JP2004503410A - インクジェット印刷可能な媒体 - Google Patents
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Abstract
パスポートに使用するのに適したインク受容媒体を開示する。本発明による媒体は、基材、および複数の粒子を含む画像受容層を含む。好ましい実施形態では、この画像受容層は、複数の架橋したポリ(ビニルピロリドン)粒子を含む。
Description
【0001】
発明の分野
本発明は、一般に、インクジェット印刷可能な媒体に関する。さらに詳細には、本発明は、パスポート等のセキュリティ書類に関する。
【0002】
発明の背景
紙基材を含むセキュリティ書類は多い。紙基材を含むセキュリティ書類の例としては、証書(たとえば、株券)、有価証券(たとえば、小切手)、パスポート、およびビザなどがある。パスポートは、一般に、1枚以上の紙を含む。多くの場合、パスポートが交付される人の写真を紙の上に置き、透明なポリマーフィルムを使用して、所定の位置に張り付ける。この構造体の欠点の1つは、写真がページから浮き出しているため、偽造者により注意深く剥され、異なる写真と取り替えられることである。
【0003】
パスポート所有者が訴える共通の苦情は、写真が、多くの場合、すばらしい顔写真でないことである。この苦情は、広く認められているため、ユーモアを得意とする文筆家および訳者が、この題材を取り扱った。たとえば、1冊のユーモラスな物語の本は、「あなたがパスポート写真のように見えたら、帰宅するときです(When You Look Like Your Pasport,it’s Time to Come Home)」という題名である。旅行者にとって幸運なことに、近年、デジタルカメラ技術が益々普及して経済的になった。たとえば、今では、多くの人物写真撮影室が、デジタルカメラを使用している。
【0004】
人物写真をデジタルカメラで撮影するとき、多くの場面を撮影する費用は非常に少ない。低価格のため、幾つかの画像を撮影することが可能である。被写体は、これらの画像全部をコンピュータースクリーンで直ちに見て、自分が一番好きなものを選択することが可能である。好ましくない画像を捨て、望ましい画像を電子的に保存することができる。プリンター、たとえば、インクジェットプリンターを使用して、望ましい画像のハードコピーを作ることもできる。
【0005】
近年、インクジェットプリンターの価格が劇的に下がった。同時に、インクジェットプリンターで作成される画像の品質は劇的に向上した。今日、写真に近い品質の画像を作り出すことができるインクジェットプリンターは、大きい電子機器小売店で購入することができる。
【0006】
発明の概要
本発明は、一般に、インクジェット画像画像保持用アセンブリに関する。さらに詳細には、本発明は、パスポート等のセキュリティ書類に関する。本発明は、セキュリティ書類を含む、紙を基にした書類に適用して、処理後、頑丈で、耐久性のある、高品質且つ改ざん防止画像を提供することが可能な、半透明のインク受容コーティング材料の種類に関する。
【0007】
本発明によるインク受容媒体は、基材と、複数の粒子を含むインク受容層とを含む。特に好ましい実施形態では、このインク受容層は、複数の架橋したポリ(ビニルピロリドン)粒子を含む。本発明の有用な実施形態では、インク受容層の粒子が、間隙空間を画定する。本発明の好ましい実施形態では、インク受容層の粒子が、インク受容層の第1の主要面と第2の主要面との間に伸びる複数の曲がりくねった道を画定する。この複数の曲がりくねった道は、インク組成物の流体媒体を、インク受容層を通過させ、基材により運び去らせることができると考えられる。特に好ましい実施形態では、インク受容層は、インク受容層の第1の主要面付近のインク着色剤の大部分を捕捉することができ、また、インクの流体媒体の大部分を、インク受容層を通過させ、基材により運び去らせることができる。
【0008】
本発明の1つの実施形態では、インク受容層の第1の主要面全体に、ラミネートをヒートシールする。好ましい実施形態では、インク受容層は、乾燥時、約2μm〜約100μmの厚さを有する。さらに好ましい実施形態では、インク受容層は、乾燥時、約5μm〜約50μの厚さを有する。これらの好ましい実施形態によるインク受容層は、ラミネートからの材料を、インク受容層を貫流させ、基材に接合させることができると考えられる。
【0009】
本発明によるインク受容組成物は、特にインクジェットプリンターからの水性インクで、許容できる画像を得るために、紙を改質して印刷可能にするのに有用である。インク受容体組成物が塗布されている紙に印刷された画像は、インク受容体組成物を施していない紙に印刷された画像と比べて、画質が優れている。本発明のインク受容体組成物は、セキュリティ書類、および画像化した物品にヒートシール可能なラミネートを付着させる他の用途に特に有用である。
【0010】
本発明による多層構造の1つの実施形態は、基材および基材の上面にかぶせた1つ以上の突出部を含むインク受容層を含む。この多層構造は、最上層および最下層を有するラミネートも含む。このラミネートの最下層の材料は、インク受容層の突出部の間に広がり、基材の上面と接触していることが好ましい。
【0011】
発明の詳細な説明
以下の詳細な説明は、図面を参照しながら読むことが望ましい。図面は、本質的に線図であり、必ずしも共通の尺度をもつとは限らない。様々な要素ごとに、材料、寸法、および製造工程の例を提供する。当業者は、提供された例の多くには、利用できる適当な代替物があることを理解するであろう。
【0012】
図1は、本発明による多層構造20の断面図である。多層構造20は、基材22および基材22にかぶせたラミネート24を含む。インク受容層26は、基材22とラミネート24の間に配置されている。インク受容層26は、第1の主要面30および第2の主要面28を含む。インク34を含む印刷画像32は、最も近いインク受容層26に配置される。好ましい実施形態では、多層構造20は、頑丈で、耐久性のある、改ざん防止の確実な書類の一部を形成する。また、好ましい実施形態では、基材22、インク受容層26、およびラミネート24の間に、確実な接合が形成される。この好ましい実施形態では、偽造者が、多層構造20の構成成分を分離しようとした場合、基材22は裂け、且つ/または印刷された画像32は、2つ以上の断片に分かれる。
【0013】
図2は、本発明の代表的な実施形態による多層構造120のさらなる実施形態の断面図である。多層構造120は、基材122、および基材122の上面140にかぶせたインク受容層126を含む。図2の実施形態では、インク受容層126は、1つ以上の突出部130を含む。インク受容層126は、基材122の上面140にコーティング溶液を選択的に塗布することによって、形成することができる。インク受容層126の突出部130の形成に利用できる方法としては、輪転グラビア印刷およびスクリーン印刷等がある。多層構造120は、最上層132および最下層134を有するラミネート124も含む。好ましい実施形態では、最下層134は、上面140にしっかり接合する結束材料を含む。幾つかの用途で適当と考えられる結束材料の例としては、無水物変性ポリプロピレン、酸変性ポリオレフィン類、および酸/無水物変性ポリオレフィン類を含む、官能化オレフィンなどがある。幾つかの用途で適当と考えられる市販材料の例としては、ELVAX 3175エチレンビニルアセテートポリマー、およびBYNEL 3101酸/アクリレート変性エチレンビニルアセテートポリマー、ELVALOY 741樹脂改質剤、およびFUSABONDポリマーカップリング剤などがあり、全て、E.I.DuPont de Nemours and Company of Wilmington,Delawareから市販されている。この好ましい実施形態では、熱および圧力を利用して、ラミネート124を基材122および/またはインク受容層122に接合することが可能である。図2の実施形態では、最下層134の材料は、突出部130の間に広がり、基材122の上面140と接触している。
【0014】
有用な実施形態では、突出部130で覆われていない基材122の上面140の面積と、突出部130で覆われている基材122の上面140の面積との比率は、約0.02〜約4である。好ましい実施形態では、突出部130で覆われていない基材122の上面140の面積と、突出部130で覆われている基材122の上面140の面積との比率は、約0.05〜約2である。特に好ましい実施形態では、突出部130で覆われていない基材122の上面140の面積と、突出部130で覆われている基材122の上面140の面積との比率は、約0.15〜約1である。このパラグラフの好ましい実施形態のそれぞれで、この比率は、基材の「領域」に当てはまり、本発明の望ましい利益が、その領域外で求められないのであれば、「領域」外のかなりの面積が、突出部で覆われていなくてもよいと理解される。
