierenden Farbe. Bei besonderen Ausführungsformen, wenn eine fluoreszierende Tinte zwei oder mehr fluoreszierende Materialien, z. B. zwei fluoreszierende Materialien, enthält, beträgt der Unterschied zwischen den Absorptionsmaxima des ersten fluoreszierenden Materials und den Absorptionsmaxima des zweiten fluoreszierenden Materials zumindest 30 nm. Bei weiteren Ausführungsformen, wenn eine fluoreszierende Tinte drei oder mehr fluoreszierende Materialien, z. B. drei, enthält, beläuft sich der Unterschied zwischen den Absorptionsmaxima des ersten fluoreszierenden Materials und den Absorptionsmaxima des zweiten fluoreszierenden Materials zumindest 30 nm, und der Unterschied zwischen der ersten Anregungswellenlänge und der dritten Anregungswellenlänge beträgt zumindest 30 nm und der Unterschied zwischen der ersten Anregungswellenlänge und der dritten Anregungswellenlänge ist zumindest 30 nm.
Die Absorptionsmaxima von einem der fluoreszierenden Materialien (z. B. eines ersten, eines zweiten, eines dritten oder eines beliebigen weiteren fluoreszierenden Materials, das in der Tinte vorhanden ist) können sich auf ungefähr 180 nm bis ungefähr 300 nm, z. B. ungefähr 220 nm bis ungefähr 280 nm oder ungefähr 254 nm (UVC), belaufen. Die Absorptionsmaxima des anderen der fluoreszierenden Materialien (z. B. eines ersten, eines zweiten, eines dritten oder eines beliebigen weiteren fluoreszierenden Materials, das in der Tinte vorhanden ist) können sich auf ungefähr 320 nm bis ungefähr 400 nm, z. B. ungefähr 340 nm bis ungefähr 380 nm oder ungefähr 365 nm (UVA), belaufen. Die Absorptionsmaxima des anderen der fluoreszierenden Materialien (z. B. eines ersten, eines zweiten, eines dritten oder eines beliebigen weiteren fluoreszierenden Materials, das in der Tinte vorhanden ist) können sich auf ungefähr 280 nm bis ungefähr 360 nm, z. B. ungefähr 280 nm bis ungefähr 315 nm (UVB), belaufen. Bei einer spezifischen Ausführungsform können die Absorptionsmaxima eines ersten fluoreszierenden Materials ungefähr 254 nm (UVC) betragen, und die Absorptionsmaxima eines zweiten fluoreszierenden Materials können ungefähr 365 nm (UVA) sein. Bei einer weiteren spezifischen Ausführungsform können die Absorptionsmaxima eines ersten fluoreszierenden Materials ungefähr 254 nm (UVC) betragen, und die Absorptionsmaxima eines zweiten fluoreszierenden Materials können ungefähr 315 nm (UVB) sein. Bei einer noch weiteren spezifischen Ausführungsform können die Absorptionsmaxima eines ersten fluoreszierenden Materials ungefähr 254 nm (UVC) betragen, und die Absorptionsmaxima eines zweiten fluoreszierenden Materials können ungefähr 365 nm (UVA) sein.
1 zeigt ein Abgabespektrum von sichtbaren Licht (400 nm bis 750 nm) als Referenz. Ein Unterschied von zumindest 30 nm, 50 nm oder 100 nm zwischen beliebigen der beiden abgegebenen Wellenlängen ist eine ausreichende Trennung, die einen eindeutigen Nachweis ermöglicht. In der Praxis gilt, je größer der Unterschied, desto einfacher der Nachweis der unterschiedlichen Abgabe.
Die Wellenlänge einer beliebigen der abgegebenen Farben (z. B. einer ersten, einer zweiten, einer dritten oder einer beliebigen weiteren abgegebenen Farbe) kann sich auf ungefähr 400 nm bis ungefähr 750 nm belaufen. Bei einer spezifischen Ausführungsform kann die Wellenlänge einer ersten abgegebenen Farbe ungefähr 500 nm bis ungefähr 600 nm oder ungefähr 550 nm (grüne Farbe) betragen, und die Wellenlänge einer zweiten abgegebenen Farbe kann sich auf ungefähr 600 nm bis ungefähr 650 nm oder ungefähr 620 nm (Orange) belaufen. Solche Farben können vom menschlichen Auge leicht unterschieden werden.
Bei Ausführungsformen gibt die fluoreszierende Tinte bei Aussetzen gegenüber einer ersten Anregungswellenlänge ein Licht einer ersten Farbe, bei Aussetzen gegenüber einer zweiten Anregungswellenlänge ein Licht einer zweiten Farbe usw. ab.
Bei Ausführungsformen, wenn eine fluoreszierende Tinte zwei oder mehr fluoreszierende Materialien, z. B. zwei fluoreszierende Materialien, enthält, ist der Unterschied zwischen der ersten Anregungswellenlänge und der zweiten Anregungswellenlänge zumindest 30 nm. Bei weiteren Ausführungsformen, wenn eine fluoreszierende Tinte drei oder mehr fluoreszierende Materialien, z. B. drei fluoreszierende Materialien, enthält, kann die fluoreszierende Tinte bei Aussetzen gegenüber einer dritten Anregungswellenlänge ferner ein Licht einer dritten Farbe abgeben, wobei der Unterschied zwischen der ersten Anregungswellenlänge und der dritten Anregungswellenlänge zumindest 30 nm beträgt und der Unterschied zwischen der ersten Anregungswellenlänge und der dritten Anregungswellenlänge zumindest 30 nm ist.
Die beobachtete Farbe der fluoreszierenden Tinten unter unterschiedlicher UV-Anregungswellenlängen(-Nachweiswellenlängen) hängt von den Absorptionsmaxima der ausgewählten fluoreszierenden Materialien ab. Wenn eine zweifarbig fluoreszierende Tinte, die zwei fluoreszierende Material enthält, unter zwei unterschiedlichen Anregungswellenlängen von 254 nm (UVC) und 365 nm (UVA) betrachtet wird, so sind mehrere Szenarien/Beobachtungen in Tabelle 1 gezeigt. Beispiel (Szenario 1): Tinte Nr. A enthält ein fluoreszierendes Material (X), das eine starke Absorption bei UVC hat und Farbe 1 (Grün) abgibt, und ein weiteres fluoreszierendes Material (Y), das eine starke Absorption bei UVA hat und Farbe 2 (Rot) abgibt. Die beobachtete Farbe unter UVC ist Grün und die beobachtete Farbe unter UVA ist Rot.