【0015】
図3は、本発明の代表的な実施形態によるアセンブリ142の分解組立断面図である。アセンブリ142は、ラミネート124、基材122、および基材122の上面140にかぶせたインク受容層126を含む。図3の実施形態では、インク受容層126は、1つ以上の突出部130を含み、ラミネート124は、最上層132および最下層134を含む。上述の通り、最下層134は、上面140にしっかり接合する結束材料を含むことが好ましい。
【0016】
本発明による1つの方法では、アセンブリ142を利用して、図2の多層構造120を製作することが可能である。本発明による好ましい方法では、熱および/または圧力を利用して、ラミネート124を基材122および/またはインク受容層122に接合する。この好ましい方法では、最下層134の材料は、突出部130の間に流れて、基材122の上面140と接触していることが好ましい。
【0017】
図4は、本発明の代表的な実施形態によるアセンブリ144の分解組立断面図である。アセンブリ144は、基材122、および最上層132および最下層134を含むラミネート124を含む。上述の通り、最下層134は、上面140にしっかり接合する結束材料を含むことが好ましい。アセンブリ144は、ラミネート124の最下面146にかぶせたインク受容層126も含む。図4の実施形態では、インク受容層126は、1つ以上の突出部130を含む。
【0018】
本発明による1つの方法では、アセンブリ144を利用して、図2の多層構造120を製作することが可能である。本発明による好ましい方法では、熱および圧力を利用して、ラミネート124を基材122に接合する。この好ましい方法では、最下層134の材料は、突出部130の間に流れて、基材122の上面140と接触していることが好ましい。
【0019】
基材
有用な実施形態では、基材22は、多孔性材料を含む。好ましい実施形態では、基材22は、パスポート用紙等の、紙を含む。特に好ましい実施形態では、基材22は、1つ以上の偽造防止対策を含む、パスポート用紙を含む。幾つかの用途で適当と考えられる偽造防止対策を有するパスポート用紙は、Jon.Enschede en Zohnen Grafishe Inrichting B.V.,Haarlem,The Netherlandsから市販されている。好ましい実施形態では、基材22は、1つ以上のセキュリティマーカーを含む。幾つかの用途で適当と考えられるセキュリティマーカーの例としては、複雑な印刷パターン、マイクロ印刷アイデンティファイヤー、透かし、および紫外線蛍光発光繊維などがある。
【0020】
インク受容層
有用な実施形態では、インク受容層26は、親水性有機粒子であってもよく、親水性無機粒子であってもよい、複数の粒子を含む。好ましい実施形態では、インク受容層26は、複数の有機粒子を含む。さらに好ましい実施形態では、インク受容層26は、複数の有機粒子および複数の無機粒子を含む。
【0021】
適当な親水性有機粒子は、水膨潤性であるが、好ましくは、約25℃で水溶性ではない、N−ビニルラクタム類の架橋ホモポリマーおよびコポリマー、たとえば、N−ビニルピロリドンのホモポリマーおよびコポリマーおよびN−ビニルカプロラクタムのホモポリマーおよびコポリマー、N−ビニルイミダゾール類のホモポリマーおよびコポリマー、ビニルピリジンのホモポリマーおよびコポリマー、およびそれらの置換誘導体を含む。N−ビニルラクタム類およびN−ビニルイミダゾール類のホモポリマーおよびコポリマーが好ましい。ポリ(N−ビニルピロリドン)およびポリ(N−ビニルイミダゾール)の架橋粒子が最も好ましい。
【0022】
架橋したポリ(ビニルピロリドン)粒子は、BASF Corporation,Ludwigshafen,Germanyから入手でき、たとえば、商品名LUVICROSSおよびLUVICROSS Mによって確認される。架橋したポリ(ビニルピロリドン)粒子は、International Specialty Products,Wayne,New Jersey,USAからも市販されており、たとえば、商品名POLYPLASDONE,POLYCLAR,およびDIVERGANによって確認される。架橋したビニルピロリドン−ビニルイミダゾールコポリマー粒子は、BASF Corporation,Ludwigshafen,Germanyから市販されており、たとえば、商品名LUVICROSS VIおよびLUVICROSS VI−Mによって確認される。有機粒子の有用な平均粒子直径は、約0.1μm〜約400μmである。有機粒子の好ましい平均粒子直径は、約0.5μm約100μmである。有機粒子のさらに好ましい平均粒子直径は、約1μm〜約30μmである。
【0023】
有用な実施形態では、有機粒子は、インクを吸収する力を有する。好ましい実施形態では、有機粒子は、インク着色剤を媒染する力を有する。インク着色剤の例としては、染料懸濁液および顔料懸濁液などがある。インク吸収力は、吸収されるインクの組成によって異なると考えられるため、好ましい吸収力は、吸水力の形で記述する。好ましい実施形態では、有機粒子は、40ml/g〜0.1ml/gの吸水力を有する。さらに好ましい実施形態では、有機粒子は、20ml/g〜0.2ml/gの吸水力を有する。なおいっそう好ましい実施形態では、有機粒子は、10ml/g〜0.5ml/gの吸水力を有する。
【0024】
適当な無機粒子は、金属酸化物を含む。好ましい金属酸化物としては、ルチル、一酸化チタン、チタンセスキ酸化物等のチタン酸化物;シリカ、界面活性剤鋳型シリカ粒子、ゼオライト、およびその表面処理誘導体、たとえばPCT出願公告特許出願第WO99/03929号A1に記載のフッ素処理シリカ等の、ケイ素酸化物;たとえばベーマイト、偽ベーマイト、バイヤライト等のアルミナ、オキシ水酸化アルミニウム等の混合酸化物、シリカコアを有するアルミナ粒子等の、アルミニウム酸化物;ジルコニア等のジルコニウム酸化物および水酸化ジルコニウム;およびそれらの混合物などがある。ケイ素酸化物およびアルミニウム酸化物が特に好ましい。
【0025】
シリカ粒子は、たとえば、E.I.Du Pont de Nemours Corporation,Wilmington,Delaware,USAから市販されており、商品名LUDOXで確認される。アルミナ粒子は、たとえば、Vista Chemical Company、Houston,Texas,USAから市販されており、商品名DISPALで確認される。無機粒子の好ましい平均粒子直径は約0.002μm〜約30μmである。無機粒子のさらに好ましい平均粒子直径は、約0.10μm〜約10μmである。
【0026】
特に好ましい実施形態では、インク受容層26は、架橋したポリ(ビニルピロリドン)粒子を含む。これらの粒子は、パスポート用紙を含む基材に付着することができる。好ましい実施形態では、インク受容層26は、一般に、多孔性である。たとえば、インク受容層26は、複数の間隙空間を画定する、複数の架橋したポリ(ビニルピロリドン)粒子を含んでもよい。さらに好ましい実施形態では、インク受容層26は、複数の曲がりくねった道を画定する。このさらに好ましい実施形態において、複数の曲がりくねった道は、インク受容層26の第1の主要面30と流体連絡していることが好ましい。特に有利な実施形態では、複数の曲がりくねった道が、インク受容層26の第1の主要面30とインク受容層26の第2の主要面28の間に伸びている。この複数の曲がりくねった道は、インク34の流体媒体部分を、インク受容層26を通過させ、基材22により運び去せることができると考えられる。好ましい実施形態では、インク受容層26は、インク受容層26の第1の主要面30付近のインク着色剤を捕捉することができ、また、インクの流体媒体は、インク受容層26を通過して、基材22によって運び去られるようになっている。
【0027】
好ましい実施形態では、インク受容層26は、乾燥時、約2μm〜約100μmの厚さを有する。さらに好ましい実施形態では、インク受容層26は、乾燥時、約5μm〜約50μmの厚さを有する。これらの好ましい実施形態によるインク受容層26は、ラミネート24からの材料を、インク受容層26を貫流させ、基材22に接合させることができると考えられる。
【0028】
幾つかの用途では、その用途に適切な粒子サイズに基づいて、インク受容層26の厚さを選択することが有用である。有用な実施形態では、インク受容層26は、約1平均粒子直径〜約10平均粒子直径の厚さを有する。好ましい実施形態では、インク受容層26は、約1平均粒子直径〜約5平均粒子直径の厚さを有する。特に好ましい実施形態では、インク受容層26は約2.5平均粒子直径の厚さを有する。
【0029】
インク受容層26は、粒子を、基材に、ラミネートに、および互いに、くっつけておくのに役立つために、1つ以上の結合剤を含んでもよい。インク受容層26の有用な実施形態は、一般に、約60重量%未満の結合剤を含む。好ましくは、インク受容層26は、約50重量%未満の結合剤を含む。さらに好ましくは、インク受容層26は、約40重量%未満の結合剤を含む。好ましい結合剤は、溶剤を含まない状態では、実質的に水不溶性である。
【0030】
有用な結合剤は、約−125℃〜125℃のガラス転移温度を有する。好ましい結合剤は、約−50℃〜50℃のガラス転移温度を有する。さらに好ましい結合剤は、約−30℃〜30℃のガラス転移温度を有する。
【0031】
好ましい結合剤は、エチレンおよび/または酢酸ビニルを含むポリマーである。さらに好ましい結合剤は、エチレン、酢酸ビニル、および酸官能基を有するモノマー(たとえば、アクリル酸、メタクリル酸)のコポリマーを含む。幾つかの用途で適当と考えられる市販されている結合剤の例としては、AIRFLEX 426(固形分64%)、HYCAR 26084(固形分48%)、VYCAR 460X46(固形分49%)、RHOPLEX B−60A(固形分46%)、およびRHOPLEX AC−1230M(固形分46%)などがある。AIRFLEX 426は、Air Products and Chemicals、Allentown,Pennsylvania,USAから市販されている、エチレン−酢酸ビニルラテックス結合剤エマルジョンである。HYCAR 26084およびVYCAR 460X46は、B.F.Goodrich Co.,Philadelphia,Pennsylvania,USAから市販されているアクリルラテックスおよび塩化ビニルラテックス結合剤エマルジョンである。RHOPLEX B−60AおよびRHOPLEX AC−1230Mは、Rohmand Haas Company,Philadelphia,Pennsylvania,USAから市販されている、アクリルラテックス結合剤エマルジョンである。
【0032】
好ましい実施形態では、インク受容層は、多層構造20の信憑性を確認するために利用することができる、1つ以上の秘密のマーカーを含む。秘密のマーカーの例としては、紫外線蛍光発光繊維、紫外線蛍光発光染料、およびカラーシフト用顔料などがある。また、好ましい実施形態では、インク受容層26は、実質的に光学的に透明である。実質的に光学的に透明であるインク受容層26は、インク受容層26を通して、基材22のセキュリティマーカーを見ることができるという利点を有する。幾つかの用途で適当と考えられるセキュリティマーカーの例としては、複雑な印刷パターン、マイクロ印刷アイデンティファイヤー、透かし、および紫外線蛍光発光繊維などがある。
【0033】
インク受容層26は、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、様々な添加物を含むことが可能なことを理解すべきである。幾つかの用途で適当と考えられる添加物の例としては、染料、着色剤、顔料、フィラー、滑剤、酸化防止剤、紫外線安定剤、熱安定剤、界面活性剤、脱泡剤、粘度改質剤等々がある。
【0034】
有用な実施形態では、画像受容層は、約0.5〜約250g/m2の重量を有する。好ましい実施形態では、この画像受容層は、約1〜約100g/m2の重量を有する。特に好ましい実施形態では、画像受容層は、約2〜約50g/m2の重量を有する。コーティング重量は、フィラー、無機材料、添加物等々によって異なってもよいことを理解すべきである。
【0035】
インク受容層126に模様をつけるとき、様々なインク受容材料を使用することができる。幾つかの用途で適当と考えられる材料の例としては、米国特許第5,766,398号、第4,775,594号、第5,126,195号、第5,198,306号に開示されている、ビニルピロリドンホモポリマーおよびコポリマーおよびそれらの置換誘導体;酢酸ビニルコポリマー(たとえば、ビニルピロリドンおよび酢酸ビニルのコポリマー;酢酸ビニルおよびアクリル酸のコポリマー等々)およびその加水分解誘導体;ポリビニルアルコール;アクリル酸ホモポリマーおよびコポリマー;アクリルアミドホモポリマーおよびコポリマー;セルロースポリマー;アリルアルコール、アクリル酸および/またはマレイン酸またはそれらのエステルとのスチレンコポリマー;アルキレンオキシドポリマーおよびコポリマー;ゼラチンおよび変性ゼラチン;多糖類;等々がある。ビニルピロリドンホモポリマーおよびコポリマーが好ましい。架橋ビニルピロリドンホモポリマーおよびコポリマーが特に好ましい。任意に、画像受容材料126は、無機材料(たとえば、アルミナおよび/またはシリカ粒子)を含んでもよい。さらに、上述の材料のいずれかからなる配合物を使用してもよい。任意に、画像受容材料126は、視覚的特性を画像に提供する添加物も含んでもよい。このような添加物としては、グリター、ガラスバブル、顔料、雲母、UV吸収材および安定剤等々がある。
【0036】
コーティング溶液および方法
インク受容層26、126は、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、様々な方法を利用して形成することができる。好ましい実施形態では、インク受容層26、126は、コーティング溶液を基材22、122に塗布することによって形成される。本発明の精神および範囲から逸脱することなく、様々な方法を利用して、コーティング溶液を基材に塗布することが可能である。幾つかの用途で適当と考えられる塗布技術の例としては、塗装、印刷、浸漬、吹付塗、および刷毛塗などがある。幾つかの用途で適当と考えられる塗装方法の例としては、直接ロールコーティング、リバースロールコーティング、スロット供給式ナイフコーティング、吹付コーティング、流しコーティング、および押出コーティングなどがある。幾つかの用途で適当と考えられる印刷方法の例としては、スクリーン印刷および輪転グラビア印刷などがある。
【0037】
本発明による特に好ましい方法では、コーティング溶液が基材22、122に選択的に塗布されて、突出部の模様を形成する。この特に好ましい方法では、溶液が、表面全体に一様なフィルムを形成する可能性がないように、コーティング溶液の流動学的性質を調節することが可能である。この好ましい方法と共に使用されるコーティング溶液は、増粘剤を含むことが好ましい。特に好ましい実施形態では、低剪断速度における高粘度と高剪断速度における低粘度の組合せを提供するように、増粘剤を選択することが可能である。幾つかの用途で適当と考えられる増粘剤の例としては、デンプン、アラビアゴム、グアールガム、およびカルボキシメチルセルロースなどがある。
【0038】
本発明によるコーティング溶液は、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、様々な材料を含むことが可能である。有用な実施形態では、コーティング溶液は、溶剤および有機であっても無機であってもよい複数の粒子を含む。好ましい実施形態では、コーティング溶液は、溶剤および複数の有機粒子を含む。特に好ましい実施形態では、コーティング溶液は、溶剤、複数の有機粒子、および複数の無機粒子を含む。コーティングを基材22、122に塗布して突出部の模様を形成するとき、この突出部が、粒子より広いことが好ましい。この粒子が溶剤に不溶性であることも好ましい。
【0039】
幾つかの用途で適当と考えられる粒子の例としては、アルミナ、シリカ、および親水性有機粒子などがある。適当な親水性有機粒子は、N−ビニルピロリドンのホモポリマーおよびコポリマーおよびN−ビニルカプロラクタムのホモポリマーおよびコポリマー等の、N−ビニルラクタム類の架橋ホモポリマーおよびコポリマー、N−ビニルイミダゾール類のホモポリマーおよびコポリマー、ビニルピリジンのホモポリマーおよびコポリマー、およびそれらの置換誘導体を含む。N−ビニルラクタム類およびN−ビニルイミダゾール類のホモポリマーおよびコポリマーが好ましい。架橋したポリ(N−ビニルピロリドン)およびポリ(N−ビニルイミダゾール)の粒子が最も好ましい。
【0040】
塗料溶液は、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、様々な溶剤を含むことが可能である。好ましい実施形態では、粒子が溶剤に実質的に不溶性であるように、コーティング溶液の溶剤および粒子が選択される。好ましい溶剤は、水および/またはグリコールエーテル類(たとえば、ジエチレングリコール)を含む。
【0041】