(Szenario 2): Tinte Nr. B wurde auf die Praxis reduziert, die ein fluoreszierendes Material (X) enthält, das Farbe 1 abgibt und eine starke Absorption bei UVC und eine schwache Absorption bei UVA hat. Tinte Nr. B enthält darüber hinaus ein weiteres fluoreszierendes Material (Y), das Farbe 2 abgibt und eine schwache Absorption bei UVC und eine starke Absorption bei UVA hat. Die beobachtete Farbe unter UVC war vorwiegend Farbe 1 und die beobachtete Farbe unter UVA war vorwiegend Farbe 2.
(Szenario 3): Tinte Nr. C enthält ein fluoreszierendes Material (X), das Farbe 1 abgibt und eine starke Absorption bei sowohl UVC als auch UVA hat. Tinte Nr. C enthält darüber hinaus ein weiteres fluoreszierendes Material (Y), das Farbe 2 abgibt und eine starke Absorption bei UVC und eine schwache Absorption bei UVA hat. Die beobachtete Farbe unter UVC ist eine Kombination aus Farbe 1 und Farbe 2, und die beobachtete Farbe unter UVA ist vorwiegen Farbe 1. (Szenario 4): Tinte Nr. D enthält ein fluoreszierendes Material (X), das Farbe 1 abgibt und eine schwache Absorption bei UVC und eine starke Absorption bei UVA hat. Tinte Nr. D enthält darüber hinaus ein weiteres fluoreszierendes Material (Y), das Farbe 2 abgibt und eine starke Absorption bei UVC und eine schwache Absorption bei UVA hat. Die beobachtete Farbe unter UVC ist vorwiegend Farbe 2 und die beobachtete Farbe unter UVA ist vorwiegend Farbe 1.

Tabelle 1. Ausführungsformen, die fluoreszierende Phasenwechseltinten bereitstellen, die zwei Farben abgeben
Geeignete fluoreszierende Materialien umfassen fluoreszierende Färbemittel. Beispiele für fluoreszierende Färbemittel, die sich zur Verwendung hierin eignen, umfassen jene, die zu den Färbemittelfamilien gehören, bekannt als Rhodamine, Fluoresceine, Cumarine, Naphtalimide, Benzoxanthene, Acridinen, Azos, Koordinationskomplexe von Seltenerd-Metallionen, Mischungen davon und dergleichen.
Jedes der fluoreszierenden Materialien (d. h. jedes vom ersten, zweiten, dritten oder beliebigen weiteren fluoreszierenden Material) kann die gleichen oder unterschiedliche fluoreszierende Färbemittel in Bezug auf die anderen fluoreszierenden Materialien umfassen, die in der fluoreszierenden Tinte vorhanden sind.
Die hierin verwendeten fluoreszierenden Materialien enthalten im Allgemeinen keine fluoreszierenden Pigmente. Für gewöhnlich sind solche Verbundpartikel aus fluoreszierenden Pigmenten hergestellt, die in einer äußerst harten und robusten Polymermatrix dispergiert sind und für gewöhnlich eine Größe von 1 bis 5 µm aufweisen. Solche großen Partikel eignen sich nicht für den Tintenstrahldruck, da sie die Druckkopfdüsen verstopfen können. Fluoreszierende Nanopigmente mit einer kleineren Größe als ungefähr 500 nm eignen sich jedoch, da sie durch Tintenstrahl-Druckkopfdüsen ausstoßbar sind, ohne dass ein Verstopfungsrisiko besteht.
Die fluoreszierenden organischen Nanopartikel können eine maximale Größe von weniger als ungefähr 500 nm, z. B. weniger als ungefähr 200 nm, oder weniger als ungefähr 100 nm aufweisen, gemessen mithilfe eines Nicomp Particle Analysators. Bei bestimmten Ausführungsformen sind die fluoreszierenden organischen Nanopartikel robuste, harte Partikel und in organischen Lösungsmitteln dispergierbar.
Geeignete Beispiele für fluoreszierende Nanopartikel (d. h. Nanopigmente) mit einer Größe von weniger als 500 nm umfassen jene, die aus einer fluoreszierenden Verbindung, z. B. ein Benzothioxanthenpigment, die zumindest eine funktionelle Einheit enthält, und eine Stabilisatorverbindung, die zumindest eine funktionelle Gruppe enthält, zusammengesetzt sind, wobei die funktionelle Einheit nicht-kovalent mit der funktionellen Gruppe assoziiert; und wobei das Vorhandensein des assoziierten Stabilisators das Ausmaß des Partikelwachstums und der Partikelaggregation einschränkt, um Partikel im Nanogrößenbereich bereitzustellen. Solche fluoreszierenden Nanopartikel sind in der US-Patentanmeldung Nr. 20100083869 mit dem Titel "FLUORESCENT NANOSCALE PARTICLES", Birau et al., eingereicht am 6. Oktober 2008, offenbart.
Eine weitere Klasse von geeigneten fluoreszierenden Nanopigmenten wird hergestellt, indem ein Polymerlatex unter Verwendung eines Emulsionsaggregationsprozesses gebildet wird. Wie hier verwendet, beschreibt ein "fluoreszierender organischer Nanopartikel" eine Polymermatrix, die ein oder mehrere Polymerharze, darunter ein oder mehrere vernetzte Harze, und ein oder mehrere fluoreszierende Färbemittel, die innerhalb der Harzmatrix dispergiert sind, umfasst. Solche fluoreszierenden Nanopartikel sind in der US-Patentanmeldung Nr. 20100084610 mit dem Titel "FLUORESCENT ORGANIC NANOPARTICLES AND A PROCESS FOR PRODUCING FLUORESCENT ORGANIC NANOPARTICLES", Iftime et al., eingereicht am 6. Oktober 2008, offenbart.
Die vorhandene Gesamtmenge an fluoreszierenden Materialien in einer fluoreszierenden Tinte kann ungefähr 0,01 Gew.-% bis ungefähr 15 Gew.-%, ungefähr 0,1 Gew.-% bis ungefähr 10 Gew.-% oder ungefähr 0,2 Gew.-% bis ungefähr 5 Gew.-% des fluoreszierenden Tinte betragen. Jedes fluoreszierende Material kann unabhängig in einer Menge von ungefähr 0,005 Gew.-% bis ungefähr 14,99 Gew.-%, von ungefähr 0,05 Gew.-% bis ungefähr 9,90 Gew.-% oder von ungefähr 0,10 Gew.-% bis ungefähr 4,8 Gew.-% der fluoreszierenden Tinte vorhanden sein. Es ist auch erwähnenswert, dass das fluoreszierende Material in der Lage ist, Fluoreszenz in sehr kleinen Mengen aufzuweisen.