幾つかの用途では、基材を湿らせるのを助けるために、界面活性剤をコーティング溶液中に含むことは有利かもしれない。幾つかの用途で適当と考えられる界面活性剤の例としては、陰イオン性界面活性剤、陽イオン性界面活性剤、非イオン性界面活性剤、および双極性イオン性界面活性剤などがある。界面活性剤の商品名の例としては、ZONYLおよびFLUORADなどがある。ZONYL FSNは、E.I.Du Pont de Nemours Corporation,Wilmington,Delaware,USAから入手できるフッ素処理界面活性剤の商品名である。FLUORAD FC−754 WELL STIMULATIONADDITIVEは、Minnesota Mining and Manufacturing(3M Company),St.Paul,Minnesota,USAから入手できるフッ素処理界面活性剤の商品名である。
【0042】
所望の湿潤性を得るように、界面活性剤の量を選択することが可能である。一般に、コーティング溶液の表面張力が、支持材料の湿潤張力より低いとき、有用な湿潤を得ることが可能である。コーティング溶液の表面張力が、約5mJ/m2以上の差で、支持材料の湿潤張力より低いとき、有利な湿潤を得ることが可能である。コーティング溶液の表面張力が、約10mJ/m2以上の差で、支持材料の湿潤張力より低いとき、特に有利な湿潤を得ることが可能である。例として、未処理のポリプロピレンは、一般に、約29mJ/m2の表面張力を有する。対応する本発明による有用なコーティング溶液は、約29mJ/m2未満の表面張力を有する。本発明による好ましいコーティング溶液は、約24mJ/m2未満の表面張力を有する。本発明による特に好ましいコーティング溶液は、約19mJ/m2未満の表面張力を有する。
【0043】
スクリーン印刷による塗布に有用な界面活性剤は陽イオン性であっても、陰イオン性であっても、非イオン性であってもよい。スクリーン印刷による塗布に好ましい界面活性剤は、陽イオン性界面活性剤である。スクリーン印刷による塗布に有用な溶液は、約0%〜約50%のグリコールエーテルを含んでもよい。スクリーン印刷による塗布に好ましい溶液は、約5%〜約40%のグリコールエーテルを含んでもよい。スクリーン印刷による塗布に特に好ましい溶液は、約10%〜約35%のグリコールエーテルを含んでもよい。
【0044】
本発明による方法は、支持材料の湿潤張力を変えるための表面処理ステップを含んでもよい。幾つかの用途で適当と考えられる表面処理方法の例としては、プラズマ処理、コロナ処理、化学処理、および火炎処理などがある。幾つかの用途で適当と考えられる火炎処理装置は、Flynn Burner Corporation,New Rochelle New York,USA;The Aerogon Company Ltd.,Alton,United Kingdom;および Sherman Treaters Ltd.,Thame,United Kingdomから市販されている。幾つかの用途で適当と考えられるコロナ処理装置は、Enercon Industries Corporation,Menomonee Falls,Wisconsin,USA;Pillar Technologies,Hartland,Wisconsin,USA;および Corotec Corporation,Farmington,Connecticut,USAから市販されている。
【0045】
上述の通り、コーティング溶液は、複数の有機粒子、および/または複数の無機粒子を含むことが好ましい。適当な親水性有機粒子は、N−ビニルピロリドンのホモポリマーおよびコポリマーおよびN−ビニルカプロラクタムのホモポリマーおよびコポリマー等の、N−ビニルラクタムの架橋したホモポリマーおよびコポリマー、N−ビニルイミダゾール類のホモポリマーおよびコポリマー、ビニルピリジンのホモポリマーおよびコポリマー、およびそれらの置換誘導体を含む。N−ビニルラクタム類およびN−ビニルイミダゾール類のホモポリマーおよびコポリマーが好ましい。架橋したポリ(N−ビニルピロリドン)およびポリ(N−ビニルイミダゾール)粒子が最も好ましい。
【0046】
架橋したポリ(ビニルピロリドン)粒子は、BASF Corporation,Ludwigshafen,Germanyから入手でき、たとえば、商品名LUVICROSSおよびLUVICROSS Mによって確認される。架橋したポリ(ビニルピロリドン)粒子は、International Specialty Products,Wayne,NewJersey,USAからも市販されており、たとえば、商品名POLYPLASDONE、POLYCLAR、およびDIVERGANによって確認される。架橋したビニルピロリドン−ビニルイミダゾールコポリマー粒子は、BASF Corporation,Ludwigshafen,Germanyから入手でき、たとえば、商品名LUVICROSS VIおよびLUVICROSS VI−Mによって確認される。有用な有機粒子の平均粒子直径は、約0.1μm〜約400μmである。好ましい有機粒子の平均粒子直径は、約0.5μm〜約100μmである。さらに好ましい有機粒子の平均粒子直径は、約1μm〜約30μmである。
【0047】
適当な無機粒子は、金属酸化物を含む。好ましい金属酸化物としては、ルチル、一酸化チタン、チタンセスキ酸化物等のチタン酸化物;シリカ、界面活性剤鋳型シリカ粒子、ゼオライト、およびその表面処理誘導体、たとえばPCT出願公告特許出願第WO99/03929A1に記載のフッ素処理シリカ等の、ケイ素酸化物;たとえば、ベーマイト、偽ベーマイト、バイヤライト等のアルミナ、オキシ水酸化アルミニウム等の混合酸化物、シリカコアを有するアルミナ粒子等の、アルミニウム酸化物;ジルコニア等のジルコニウム酸化物および水酸化ジルコニウム;およびそれらの混合物などがある。ケイ素酸化物およびアルミニウム酸化物が特に好ましい。
【0048】
シリカ粒子は、E.I.Du Pont de Nemours Corporation,Wilmington,Delaware,USAから市販されており、たとえば、商品名LUDOXによって確認される。アルミナ粒子は、たとえば、Vista Chemical Company,Houston,Texas,USAから市販されており、たとえば、商品名DISPALによって確認される。好ましい無機粒子の平均粒子直径は、約0.002μm〜約30μmである。さらに好ましい無機粒子の平均粒子直径は、約0.010μm〜約10μmである。
【0049】
印刷画像
好ましい実施形態では、インク受容層26、126は、水性インクを含む印刷画像を受け取ることができる。好ましい方法では、インクジェット印刷法を利用して、この画像が、インク受容層26、126上に印刷される。本発明の精神および範囲から逸脱することなく、その他の印刷方法を利用することが可能である。幾つかの用途で適当と考えられる印刷方法の例としては、レーザー印刷、グラビア印刷、オフセット印刷、シルクスクリーン印刷、静電印刷、およびフレキソ印刷などがある。
【0050】
本発明による好ましい方法では、インクジェット印刷法を利用して、印刷画像32がインク受容層26、126に塗布される。インクジェット印刷法の1つの利点は、インクジェット印刷装置が、低価格で容易に使用できることである。インクジェット印刷法の第2の利点は、適当な基材と共に使用すれば、インクジェットプリンターが、セットアップ費用(たとえば、印刷版等々)なしで、写真品質のカラー画像を作成できることである。
【0051】
本発明による印刷画像は、1つ以上のセキュリティ印証を含むことが好ましい。幾つかの用途で適当と考えられるセキュリティ印証の例としては、人の顔の写真、人の指紋の表示、バーコード、およびカード所有者の署名の表示などがある。
【0052】
本発明と共に、多くのインクを使用することが可能である。幾つかの用途で適当と考えられるインクの例としては、有機溶剤系インク、水性インク、相変化インク、および放射線重合可能インクなどがある。好ましいインクは、水性インクである。さらに好ましいインクは、インクジェットプリンターで使用するのに適した水性インクである。本発明と共に、様々な着色剤を使用したインクを使用することが可能である。幾つかの用途で適当と考えられる着色剤の例としては、染料を主成分とする着色剤、および顔料を主成分とする着色剤などがある。
【0053】
ラミネート
好ましい実施形態では、ラミネート24、124は、光学的に透明なフィルムを含む。好ましい実施形態では、ラミネート24、124は、インク受容層26、126に接合される。特に好ましい実施形態では、ラミネート24、124は、インク受容層26、126および基材22、122に接合される。様々な方法を利用して、ラミネート24、124をインク受容層26、126に接合することが可能である。好ましい実施形態では、圧力を利用して、結合を形成する。特に好ましい実施形態では、熱および圧力を利用して、結合を形成する。幾つかの用途で適当と考えられる加圧方法としては、ローラープレスの使用およびプラテンプレスの使用などがある。幾つかの用途で適当と考えられる加熱方法の例としては、伝導、対流、および輻射を利用した加熱方法などがある。
【0054】
本発明による好ましい方法では、1つ以上の加熱ローラーを使用して、熱および圧力を、ラミネート24、124および基材22、122に加える。本発明による好ましい方法では、たとえば、TLC Model 6060Pパスポートラミネーター(TLC,Evenston,Illinoisから入手可能)等の、熱ラミネーターを使用して、ラミネート24、124を、インク受容層26、126および基材22、122に接合する。
【0055】
ラミネート24、124は、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、複数の層を含むことが可能なことを、理解すべきである。たとえば、ラミネート24、124は、基層および結束層を含んでもよい。第2の例として、ラミネート24、124は、基層および感圧接着剤(PSA)層を含んでもよい。
【0056】
ラミネート24、124は、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、様々な材料を含むことが可能である。幾つかの用途で適当と考えられる材料の例としては、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ポリ(塩化ビニル)(PVC)、ポリウレタン類(PU)、およびポリエチレンテレフタレート(PET)などがある。PETフィルムは、E.I.Du Pont de Nemours Corporation,Wilmington,Delaware,USAから市販されており、この材料は、商品名MYLARで確認される。
【0057】
上述の通り、ラミネート24、124が結束層を含む、ラミネート24、124の実施形態が可能である。結束層は、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、様々な材料を含むことが可能である。幾つかの用途で適当と考えられる結束材料の例としては、ポリエチレン(PE)、エチレンビニルアセテートコポリマー(EVA)、ポリ塩化ビニル(PVC)/酢酸ビニルコポリマー、酸/アクリレート変性エチレン−酢酸ビニルコポリマー、酸/無水物変性ポリエチレン、およびエチレン−アクリルコポリマー(たとえば、Dow Chemicalから入手できるPRIMACOR)などがある。
【0058】
酸/アクリレート変性エチレンビニルアセテートは、E.I.Du Pont de Nemours Corporation,Wilmington,Delaware,USAから市販されており、この材料は、商品名BYNELで確認される。酸/無水物−変性ポリエチレンは、Equistar Chemicals LP,Houston,Texas,USAから市販されており、この材料は、商品名PLEXARで確認される。
【0059】
好ましい実施形態では、ラミネート24、124は、1つ以上のセキュリティマーカーを含む。幾つかの用途で適当と考えられるセキュリティマーカーの例としては、紫外線蛍光発光インクおよび紫外線蛍光発光繊維を含むセキュリティ模様などがある。特に好ましい実施形態では、ミネート24、124は、3M Company,St.Paul,Minnesota,USAから市販されているCONFIRM 1301を含む。CONFIRM 1301は、エチレン−アクリル酸結束層を含むセキュリティラミネートである。
【0060】
本発明の有用性
本発明によるインク受容組成物は、特にインクジェットプリンターからの水性インクで、許容できる画像を得るために、紙を改質して印刷可能にするのに有用である。インク受容体組成物が塗布された紙上の印刷画像は、インク受容体組成物がない紙と比べて、優れた画質を提供する。本インク受容体組成物は、セキュリティ書類、および画像化した物品にヒートシール可能なラミネートを付着させる他の用途に特に有用である。
【0061】
実施例
材料
次の実施例で使用される材料を以下に述べる。
【0062】
「CONFIRM 1301」は、3M Company,St.Paul,Minnesota,USAから入手できる、エチレン−アクリル酸結束層を有するセキュリティ用ラミネートである。
【0063】
「POLYPLASDONE INF−10」は、International Specialty Products,Wayne,New Jersey,USAから入手できる、架橋ポリ(ビニルピロリドン)粒子の商品名である。
【0064】
「LUVICROSS VI−M」は、BASF Corporation,Ludwigshafen,Germanyから入手できる、架橋ビニルピロリドン−ビニルイミダゾールコポリマー粒子の商品名である。
【0065】
「AIRFLEX 426」は、Air Products and Chemicals,Allentown,Pennsylvania,USAから入手できる、エチレン−酢酸ビニルラテックス結合剤エマルジョンの商品名である。
【0066】
「HYCAR 26084」および「VYCAR 460X46」は、B.F.Goodrich Co.,Philadelphia,Pennsylvania,USAから入手できる、アクリルラテックス結合剤エマルジョンおよび塩化ビニルラテックス結合剤エマルジョンの商品名である。
【0067】
「RHOPLEX B−60A」および「RHOPLEX AC−1230M」は、Rohm and Haas Company,Philadelphia,Pennsylvania,USAから入手できる、アクリルラテックス結合剤エマルジョンの商品名である。
【0068】
「FLUORAD FC−754 WELL STIMULATION ADDITIVE」は、3M Company,St.Paul,Minnesota,USAから入手できる、イソプロパノール/水中に50重量%の、フルオロアルキル第四級アンモニウム塩化物の混合物の商品名である。
【0069】
「ZONYL FSN」は、E.I.Du Pont de Nemours Corporation,Wilmington,Delaware,USAから入手できる、フッ素処理界面活性剤の商品名である。
【0070】
基本手順
以下の実施例は、多くの場合、すぐ下に列挙した組成物を使用して調製した。全ての量は、特に記載がない限り、重量基準で示してある。
組成物A:POLYPLASDONE INF−10 20部および水80部の混合物。
組成物B:POLYPLASDONE INF−10 20部、イソプロピルアルコール60部、および水20部の混合物。
組成物C:結合剤(固形分ベース)20部および水(結合剤エマルジョンからの水を含む)80部の混合物。
組成物D:POLYPLASDONE INF−10 100部、脱イオン水250部、およびジエチレングリコール200部の混合物を調製した。この混合物を、ローター/ステーター型ミキサーで15分間混合し、次いで、加える場合にはAIRFLEX 426エマルジョン67部およびFLUORAD FC−754 WELL STIMULATION ADDITIVE 5部を加えた。
【0071】
実施例1
組成物A 70部、組成物C(結合剤としてAIRFLEX 426を使用して調製した)30部、水25部、およびZONYL FSN 0.7部を含む混合物を調製した。
【0072】
このインク受容体組成物を、#22 Mayerロッド(R D Specialties of Webster,New York,USAから入手可能;公称湿潤厚さ=0.050mm)を使用してパスポート用紙(Jon.Enschede en Zohnen Grafishe Inrichting B.V.,Haarlem,The Netherlandsから市販されている)上に塗布し、続いて、110℃の炉内で乾燥させた。コーティングを通して、パスポート用紙(たとえば、プレ印刷パターン、透かし、紫外線蛍光発光繊維)における偽造防止対策を明らかに確認することができた。
【0073】
次いで、顔料/染料配合インクジェットインク(MIS Associates Inc.,Lake Orion,Michigan,USAからのカートリッジARC−S020108(黒)およびARC−S020089(カラー))を具備するEPSON STYLUS COLOR 850インクジェットプリンター(U S Epson,Inc.,Torrance,California,USA)を使用して、材料を画像化した。結果として得られた画像は、高いカラー密度および優れた線の鮮明さを示し、カラー間に、ブリーディングまたはフェザリングはなかった。
【0074】