Bei gewissen Ausführungsformen kann die fluoreszierende Tinte ein farbiges nicht-fluoreszierendes Material enthalten. Eine solche fluoreszierende Tinte gibt unter Umgebungslicht eine Farbe und unter Anregung mit unterschiedlichen UV-Wellenlängen unterschiedliche Farben ab. Bei Aussetzung gegenüber UV-Anregungen kann die fluoreszierende Tinte eine Farbe abgeben, die die gleiche wie die Farbe unter Umgebungslicht sein oder sich von dieser unterscheiden kann. Eine Änderung des Erscheinungsbildes der fluoreszierenden Tinte ist aufgrund der Fluoreszenz des fluoreszierenden Materials bei Aussetzung gegenüber der UV-Anregung sichtbar.
Beispiele für ein geeignetes farbiges nicht-fluoreszierendes Material umfassen Pigmente, Färbemittel, Mischungen von Pigmenten und Färbemitteln, Mischungen von Pigmenten, Mischungen von Färbemitteln und dergleichen. Jedes Färbemittel oder Pigment kann ausgewählt werden, mit der Maßgabe, dass es im Tintenvehikel dispergiert oder aufgelöst werden kann und mit den anderen Tintenkomponenten kompatibel ist. Beispiele für ein farbiges nicht-fluoreszierendes Material umfassen Cyan, Magenta, Gelb, Schwarz oder Mischungen davon.
Die farbigen nicht-fluoreszierenden Materialien können in einer fluoreszierenden Tinte zu ungefähr 0,5 Gew.-% bis ungefähr 75 Gew.-%, ungefähr 0,75 Gew.-% bis ungefähr 50 Gew.-% oder ungefähr 1 Gew.-% bis ungefähr 30 Gew.-% des fluoreszierenden Tinte vorhanden sein.
Bei gewissen Ausführungsformen enthält die fluoreszierende Tinte kein farbiges nicht-fluoreszierendes Material. Eine solche fluoreszierende Tinte ist bei Umgebungslicht unsichtbar, gibt jedoch bei Anregung mit unterschiedlichen UV-Wellenlängen unterschiedliche Farben ab.
Bei einer dual fluoreszierenden Tinte kann das Gewichtsverhältnis des ersten fluoreszierenden Materials zum zweiten fluoreszierenden Material 10:1 bis 1:10, 2:1 bis 1:2 oder ungefähr 1:1 betragen.
Bei einer mehrfach fluoreszierenden Tinte kann das Gewichtsverhältnis von zwei beliebigen der fluoreszierenden Materialien 10:1 bis 1:10, 2:1 bis 1:2 oder ungefähr 1:1 betragen.
Es kann ein beliebiges geeignetes Tintenvehikel in beliebigen der hier offenbarten Phasenwechseltinten verwendet werden. Geeignete Vehikel können Paraffine, mikrokristalline Wachse, Polyethylenwachse, Esterwachse, Fettsäuren und andere wachsartige Materialien, fettamidhaltige Materialien, Sulfonamidmaterialien, harzige Materialien, die aus unterschiedlichen natürlichen Quellen hergestellt sind (z. B. Tallölkolophonium und Kolophoniumester), und viele synthetische Harze, Oligomere, Polymere und Copolymere umfassen, wie im Folgenden näher erörtert.
Beispiele für geeignete Tintenvehikel umfassen Ethylen/Propylencopolymere, wie jene, die von Petrolite erhältlich sind und der allgemeinen Formel:
wobei y eine ganze Zahl von 0 bis ungefähr 30 darstellt, z. B. von 0 bis ungefähr 20 oder von 0 bis ungefähr 10, und x gleich ungefähr 21-y ist. Die Copolymere können beispielsweise einen Schmelzpunkt von ungefähr 70 °C bis ungefähr 150 °C, z. B. von ungefähr 80 °C bis ungefähr 130 °C oder von ungefähr 90 °C bis ungefähr 120 °C, und einen Molekulargewichtsbereich von ungefähr 500 bis ungefähr 4000 aufweisen. Im Handel erhältliche Beispiele für solche Copolymere umfassen Petrolite CP-7 (Mn = 650), Petrolite CP-11 (Mn = 1100, Petrolite CP-12 (Mn = 1200) und dergleichen.
Urethanderivate von oxidierten synthetischen oder Petroleumwachsen, wie jene, die von Petrolite erhältlich sind und der allgemeinen Formeln
wobei R eine Alkylgruppe der Formel CH3(CH2)n ist, n eine ganze Zahl von ungefähr 5 bis ungefähr 400 ist, z. B. ungefähr 10 bis ungefähr 300 oder ungefähr 20 bis ungefähr 200, und R' eine Tolylgruppe ist, können ebenfalls als das Tintenvehikel verwendet werden. Diese Materialien können einen Schmelzpunkt von ungefähr 60 °C bis ungefähr 120 °C, z. B. ungefähr 70 °C bis ungefähr 100 °C oder ungefähr 70 °C bis ungefähr 90 °C, aufweisen. Im Handel erhältliche Beispiele für solche Materialien umfassen 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) und dergleichen.
Ein weiterer Tintenvehikeltyp können n-paraffinische, verzweigte paraffinische und/oder naphthenische Kohlenwasserstoffe sein, für gewöhnlich mit ungefähr 5 bis ungefähr 100, z. B. ungefähr 20 bis ungefähr 180 oder ungefähr 30 bis ungefähr 60, Kohlenstoffatomen, die im Allgemeinen durch Raffinieren von natürlich auftretenden Kohlenwasserstoffen hergestellt werden, z. B. BE SQUARE 185 und BE SQUARE 195, mit einem Molekulargewicht (Mn) von ungefähr 100 bis ungefähr 5000, z. B. von ungefähr 250 bis ungefähr 1000 oder von ungefähr 500 bis ungefähr 800, wie z. B. von Petrolite erhältlich.
Stark verzweigte Kohlenwasserstoffe, die für gewöhnlich mittels Olefinpolymerisation hergestellt werden, können ebenfalls verwendet werden, wie z. B. die von Petrolite erhältlichen VYBAR-Materialien, darunter VYBAR 253 (Mn = 520), VYBAR 5013 (Mn = 420), und dergleichen. Darüber hinaus kann das Tintenvehikel ein ethoxylierter Alkohol sein, wie z. B. von Petrolite erhältlich und der allgemeinen Formel
wobei x eine ganze Zahl von ungefähr 1 bis ungefähr 50, z. B. von ungefähr 5 bis ungefähr 40 oder von ungefähr 11 bis ungefähr 24, ist, und wobei y eine ganze Zahl von ungefähr 1 bis ungefähr 70 ist, z. B. von ungefähr 1 bis ungefähr 50 oder von ungefähr 1 bis ungefähr 40. Die Materialien können einen Schmelzpunkt von ungefähr 60 °C bis ungefähr 150 °C, z. B. von ungefähr 70 °C bis ungefähr 120 °C oder von ungefähr 80 °C bis ungefähr 110 °C, und einen Molekulargewichtsbereich (Mn-Bereich) von ungefähr 100 bis ungefähr 5000, z. B. von ungefähr 500 bis ungefähr 3000 oder von ungefähr 500 bis ungefähr 2500, aufweisen. Im Handel erhältliche Beispiele umfassen UNITHOX 420 (Mn = 560), UNITHOX 450 (Mn = 900), UNITHOX 480 (Mn = 2250), UNITHOX 520 (Mn = 700), UNITHOX 550 (Mn = 1100), UNITHOX 720 (Mn = 875), UNITHOX 750 (Mn = 1400) und dergleichen.