CONFIRM 1301セキュリティラミネート1枚をこの画像の上面に載せ、TLC Model 6060Pパスポートラミネーターを使用し、約115℃の界面温度で、この構造体を貼り合せた。このような構造体を数個作成した。
【0075】
周囲条件で、ラミネートを画像から分離しようとしたとき、パスポート用紙が裂け、紙、コーティング、およびラミネートの間の界面接着力は、紙の内部強度より大きいことを示した。
【0076】
層状サンプル1枚を、66℃/相対湿度98%、32℃/相対湿度90%、および66℃/周囲湿度の各環境に11日間入れた。様々な環境条件で、画質は著しく変化しなかった。32℃/相対湿度90%で、ラミネートを画像から引き離そうとするためには、かなりの力を要し、そうしたとき、紙もラミネートも再使用できないように、印刷画像が(画像の一部をラミネート上に、残りの部分を紙上に残して)裂けた。
【0077】
実施例2
組成物A 65部および組成物C 35部を使用したこと以外は、実施例1の場合と同様に、インク受容体組成物を調製した。このインク受容体組成物を、実施例1の場合と同様に、塗布し、印刷し、薄層で覆った。塗布後、実施例1の場合と同様に、パスポート用紙における偽造防止対策が、コーティングを通して容易に確認された。印刷後の画質は、実施例1のそれと類似していた。
【0078】
周囲条件で、ラミネートを画像から分離しようとしたとき、パスポート用紙が裂け、紙、コーティング、およびラミネートの間の界面接着力は、紙の内部強度より大きいことを示した。
【0079】
層状サンプル1枚を、66℃/相対湿度98%、32℃/相対湿度90%、および66℃/周囲湿度の各環境に11日間入れた。
【0080】
様々な環境条件で、画質は著しく変化しなかった。32℃/相対湿度90%で、ラミネートを画像から引き離そうとするためには、実施例1の場合と同様の力を要し、そうしたとき、紙もラミネートも再使用できないように、印刷画像が(画像の一部をラミネート上に、残りの部分を紙上に残して)裂けた。
【0081】
実施例3
組成物A 75部および組成物C 25部を使用したこと以外は、実施例1の通りに、インク受容体組成物を調製した。このインク受容体組成物を、実施例1の場合と同様に、塗布し、印刷し、薄層で覆った。塗布後、実施例1の通りに、パスポート用紙における偽造防止対策が、コーティングを通して容易に確認された。印刷後の画質は、実施例1のそれと類似していた。
【0082】
周囲条件で、ラミネートを画像から分離しようとしたとき、パスポート用紙が裂け、紙、コーティング、およびラミネートの間の界面接着力は、紙の内部強度より大きいことを示した。
【0083】
層状サンプル1枚を、66℃/相対湿度98%、32℃/相対湿度90%、および66℃/周囲湿度の各環境に11日間入れた。
【0084】
様々な環境条件で、画質は著しく変化しなかった。32℃/相対湿度90%で、ラミネートを画像から引き離そうとするためには、実施例1の場合より僅かに少ない力を要し、そうしたとき、紙もラミネートも再使用できないように、印刷画像が(画像の一部をラミネート上に、残りの部分を紙上に残して)裂けた。
【0085】
実施例4
組成物Cで使用した結合剤がVYCAR 460X46であったこと以外は、実施例1の通りに、インク受容体組成物を調製した。このインク受容体組成物を、実施例1の場合と同様に、塗布し、印刷し、薄層で覆った。塗布後、実施例1の通りに、パスポート用紙における偽造防止対策が、コーティングを通して容易に確認された。印刷後の画質は、実施例1のそれと類似していた。
【0086】
周囲条件で、ラミネートを画像から分離しようとしたとき、かなりの力を要し、そうしたとき、紙もラミネートも再使用できないように、印刷画像が(画像の一部をラミネート上に、残りの部分を紙上に残して)裂けた。
【0087】
層状サンプル1枚を、32℃/相対湿度90%の環境に4日間入れた。この環境条件で、画質は著しく変化しなかった。32℃/相対湿度90%で、ラミネートを画像から引き離そうとするためには、実施例1の場合より僅かに少ない力を要し、そうしたとき、紙もラミネートも再使用できないように、印刷画像が(画像の一部をラミネート上に、残りの部分を紙上に残して)裂けた。
【0088】
実施例5
組成物Cで使用した結合剤がHYCAR 26084であったこと以外は、実施例1の場合と同様に、インク受容体組成物を調製した。このインク受容体組成物を、実施例1の場合と同様に、塗布し、印刷し、薄層で覆った。塗布後、実施例1の場合と同様に、パスポート用紙における偽造防止対策が、コーティングを通して容易に確認された。印刷後の画質は、実施例1のそれと類似していた。
【0089】
周囲条件で、ラミネートを画像から分離しようとしたとき、実施例4の場合と同様の力を要し、そうしたとき、紙もラミネートも再使用できないように、印刷画像が(画像の一部をラミネート上に、残りの部分を紙上に残して)裂けた。
【0090】
層状サンプル1枚を、32℃/相対湿度90%の環境に4日間入れた。この環境条件で、画質は著しく変化しなかった。32℃/相対湿度90%で、ラミネートを画像から引き離そうとするためには、実施例4の場合と同様の力を要し、そうしたとき、紙もラミネートも再使用できないように、印刷画像が(画像の一部をラミネート上に、残りの部分を紙上に残して)裂けた。
【0091】
実施例6
組成物Cで使用した結合剤がRHOPLEX B−60AとRHOPLEX AC−1230Mとの80:20配合物(固形分ベースで)であったこと以外は、実施例1の場合と同様に、インク受容体組成物を調製した。このインク受容体組成物を、実施例1の場合と同様に、塗布し、印刷し、薄層で覆った。塗布後、実施例1の場合と同様に、パスポート用紙における偽造防止対策が、コーティングを通して容易に確認された。印刷後の画質は、実施例1のそれと類似していた。
【0092】
周囲条件で、ラミネートを画像から引き離そうとしたとき、実施例4の場合より僅かに少ない力を要し、そうしたとき、紙もラミネートも再使用できないように、印刷画像が(画像の一部をラミネート上に、残りの部分を紙上に残して)裂けた。
【0093】
層状サンプル1枚を、32℃/相対湿度90%の環境に4日間入れた。この環境条件で、画質は著しく変化しなかった。32℃/相対湿度90%で、ラミネートを画像から引き離そうとするためには、実施例4の場合より僅かに少ない力を要し、そうしたとき、紙もラミネートも再使用できないように、印刷画像が(画像の一部をラミネート上に、残りの部分を紙上に残して)裂けた。
【0094】
実施例7
インク受容体組成物と同様に、組成物Bを調製した。#14 Mayerロッド(公称湿潤厚さ=0.032mm)を使用したこと以外は、実施例1の場合と同様に、このインク受容体組成物を塗布した。実施例1の場合と同様に、塗布した紙に印刷し、薄層で覆った。塗布後、実施例1の場合と同様に、パスポート用紙における偽造防止対策が、コーティングを通して容易に確認された。印刷後の画質は、実施例1のそれと類似していた。周囲条件で、ラミネートを画像から引き離そうとしたとき、パスポート用紙が裂け、紙、コーティング、およびラミネートの間の界面接着力は、紙の内部強度より大きいことを示した。
【0095】
実施例8
LUVICROSS VI−M 20部、イソプロピルアルコール60部、および水20部を含む混合物を調製した。このインク受容体組成物を、実施例7の場合と同様に、塗布し、印刷し、薄層で覆った。塗布後、実施例1の場合と同様に、パスポート用紙における偽造防止対策が、コーティングを通して容易に確認された。印刷後の画質は、実施例1のそれと類似していた。周囲条件で、ラミネートを画像から引き離そうとしたとき、パスポート用紙が裂け、紙、コーティング、およびラミネートの間の界面接着力は、紙の内部強度より大きいことを示した。
【0096】
実施例9
157メッシュスクリーン(61スレッド/cm)を使用して、インク受容体組成物Dを、10ポイント110ポンド紙(International PaperからのSpringhill紙)上にスクリーン印刷した。塗布した材料を、100℃の炉内で乾燥させた。次いで、実施例1の場合と同様、EPSON STYLUS COLOR 850インクジェットプリンター(U S Epson,Inc.,Torrance,California,USA)を使用して、乾燥した材料に印刷した。結果として得られた画像は、高いカラー密度および優れた線の鮮明さを示し、カラー間に、ブリーディングまたはフェザリングはなかった。CONFIRM 1301セキュリティラミネート1枚をこの画像の上面に載せ、TLC Model 6060Pパスポートラミネーターを使用し、約138℃の界面温度で、この構造体を貼り合せた。周囲条件で、ラミネートを画像から引き離そうとしたとき、この紙が裂け、紙、コーティング、およびラミネートの間の界面接着力は、紙の内部強度より大きいことを示した。
【0097】
実施例10
230メッシュスクリーン(90スレッド/cm)を使用して、実施例9を繰返した。画質およびラミネート接着力は、実施例9の場合に確認されたものと類似していた。
【0098】
実施例11
ノッチ−バー・コーターを使用して、2ミル(0.051mm)の間隙で、インク受容組成物を紙に塗布したこと以外は、実施例9を繰返した。画質およびラミネート接着力は、実施例9の場合に確認されたものと類似していた。
【0099】
実施例12
110メッシュスクリーン(43スレッド/cm)を使用して、インク受容体組成物Dを、CONFIRM 1301セキュリティラミネートの接着剤側にスクリーン印刷した。塗布した材料を100℃で乾燥させた。次いで、実施例1の場合と同様、EPSON STYLUS COLOR 850インクジェットプリンターを使用して印刷した(逆画像)。結果として得られた画像は、高いカラー密度および良好な線の鮮明さを示し、カラー間に、非常に軽度のブリーディング/フェザリングが認められた。10ポイント110ポンド紙(International PaperからのSpringhill紙)1枚をこの画像の上面に載せ、TLC Model 6060Pパスポートラミネーターを使用し、約138℃の界面温度で、この構造体を貼り合せた。貼り合せた後、画質は変わらず、また、セキュリティラミネートを通して、画像を容易に確認することができた。周囲条件で、ラミネートを画像から引き離そうとしたとき、この紙が裂け、紙、コーティング、およびラミネートの間の界面接着力は、紙の内部強度より大きいことを示した。貼り合せた構造体1片を、約1時間、水中に入れておいた。ラミネートを画像から引き離そうとしたとき、ラミネート接着剤が紙繊維で未だ完全に覆われたまま、紙が裂けた。
【0100】
実施例13
157メッシュスクリーンを使用して、実施例12を繰返した。画像は、高いカラー密度と、実施例12の場合より僅かに多いブリーディング/フェザリングとを示した。紙に貼り合せた後、周囲条件における紙とセキュリティラミネートとの間の接着力は、実施例12の場合に確認されたものと類似していた。貼り合せた構造体1片を、約1時間、水中に入れておいた。ラミネートを画像から引き離そうとしたとき、ラミネート接着剤が紙繊維でほとんど(実施例12の場合より少ない)覆われたまま、紙が裂けた。
【0101】
実施例14
230メッシュスクリーンを使用して、実施例12を繰返した。画像は、高いカラー密度と、実施例13の場合より僅かに多いブリーディング/フェザリングとを示した。紙に貼り合せた後、周囲条件における紙とセキュリティラミネートとの間の接着力は、実施例12の場合に確認されたものと類似していた。貼り合せた構造体1片を、約1時間、水中に入れておいた。ラミネートを画像から引き離そうとしたとき、一部の(実施例13の場合より少ない)紙繊維との貼り合わせ接着剤がまだ付着したまま、紙が僅かに裂けた。
【0102】
実施例15(比較用)
ノッチ−バーコーターを使用して、2ミル(0.051mm)間隙で、インク受容組成物を、CONFIRM 1301セキュリティラミネートの接着剤側に塗布したこと以外は、実施例12を繰返した。貼り合せた後、中程度の力で、紙をラミネートから分離することができ、紙、コーティング、およびラミネートの間の界面接着力は、紙の内部強度より少ないことを示した。
【0103】
このように、本発明の好ましい実施形態について述べてきたが、本明細書に添付のクレームの範囲内で、また別の実施形態を作って使用できることを、当業者は、容易に理解するであろう。本明細書に含まれる本発明の多数の利点を、前述の説明で述べてきた。しかし、この開示内容は、多くの点で、例証に過ぎないことが理解されるであろう。細部にわたって、特に、構成要素の形状、サイズ、および配置に関して、本発明の範囲を超えることなく、変更を行うことが可能である。本発明の範囲は、もちろん、添付のクレームが表現されている言語で規定される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の代表的な実施形態による多層構造の断面図である。
【図2】本発明のさらなる代表的な実施形態による多層構造の断面図である。
【図3】本発明の代表的な実施形態によるアセンブリの分解組立断面図である。
【図4】本発明の代表的な実施形態によるさらなるアセンブリの分解組立断面図である。
発明の分野
本発明は、一般に、インクジェット印刷可能な媒体に関する。さらに詳細には、本発明は、パスポート等のセキュリティ書類に関する。
【0002】
発明の背景
紙基材を含むセキュリティ書類は多い。紙基材を含むセキュリティ書類の例としては、証書(たとえば、株券)、有価証券(たとえば、小切手)、パスポート、およびビザなどがある。パスポートは、一般に、1枚以上の紙を含む。多くの場合、パスポートが交付される人の写真を紙の上に置き、透明なポリマーフィルムを使用して、所定の位置に張り付ける。この構造体の欠点の1つは、写真がページから浮き出しているため、偽造者により注意深く剥され、異なる写真と取り替えられることである。
【0003】
パスポート所有者が訴える共通の苦情は、写真が、多くの場合、すばらしい顔写真でないことである。この苦情は、広く認められているため、ユーモアを得意とする文筆家および訳者が、この題材を取り扱った。たとえば、1冊のユーモラスな物語の本は、「あなたがパスポート写真のように見えたら、帰宅するときです(When You Look Like Your Pasport,it’s Time to Come Home)」という題名である。旅行者にとって幸運なことに、近年、デジタルカメラ技術が益々普及して経済的になった。たとえば、今では、多くの人物写真撮影室が、デジタルカメラを使用している。
【0004】
人物写真をデジタルカメラで撮影するとき、多くの場面を撮影する費用は非常に少ない。低価格のため、幾つかの画像を撮影することが可能である。被写体は、これらの画像全部をコンピュータースクリーンで直ちに見て、自分が一番好きなものを選択することが可能である。好ましくない画像を捨て、望ましい画像を電子的に保存することができる。プリンター、たとえば、インクジェットプリンターを使用して、望ましい画像のハードコピーを作ることもできる。
【0005】
近年、インクジェットプリンターの価格が劇的に下がった。同時に、インクジェットプリンターで作成される画像の品質は劇的に向上した。今日、写真に近い品質の画像を作り出すことができるインクジェットプリンターは、大きい電子機器小売店で購入することができる。
【0006】
発明の概要
本発明は、一般に、インクジェット画像画像保持用アセンブリに関する。さらに詳細には、本発明は、パスポート等のセキュリティ書類に関する。本発明は、セキュリティ書類を含む、紙を基にした書類に適用して、処理後、頑丈で、耐久性のある、高品質且つ改ざん防止画像を提供することが可能な、半透明のインク受容コーティング材料の種類に関する。
【0007】
本発明によるインク受容媒体は、基材と、複数の粒子を含むインク受容層とを含む。特に好ましい実施形態では、このインク受容層は、複数の架橋したポリ(ビニルピロリドン)粒子を含む。本発明の有用な実施形態では、インク受容層の粒子が、間隙空間を画定する。本発明の好ましい実施形態では、インク受容層の粒子が、インク受容層の第1の主要面と第2の主要面との間に伸びる複数の曲がりくねった道を画定する。この複数の曲がりくねった道は、インク組成物の流体媒体を、インク受容層を通過させ、基材により運び去らせることができると考えられる。特に好ましい実施形態では、インク受容層は、インク受容層の第1の主要面付近のインク着色剤の大部分を捕捉することができ、また、インクの流体媒体の大部分を、インク受容層を通過させ、基材により運び去らせることができる。
【0008】
本発明の1つの実施形態では、インク受容層の第1の主要面全体に、ラミネートをヒートシールする。好ましい実施形態では、インク受容層は、乾燥時、約2μm〜約100μmの厚さを有する。さらに好ましい実施形態では、インク受容層は、乾燥時、約5μm〜約50μの厚さを有する。これらの好ましい実施形態によるインク受容層は、ラミネートからの材料を、インク受容層を貫流させ、基材に接合させることができると考えられる。
【0009】
本発明によるインク受容組成物は、特にインクジェットプリンターからの水性インクで、許容できる画像を得るために、紙を改質して印刷可能にするのに有用である。インク受容体組成物が塗布されている紙に印刷された画像は、インク受容体組成物を施していない紙に印刷された画像と比べて、画質が優れている。本発明のインク受容体組成物は、セキュリティ書類、および画像化した物品にヒートシール可能なラミネートを付着させる他の用途に特に有用である。
【0010】