Als weiteres Beispiel kann das Tintenvehikel aus Fettamiden hergestellt sein, z. B. Monoamiden, Tetraamiden, Mischungen davon und dergleichen, wie beispielsweise im US-Patent Nr. 6,858,070 beschrieben, das hier durch Bezugnahme berücksichtigt wird. Geeignete Monoamide können einen Schmelzpunkt von zumindest ungefähr 50 °C, z. B. ungefähr 50 °C bis ungefähr 150 °C, aufweisen, auch wenn der Schmelzpunkt unter dieser Temperatur liegen kann. Spezifische Beispiele für geeignete Monoamide umfassen primäre Monoamide und sekundäre Monoamide. Einige Beispiele für geeignete primäre Amide sind Stearamid wie KEMAMIDE S, erhältlich von Witco Chemical Company, und CRODAMIDE S, erhältlich von Croda, Behenamid/Arachidamid wie KEMAMIDE B, erhältlich von Witco, und CRODAMIDE BR, erhältlich von Croda, Oleamid wie KEMAMIDE U, erhältlich von Witco, und CRODAMIDE OR, erhältlich von Croda, Oleamid technischer Qualität wie KEMAMIDE O, erhältlich von Witco, CRODAMIDE O, erhältlich von Croda, und UNISLIP 1753, erhältlich von Uniqema, und Erucamid wie KEMAMIDE E, erhältlich von Witco, und CRODAMIDE ER, erhältlich von Croda. Einige Beispiele für geeignete sekundäre Amide sind Behenylbehenamid wie KEMAMIDE EX666, erhältlich von Witco, Stearylstearamid wie KEMAMIDE S-180 und KEMAMIDE EX-672, erhältlich von Witco, Stearylerucamid wie KEMAMIDE E-180, erhältlich von Witco, und CRODAMIDE 212, erhältlich von Croda, Erucylerucamid wie KEMAMIDE E-221, erhältlich von Witco, Oleylpalmitamid wie KEMAMIDE P-181, erhältlich von Witco, und CRODAMIDE 203, erhältlich von Croda, und Erucylstearamid wie KEMAMIDE S-221, erhältlich von Witco. Weitere geeignete Amidmaterialien umfassen KEMAMIDE W40 (N,N'-Ethylenbisstearamid), KEMAMIDE P181 (Oleylpalmitamid), KEMAMIDE W45 (N,N'-Thylenbisstearamid) und KEMAMIDE W20 (N,N'-Ethylenbisoleamid).
Lineare Alkohole mit hohem Molekulargewicht, wie jene, die von Petrolite erhältlich sind und der allgemeinen Formel
wobei x eine ganze Zahl von ungefähr 1 bis ungefähr 50, z. B. von ungefähr 5 bis ungefähr 35 oder von ungefähr 11 bis ungefähr 23, ist, können ebenfalls als das Tintenvehikel verwendet werden. Diese Materialien können einen Schmelzpunkt von ungefähr 50 °C bis ungefähr 150 °C, z. B. von ungefähr 70 °C bis ungefähr 120 °C oder von ungefähr 75 °C bis ungefähr 110 °C, und einen Molekulargewichtsbereich (Mn-Bereich) von ungefähr 100 bis ungefähr 5000, z. B. von ungefähr 200 bis ungefähr 2500 oder von ungefähr 300 bis ungefähr 1500, aufweisen. Im Handel erhältliche Beispiele umfassen die UNILIN-Materialien wie UNILIN 425 (Mn = 460), UNILIN 550 (Mn = 550), UNILIN 700 (Mn = 700) und dergleichen.
Ein noch weiteres Beispiel umfasst kohlenwasserstoffbasierte Wachse, z. B. die Homopolymere von Polyethylen, die von Petrolite erhältlich sind und der allgemeinen Formel
wobei x eine ganze Zahl von ungefähr 1 bis ungefähr 200, z. B. von ungefähr 5 bis ungefähr 150 oder von ungefähr 12 bis ungefähr 105, ist. Diese Materialien können einen Schmelzpunkt von ungefähr 60 °C bis ungefähr 150 °C, z. B. von ungefähr 70 °C bis ungefähr 140 °C oder von ungefähr 80 °C bis ungefähr 130 °C, und ein Molekulargewicht (Mn) von ungefähr 100 bis ungefähr 5000, z. B. von ungefähr 200 bis ungefähr 4000 oder von ungefähr 400 bis ungefähr 3000, aufweisen. Beispiele für Wachse umfassen die Wachsreihe wie POLYWAX 500 (Mn = 500), POLYWAX 655 (Mn = 655), POLYWAX 850 (Mn = 850), POLYWAX 1000 (Mn = 1000) und dergleichen.
Ein weiteres Beispiel umfasst modifizierte Maleinanhydridkohlenwasserstoffaddukte von Polyolefinen, die durch Propfcopolymerisation hergestellt sind, wie jene, die von Petrolite erhältlich sind und der allgemeinen Formeln:
wobei R eine Alkylgruppe mit ungefähr 1 bis ungefähr 50, z. B. ungefähr 5 bis ungefähr 35 oder ungefähr 6 bis ungefähr 28, Kohlenstoffatomen ist, wobei R' eine Ethylgruppe, eine Propylgruppe, eine Isopropylgruppe, eine Butylgruppe, eine Isobutylgruppe oder eine Alkylgruppe mit ungefähr 5 bis ungefähr 500, z. B. ungefähr 10 bis ungefähr 300 oder ungefähr 20 bis ungefähr 200, Kohlenstoffatomen ist, wobei x eine ganze Zahl von ungefähr 9 bis ungefähr 13 ist, und wobei y eine ganze Zahl von ungefähr 1 bis ungefähr 50 ist, z. B. von ungefähr 5 bis ungefähr 25 oder von ungefähr 9 bis ungefähr 13, und mit Schmelzpunkten von ungefähr 50 °C bis ungefähr 150 °C, z. B. von ungefähr 60 °C bis ungefähr 120 °C oder von ungefähr 70 °C bis ungefähr 100 °C; jene, die von Petrolite erhältlich sind und der allgemeinen Formel
wobei R eine Alkylgruppe mit ungefähr 1 bis ungefähr 50, z. B. ungefähr 5 bis ungefähr 35 oder ungefähr 6 bis ungefähr 28, Kohlenstoffatomen ist, wobei x eine ganze Zahl von ungefähr 1 bis ungefähr 50 ist, z. B. von ungefähr 5 bis ungefähr 25 oder von ungefähr 9 bis ungefähr 13, wobei y 1 oder 2 ist, und wobei z eine ganze Zahl von ungefähr 1 bis ungefähr 50 ist, z. B. ungefähr 5 bis ungefähr 25 oder ungefähr 9 bis ungefähr 13; und jene, die von Petrolite erhältlich sind und der allgemeinen Formel:
wobei R₁ und R₃ Kohlenwasserstoffgruppen sind und R₂ eine der folgenden allgemeinen Formeln aufweist:
oder eine Mischung davon, wobei R' eine Isopropylgruppe ist, wobei die Materialien Schmelzpunkte von ungefähr 70 °C bis ungefähr 150 °C aufweisen, z. B. ungefähr 80° C bis ungefähr 130 °C oder ungefähr 90 °C bis ungefähr 125 °C, wobei Beispiele für modifizierte Maleinanhydridcopolymere CERAMER 67 (Mn = 655, Mw/Mn = 1,1), CERAMER 1608 (Mn = 700, Mw/Mn = 1,7) und dergleichen umfassen.
Weitere Beispiele für geeignete Tintenvehikel für die Phasenwechseltinten umfassen Kolophoniumester; Polyamide; Dimersäureamide; Fettsäureamide, z. B. ARAMID C; Epoxidharze wie EPOTUF 37001, erhältlich von Riechold Chemical Company; flüssige Paraffinwachse; flüssige mikrokristalline Wachse; Fischer-Tropsch-Wachse; Polyvinylalkoholharze; Polyole; Celluloseester; Celluloseether; Polyvinylpyridinharze; Fettsäuren; Fettsäureester; Polysulfonamide, z. B. KETJENFLEX MH und KETJENFLEX MS80; Benzoatester wie BENZOFLEX S552, erhältlich von Velsicol Chemical Company; Phthalatweichmacher; Citratweichmacher; Maleatweichmacher; Sulfone wie Diphenylsulfon, n-Decylsulfon, n-Arnylsulfon, Chlorphenylmethylsulfon; Polyvinylpyrrolidinoncopolymere; Polyvinylpyrrolidon/Polyvinylacetatcopolymere; Novolacharze wie DUREZ 12 686, erhältlich von Occidental Chemical Company; und Wachse aus natürlichen Produkten wie Bienenwachs, Montanwachs, Candelillawachs, GILSONITE (American Gilsonite Company) und dergleichen; Mischungen von linearen primären Alkoholen mit linearen langkettigen Amiden oder Fettsäureamiden, wie jene mit ungefähr 6 bis ungefähr 24 Kohlenstoffatomen, darunter PARICIN 9 (Propylenglykolmonohydroxystearat), PARICIN 13 (Glycerolmonohydroxystearat), PARICIN 15 (Ethylenglykolmonohydroxystearat), PARICIN 220 (N(2-Hydroxyethyl)-12-hydroxystearamid), PARICIN 285 (N,N'-Ethylen-bis-12-hydroxystearamid), FLEXRICIN 185 (N,N'-Ethylen-bisricinoleamid) und dergleichen. Ferner sind lineare langkettige Sulfone mit ungefähr 4 bis ungefähr 16 Kohlenstoffatomen geeignete Tintenvehikelmaterialien, wie z. B. n-Propylsulfon, n-Pentylsulfon, n-Hexylsulfon, n-Heptylsulfon, n-Octylsulfon, n-Nonylsulfon, n-Decylsulfon, n-Undecylsulfon, n-Dodecylsulfon, n-Tridecylsulfon, n-Tetradecylsulfon, n-Pentadecylsulfon, n-Hexadecylsulfon und dergleichen.
Darüber hinaus können auch die Tintenvehikel verwendet werden, die im US-Patent Nr. 6,906,118 beschrieben sind, das hierin durch Bezugnahme berücksichtigt ist. Ferner sind flüssige kristalline Materialien geeignete Tintenvehikel, wie z. B. im US-Patent Nr. 5,122,187 offenbart, dessen Offenbarung hier unter Bezugnahme zur Gänze berücksichtigt ist.
Die Tinte der vorliegenden Ausführungsformen kann außerdem herkömmliche Zusatzstoffe enthalten, um sich die bekannte Funktionalität zu Nutze zu machen, die mit solchen herkömmlichen Zusatzstoffen assoziiert ist. Solche Zusatzstoffe können beispielsweise zumindest ein/en von Isocyanat abgeleitetes Material, Antioxidationsmittel, Entschäumer, Gleit- und Verlaufsmittel, Klärungsmittel, Viskositätsmodifikator, Haftmittel, Weichmacher und dergleichen umfassen.
Das Tintenvehikel oder der Tintenträger kann auch zumindest ein von Isocyanat abgeleitetes Material umfassen. Das von Isocyanat abgeleitete Material kann ein Urethanharz sein, das durch Reagieren von zwei Äquivalenten eines Alkohols wie Hydroabietylalkohol und einem Äquivalent eines Isocyanats oder Diisocyanats (Isophorondiisocyanat) erhalten wird, wie beispielsweise in Beispiel 1 des US-Patents Nr. 5,782,966 offenbart, dessen Offenbarung hierin in seiner Gesamtheit zur Gänze berücksichtigt ist. Das von Isocyanat abgeleitete Material kann im Tintenträger in einer Menge von ungefähr 2 bis ungefähr 99 Gew.-% oder von ungefähr 2 bis ungefähr 90 Gew.-% oder von ungefähr 3 bis ungefähr 80 Gew.-% des Tintenträgers vorhanden sein. Andere geeignete von Isocyanat abgeleitete Materialien umfassen ein Urethanharz, das das Addukt von drei Äquivalenten von Stearylisocyanat und einem glycerolbasierten Alkohol war, hergestellt wie in Beispiel 4 des US-Patents Nr. 6,309,453 beschrieben, dessen Offenbarung hierin in seiner Gesamtheit zur Gänze berücksichtigt ist.
Die Tinte kann optional Antioxidationsmittel enthalten, um die Bilder vor einer Oxidierung zu schützen, und kann auch die Tintenkomponenten vor einer Oxidierung schützen, wenn diese als erhitzte Schmelze im Tintenreservoir vorliegen. Das Antioxidationsmittel kann, falls vorhanden, in einer gewünschten oder wirksamen Menge in der Tinte vorhanden sein, z. B. von ungefähr 0,25 Gew.-% bis ungefähr 10 Gew.-% der Tinte oder von ungefähr 1 Gew.-% bis ungefähr 5 Gew.-% der Tinte.
Die Tinte kann darüber hinaus einen optionalen Viskositätsmodifikator enthalten. Viskositätsmodifikatoren können in einer beliebigen wirksamen Menge in der Tinte vorhanden sein, z. B. von ungefähr 0,01 Gew.-% der Tinte bis ungefähr 98 Gew.-% der Tinte, von ungefähr 0,1 Gew.-% der Tinte bis ungefähr 50 Gew.-% der Tinte, von ungefähr 5 Gew.-% der Tinte bis ungefähr 10 Gew.-% der Tinte.
Haftmittel wie VERSAMID 757, 759 oder 744 (im Handel von Cognis erhältlich) können in der Tinte zu ungefähr 0,01 Gew.-% der Tinte bis ungefähr 98 Gew.-% der Tinte, ungefähr 0,1 Gew.-% der Tinte bis ungefähr 50 Gew.-% der Tinte, ungefähr 5 Gew.-% der Tinte bis ungefähr 10 Gew.-% der Tinte vorhanden sein.
Weichmacher können in der Tinte in einer Menge von ungefähr 0,01 Gew.-% der Tinte bis ungefähr 98 Gew.-% der Tinte, ungefähr 0,1 Gew.-% der Tinte bis ungefähr 50 Gew.-% der Tinte, ungefähr 5 Gew.-% der Tinte bis ungefähr 10 Gew.-% der Tinte vorhanden sein.
Falls vorhanden, können die optionalen Zusatzstoffe jeweils oder in Kombination in einer beliebigen gewünschten oder wirksamen Menge in der Tinte vorhanden sein, beispielsweise von ungefähr 1 Gew.-% bis ungefähr 10 Gew.-% der Tinte oder von ungefähr 3 Gew.-% bis ungefähr 5 Gew.-% der Tinte.
Das Tintenvehikel kann in einer Menge von ungefähr 50 Gew.-% bis ungefähr 99,5 Gew.-%, z. B. von ungefähr 60 Gew.-% bis ungefähr 99 Gew.-% oder von ungefähr 65 Gew.-% bis ungefähr 98 Gew.-%, der fluoreszierenden Tinte vorhanden sein.
Die fluoreszierenden Tinten können beim Drucken von Text, Bildern oder Codes mit verändernder Farbe zur Verschlüsselung verwendet werden. Beispiele für geeignete Verschlüsselung umfassen 2D-Strichcodes, die mithilfe von dual fluoreszierenden Tinten befestigt werden können.
Bei Ausführungsformen können die Tintenträger für fluoreszierende Tinten (z. B. Phasenwechseltinte) Schmelzpunkte von ungefähr 60 °C bis ungefähr 150 °C, z. B. von ungefähr 80 °C bis ungefähr 120 °C, von ungefähr 85 °C bis ungefähr 110 °C, von ungefähr 100 °C bis ungefähr 110 °C oder von ungefähr 105 °C bis ungefähr 110 °C, aufweisen, wie beispielsweise durch Beobachtung und Messung mithilfe eines Heiztischs mit Mikroskop ermittelt, wobei das Bindemittelmaterial auf einem Glasobjektträger erhitzt und mit dem Mikroskop beobachtet wird. Höhere Schmelzpunkte sind ebenfalls annehmbar, auch wenn die Lebensdauer von Druckköpfen bei Temperaturen von mehr als 150 °C verringert werden kann. Darüber hinaus haben energiearme Tinten eine Strahlviskosität von ungefähr 9 cP bis ungefähr 13 cP, z. B. von ungefähr 10 cP bis ungefähr 11 cP, von ungefähr 10,25 cP bis ungefähr 10,75 cP oder von ungefähr 10,45 cP bis ungefähr 10,85 cP, bei Schmelzpunkten von ungefähr 107 °C bis ungefähr 111 °C.
Für gewöhnlich hat die fluoreszierende Tinte eine Viskosität von ungefähr 1 bis ungefähr 20 Centipoise (cP), z. B. von ungefähr 5 bis ungefähr 15 cP oder von ungefähr 8 bis ungefähr 12 cP, bei einer erhöhten Temperatur, die sich für den Tintenstrahldruck eignet, z. B. bei Temperaturen von ungefähr 60 °C bis ungefähr 150 °C. Die fluoreszierende Tinte kann bei einer Temperatur von weniger als ungefähr 40 °C fest sein.
Es ist jede Kombination von abgegebenen Farben möglich. Durch die Eigenschaft der zweifachen Farbabgabe wird die farbverändernde Phasenwechseltinte, die in der vorliegenden Offenbarung offenbart wird, im Vergleich zu standardmäßigen fluoreszierenden Sicherheitstinten schwieriger zu fälschen. Auch wenn eine duale Abgabe gezeigt wurde, kann das Konzept auch auf mehrfarbige Abgabe erweitert werden.
Die vorliegende Offenbarung kann durch sorgfältige Auswahl von fluoreszierenden Färbemitteln mit geeigneten Anregungs/Abgabeeigenschaften bei im Wesentlichen geringen oder keinen zusätzlichen Herstellungskosten umgesetzt werden. Die offenbarten fluoreszierenden Sicherheitstinten können zur Authentifizierung sowie für Verschlüsselungszwecke verwendet werden.
Verfahren zum Verwenden der fluoreszierenden Tinten der vorliegenden Offenbarung zur Authentifizierung können im Allgemeinen die folgenden Schritte umfassen: 1) Bereitstellen eines Substrats; 2) Inkontaktbringen des Substrats mit einer fluoreszierenden Tinte, die mehr als ein fluoreszierendes Material umfasst, das bei Aussetzen gegenüber unterschiedlichen Anregungswellenlängen unterschiedliche Farben von Licht abgibt; und 3) Nachweisen von Abgaben unter unterschiedlichen Anregungswellenlängen.
Bei Ausführungsformen die Authentifizierungsverfahren, wobei die fluoreszierende Tinte zwei oder mehr fluoreszierende Materialien umfasst, und wobei die fluoreszierende Tintenzusammensetzung ein Licht einer ersten Farbe bei Aussetzen gegenüber einer ersten Anregungswellenlänge, ein Licht einer zweiten Farbe bei Aussetzen gegenüber einer zweiten Anregungswellenlänge usw. abgibt.
Bei Ausführungsformen die Authentifizierungsverfahren, wobei die fluoreszierende Tinte ein erstes fluoreszierendes Material und ein zweites fluoreszierendes Material umfasst, und wobei die fluoreszierende Tintenzusammensetzung ein Licht einer ersten Farbe bei Aussetzen gegenüber einer ersten Anregungswellenlänge und ein Licht einer zweiten Farbe bei Aussetzen gegenüber einer zweiten Anregungswellenlänge abgibt.
Bei weiteren Ausführungsformen die Authentifizierungsverfahren, wobei der Unterschied zwischen den Absorptionsmaxima des ersten fluoreszierenden Materials und den Absorptionsmaxima des zweiten fluoreszierenden Materials zumindest 30 nm, zumindest ungefähr 50 nm oder zumindest ungefähr 100 nm beträgt; wobei die fluoreszierende Tintenzusammensetzung ein Licht einer ersten Farbe bei Aussetzen gegenüber einer ersten Anregungswellenlänge und ein Licht einer zweiten Farbe bei Aussetzen gegenüber einer zweiten Anregungswellenlänge abgibt; wobei der Unterschied zwischen der ersten Anregungswellenlänge und der zweiten Anregungswellenlänge zumindest 30 nm beträgt.
Bei Ausführungsformen die Authentifizierungsverfahren, wobei die fluoreszierende Tinte eine mehrfach fluoreszierende Mehrfarbentinte ist, die mehr als zwei fluoreszierende Materialien umfasst, wobei der Unterschied zwischen den Absorptionsmaxima von beliebigen des mehr als einen fluoreszierenden Materials zumindest 30 nm ist, und wobei der Unterschied zwischen der ersten Anregungswellenlänge von beliebigen des mehr als einen fluoreszierenden Materials zumindest 30 nm beträgt.
BEISPIELE
Ein großer Satz von fluoreszierenden Färbemittelkombinationen wurde gescreent und getestet. Nur sehr wenige erfüllten die hier beschriebenen Kriterien und eigneten sich zur Verwendung als zweifarbig fluoreszierende Tinte. Wir haben festgestellt, dass das einfache Mischen von fluoreszierenden Färbemitteln, die unterschiedliche Farben abgeben, keine Tinte bereitstellt, die zwei Farben abgibt. Stattdessen gaben solche vermischten fluoreszierenden Färbemittel in einer Tinte die gleiche Farbe bei unterschiedlichen Wellenlängen ab oder waren nicht ausreichend, um vom menschlichen Auge erkannt zu werden (wie für eine Authentifizierung erforderlich).
Kombinationen aus fluoreszierenden Färbemitteln, die zwei Farben ermöglichen, sind im Vergleich zu Kombinationen, die die Farbe nicht ändern (d. h. wie im Stand der Technik bisher bekannt), relativ selten. Dies ist günstig da es dadurch für Fälscher noch schwieriger wird, ein sicheres Dokument zu duplizieren, das mit einer Funktion der dual fluoreszierenden Farbe geschützt wurde.
Beispiel 1. Herstellung von fluoreszierender Tinte
(a) Einfarbig fluoreszierende Tinten
Fluoreszierende Tinten, die nur ein fluoreszierendes Material enthalten, wurden durch Schmelzemischen von 10 g einer gelben Tinte (im Handel erhältliche gelbe Xerox-Tinte, verfügbar mit ColorQube-Druckertinte) mit fluoreszierenden Färbemittelzusatzstoffen hergestellt:
Fluoreszierender Stoff 1: 2-(2-Hydroxybenzoxazol) (ein Färbemittel, das die Farbe Grün abgibt, im Handel von Sigma-Aldrich erhältlich); (Tinte 1)
Fluoreszierender Stoff 2: DFKY-C7 (ein Färbemittel, das die Farbe Rot abgibt, im Handel von Risk Reactor Company erhältlich); Tinte (2). Die Mengen sind in Tabelle 1 gezeigt.
(b) Herstellung von zweifarbig fluoreszierenden Tinten

Die fluoreszierenden Färbemittelzusatzstoffe und die verwendeten Mengen in Tinte 3 sind in Tabelle 1 (unten) gezeigt. Tabelle 1.

Tinte Nr.	Fluoreszierender Stoff	Menge	Abgegebene Farbe		Kommentare
Tinte Nr.	Fluoreszierender Stoff	Menge	bei 254 nm	bei 365 nm	Kommentare
Tinte 1	Fluoreszierender Stoff 1	100 mg	Grün	Grün	Gleiche Farbe abgegeben bei 254 nm und 365 nm.
Tinte 2	Fluoreszierender Stoff 2	100 mg	Rot	Rot	Gleiche Farbe abgegeben bei 254 nm und 365 nm.
Tinte 3	Fluoreszierender Stoff 1 Fluoreszie render Stoff 2	200 mg 30 mg	Grün	Rot	2 unterschiedliche Farben abgegeben, wenn sich die Nachweiswelle nlänge ändert

Beispiel 2. Tintennachweis
Die Tinten 1 und 2 stellen die standardmäßigen fluoreszierenden Phasenwechseltinenzusammensetzungen dar, die hier offenbart sind. Die 2a und 2b zeigen die Abgabe bei Anregungswellenlängen von 254 nm (UVC) und 365 nm (UVA) der Tinten 1 und 2, die mit einem fluoreszierenden Material hergestellt wurden. Tinte 1 zeigte eine starke Abgabeintensität bei 254 nm und eine Abgabe mit einer relativ geringeren Intensität bei 365 nm. Tinte 1 gab unter den beiden Wellenlängen 254 nm und 365 nm eine grüne Farbe ab, ohne farbliche Veränderung. Tinte 2 zeigte bei 254 nm eine geringe Abgabeintensität und bei 365 nm ein stärkeres Signal. Die Intensität der roten Farbe, die bei 365 nm abgegeben wurde (1b – rechts), war viel stärker als jene bei 254 nm (1b – links). Tinte 2 gab bei beiden Wellenlänge eine rote Farbe ab, ohne farbliche Veränderung.
3 zeigt die Abgabe bei Anregungswellenlängen von 254 nm (UVC) und 365 nm (UVA) von Tinte 3, die mit zwei fluoreszierenden Materialien hergestellt wurde. Für jeden fluoreszierenden Färbemittelzusatzstoff war die mit geringer Intensität abgegebene Farbe in dem bestimmten UV-Anregungslicht im Wesentlichen "unsichtbar", da die andere Farbe mit starker Intensität abgegeben wurde. Nur die Farbe, die mit starker Intensität abgegeben wurde, war für das Auge erkennbar. Aus diesem Grund wurden zwei abgegebene Farben beobachtet. Tinte 3 gab unterschiedliche Farben in Abhängigkeit der Anregungswellenlängen ab. Tinte 3 gab ein grünes Licht ab, wenn mit UVC (z. B. bei 254 nm) nachgewiesen, und ein rotes Licht, wenn mit UVA (z. B. bei 365 nm) nachgewiesen.
Beispiel 3
Herstellung von fluoreszierenden Tinten als Gegenbeispiel

Im Folgenden sind ein paar der vielen Kombinationen gezeigt, die keine zwei Farben abgaben, wenn sie mit UVC und UVA authentifiziert wurden. Die einzelnen Färbemittel gaben unterschiedliche Farben ab, aber die kombinierten Färbemittel gaben die gleiche Farbe ab, wenn sie sowohl mit UVA als auch UVC authentifiziert wurden. Die Tinten 4, 5 und 6 wurden durch Hinzufügen von fluoreszierenden Materialien zu einer Phasenwechseltintenbasis hergestellt. Die Komponenten der Phasenwechseltintenbasis sind in Tabelle 2 aufgelistet. Tabelle 2. Tintenbasiskomponenten

Tintenbasiskomponente	Details
Polymethylenwachs	Ein fraktioniertes Polymethylenwachs, erhältlich von IGI Inc.
Triamidwachs	Hergestellt gemäß Beispiel 1 des US-Patents Nr. 6,860,930
Kemamide S-180^®	Stearylstearamid, erhältlich von Witco Chemical Corporation
KE-100^®	ein Ester von Tetrahydroabietinsäure und Glycerol, erhältlich von Arakawa Industries
Urethanharz	Hergestellt gemäß Beispiel 4 des US-Patents Nr. 6,309,453
Naugard^® 445	Antioxidationsmittel, erhältlich von Uniroyal Chemical Company

Drei Linien wurden aus diesen Tinten in der folgenden Reihenfolge gezogen: (a) fluoreszierender Stoff 3, (b) fluoreszierender Stoff 4 und (c) Mischung aus fluoreszierendem Stoff 3 und 4. Die 4 und 5 zeigen die beobachtete abgegebene Farbe von Tinte 4 bzw. 5 bei den Anregungswellenlängen von 254 nm (UVC) und 365 nm (UVA).
Herstellung von Tinte 4
Fluoreszierender Stoff 3: 2,5-Diphenyl-oxazol (150 mg) und fluoreszierender Stoff 4: 2(2-Hydroxyphenylbenzothiazol) (150 mg) wurden mit 10 g einer im Handel erhältlichen gelben Xerox-Tinte gründlich vermischt, die beim colorCube-Drucker verwendet wird. 2,5-Diphenyl-oxazol gab eine blaue Farbe ab und 2(2-Hydroxyphenylbenzothiazol) gab eine grüne Farbe ab, sowohl bei UVA als auch bei UVC. Auch wenn 2,5-Diphenyl-oxazol eine stärkere Abgabe bei UVC als bei UVA zeigt, war die Abgabe insgesamt im Vergleich zur starken Abgabe von 2(2,Hydroxyphenylbenzothiazol) zu schwach. Aus diesem Grund zeigte die Tinte, die die Mischung aus diesen beiden Färbemitteln enthielt, sowohl bei UVA als auch bei UVC eine grüne Farbe.
Herstellung von Tinte 5
Fluoreszierender Stoff 3: DFKY-C7 (100 mg) und fluoreszierender Stoff 4: 2-(2-Hydroxyphenylbenzothiazol) (100 mg) wurden gründlich vermischt.
DFKY-C7 allein gab eine rote Farbe ab und 2-(2-Hydroxyphenylbenzothoazol) allein gab eine grüne Farbe ab, sowohl bei UVA als auch bei UVC. Der Unterschied zwischen UVC und UVA der Tinte, die beide fluoreszierenden Stoffe enthielt, war im Wesentlichen nicht signifikant. Dies ist darauf zurückzuführen, dass beide fluoreszierenden Stoffe eine starke Abgabe bei UVA und bei UVC zeigten. Die beobachtete Farbe war in beiden Fällen die Summe der beiden abgegebenen Farben.

Claims

Fluoreszierende Tinte, die mehr als ein fluoreszierendes Material umfasst, das in der Lage ist, bei Aussetzen gegenüber unterschiedlichen Anregungswellenlängen unterschiedliche Farben von Licht abzugeben.
Fluoreszierende Tinte nach Anspruch 1, wobei die Tinte eine Phasenwechseltinte ist.
Fluoreszierende Tinte nach Anspruch 1, wobei das mehr als eine fluoreszierende Material ein erstes fluoreszierendes Material und ein zweites fluoreszierendes Material umfasst, und wobei die fluoreszierende Tinte ein Licht einer ersten Farbe bei Aussetzen gegenüber einer ersten Anregungswellenlänge und ein Licht einer zweiten Farbe bei Aussetzen gegenüber einer zweiten Anregungswellenlänge abgibt.
Fluoreszierende Tinte nach Anspruch 1, wobei das mehr als eine fluoreszierende Material ferner ein drittes fluoreszierendes Material umfasst.
Fluoreszierende Tinte nach Anspruch 1, wobei eine Gesamtmenge des mehr als einen fluoreszierenden Materials ungefähr 0,01 Gew.-% bis ungefähr 15 Gew.-% der fluoreszierenden Tinte umfasst.
Fluoreszierende Tinte nach Anspruch 3, wobei das Gewichtsverhältnis des ersten fluoreszierenden Materials zum zweiten fluoreszierenden Material 10:1 bis 1:10 beträgt.
Fluoreszierende Tinte nach Anspruch 1, wobei das mehr als eine fluoreszierende Material unabhängig aus der Gruppe, bestehend aus Rhodaminen, Fluoresceinen, Cumarinen, Naphtalimiden, Benzoxanthenen, Acridinen, Azos, Koordinationskomplexen von Seltenerd-Metall und Mischungen davon, ausgewählt ist.
Fluoreszierende Tinte nach Anspruch 1, wobei der Unterschied zwischen den Absorptionsmaxima von zwei beliebigen des mehr als einen fluoreszierenden Materials zumindest 30 nm beträgt.
Fluoreszierende Tinte nach Anspruch 1, wobei die fluoreszierende Tintenzusammensetzung kein farbiges nicht-fluoreszierendes Material enthält.
Authentifizierungsverfahren, umfassend: Bereitstellen eines Substrats; Inkontaktbringen des Substrats mit einer fluoreszierenden Tinte, die mehr als ein fluoreszierendes Material umfasst, das bei Aussetzen gegenüber unterschiedlichen Anregungswellenlängen unterschiedliche Farben von Licht abgibt; und Nachweisen von Abgaben unter unterschiedlichen Anregungswellenlängen.