本発明による多層構造の1つの実施形態は、基材および基材の上面にかぶせた1つ以上の突出部を含むインク受容層を含む。この多層構造は、最上層および最下層を有するラミネートも含む。このラミネートの最下層の材料は、インク受容層の突出部の間に広がり、基材の上面と接触していることが好ましい。
【0011】
発明の詳細な説明
以下の詳細な説明は、図面を参照しながら読むことが望ましい。図面は、本質的に線図であり、必ずしも共通の尺度をもつとは限らない。様々な要素ごとに、材料、寸法、および製造工程の例を提供する。当業者は、提供された例の多くには、利用できる適当な代替物があることを理解するであろう。
【0012】
図1は、本発明による多層構造20の断面図である。多層構造20は、基材22および基材22にかぶせたラミネート24を含む。インク受容層26は、基材22とラミネート24の間に配置されている。インク受容層26は、第1の主要面30および第2の主要面28を含む。インク34を含む印刷画像32は、最も近いインク受容層26に配置される。好ましい実施形態では、多層構造20は、頑丈で、耐久性のある、改ざん防止の確実な書類の一部を形成する。また、好ましい実施形態では、基材22、インク受容層26、およびラミネート24の間に、確実な接合が形成される。この好ましい実施形態では、偽造者が、多層構造20の構成成分を分離しようとした場合、基材22は裂け、且つ/または印刷された画像32は、2つ以上の断片に分かれる。
【0013】
図2は、本発明の代表的な実施形態による多層構造120のさらなる実施形態の断面図である。多層構造120は、基材122、および基材122の上面140にかぶせたインク受容層126を含む。図2の実施形態では、インク受容層126は、1つ以上の突出部130を含む。インク受容層126は、基材122の上面140にコーティング溶液を選択的に塗布することによって、形成することができる。インク受容層126の突出部130の形成に利用できる方法としては、輪転グラビア印刷およびスクリーン印刷等がある。多層構造120は、最上層132および最下層134を有するラミネート124も含む。好ましい実施形態では、最下層134は、上面140にしっかり接合する結束材料を含む。幾つかの用途で適当と考えられる結束材料の例としては、無水物変性ポリプロピレン、酸変性ポリオレフィン類、および酸/無水物変性ポリオレフィン類を含む、官能化オレフィンなどがある。幾つかの用途で適当と考えられる市販材料の例としては、ELVAX 3175エチレンビニルアセテートポリマー、およびBYNEL 3101酸/アクリレート変性エチレンビニルアセテートポリマー、ELVALOY 741樹脂改質剤、およびFUSABONDポリマーカップリング剤などがあり、全て、E.I.DuPont de Nemours and Company of Wilmington,Delawareから市販されている。この好ましい実施形態では、熱および圧力を利用して、ラミネート124を基材122および/またはインク受容層122に接合することが可能である。図2の実施形態では、最下層134の材料は、突出部130の間に広がり、基材122の上面140と接触している。
【0014】
有用な実施形態では、突出部130で覆われていない基材122の上面140の面積と、突出部130で覆われている基材122の上面140の面積との比率は、約0.02〜約4である。好ましい実施形態では、突出部130で覆われていない基材122の上面140の面積と、突出部130で覆われている基材122の上面140の面積との比率は、約0.05〜約2である。特に好ましい実施形態では、突出部130で覆われていない基材122の上面140の面積と、突出部130で覆われている基材122の上面140の面積との比率は、約0.15〜約1である。このパラグラフの好ましい実施形態のそれぞれで、この比率は、基材の「領域」に当てはまり、本発明の望ましい利益が、その領域外で求められないのであれば、「領域」外のかなりの面積が、突出部で覆われていなくてもよいと理解される。
【0015】
図3は、本発明の代表的な実施形態によるアセンブリ142の分解組立断面図である。アセンブリ142は、ラミネート124、基材122、および基材122の上面140にかぶせたインク受容層126を含む。図3の実施形態では、インク受容層126は、1つ以上の突出部130を含み、ラミネート124は、最上層132および最下層134を含む。上述の通り、最下層134は、上面140にしっかり接合する結束材料を含むことが好ましい。
【0016】
本発明による1つの方法では、アセンブリ142を利用して、図2の多層構造120を製作することが可能である。本発明による好ましい方法では、熱および/または圧力を利用して、ラミネート124を基材122および/またはインク受容層122に接合する。この好ましい方法では、最下層134の材料は、突出部130の間に流れて、基材122の上面140と接触していることが好ましい。
【0017】
図4は、本発明の代表的な実施形態によるアセンブリ144の分解組立断面図である。アセンブリ144は、基材122、および最上層132および最下層134を含むラミネート124を含む。上述の通り、最下層134は、上面140にしっかり接合する結束材料を含むことが好ましい。アセンブリ144は、ラミネート124の最下面146にかぶせたインク受容層126も含む。図4の実施形態では、インク受容層126は、1つ以上の突出部130を含む。
【0018】
本発明による1つの方法では、アセンブリ144を利用して、図2の多層構造120を製作することが可能である。本発明による好ましい方法では、熱および圧力を利用して、ラミネート124を基材122に接合する。この好ましい方法では、最下層134の材料は、突出部130の間に流れて、基材122の上面140と接触していることが好ましい。
【0019】
基材
有用な実施形態では、基材22は、多孔性材料を含む。好ましい実施形態では、基材22は、パスポート用紙等の、紙を含む。特に好ましい実施形態では、基材22は、1つ以上の偽造防止対策を含む、パスポート用紙を含む。幾つかの用途で適当と考えられる偽造防止対策を有するパスポート用紙は、Jon.Enschede en Zohnen Grafishe Inrichting B.V.,Haarlem,The Netherlandsから市販されている。好ましい実施形態では、基材22は、1つ以上のセキュリティマーカーを含む。幾つかの用途で適当と考えられるセキュリティマーカーの例としては、複雑な印刷パターン、マイクロ印刷アイデンティファイヤー、透かし、および紫外線蛍光発光繊維などがある。
【0020】
インク受容層
有用な実施形態では、インク受容層26は、親水性有機粒子であってもよく、親水性無機粒子であってもよい、複数の粒子を含む。好ましい実施形態では、インク受容層26は、複数の有機粒子を含む。さらに好ましい実施形態では、インク受容層26は、複数の有機粒子および複数の無機粒子を含む。
【0021】
適当な親水性有機粒子は、水膨潤性であるが、好ましくは、約25℃で水溶性ではない、N−ビニルラクタム類の架橋ホモポリマーおよびコポリマー、たとえば、N−ビニルピロリドンのホモポリマーおよびコポリマーおよびN−ビニルカプロラクタムのホモポリマーおよびコポリマー、N−ビニルイミダゾール類のホモポリマーおよびコポリマー、ビニルピリジンのホモポリマーおよびコポリマー、およびそれらの置換誘導体を含む。N−ビニルラクタム類およびN−ビニルイミダゾール類のホモポリマーおよびコポリマーが好ましい。ポリ(N−ビニルピロリドン)およびポリ(N−ビニルイミダゾール)の架橋粒子が最も好ましい。
【0022】
架橋したポリ(ビニルピロリドン)粒子は、BASF Corporation,Ludwigshafen,Germanyから入手でき、たとえば、商品名LUVICROSSおよびLUVICROSS Mによって確認される。架橋したポリ(ビニルピロリドン)粒子は、International Specialty Products,Wayne,New Jersey,USAからも市販されており、たとえば、商品名POLYPLASDONE,POLYCLAR,およびDIVERGANによって確認される。架橋したビニルピロリドン−ビニルイミダゾールコポリマー粒子は、BASF Corporation,Ludwigshafen,Germanyから市販されており、たとえば、商品名LUVICROSS VIおよびLUVICROSS VI−Mによって確認される。有機粒子の有用な平均粒子直径は、約0.1μm〜約400μmである。有機粒子の好ましい平均粒子直径は、約0.5μm約100μmである。有機粒子のさらに好ましい平均粒子直径は、約1μm〜約30μmである。
【0023】
有用な実施形態では、有機粒子は、インクを吸収する力を有する。好ましい実施形態では、有機粒子は、インク着色剤を媒染する力を有する。インク着色剤の例としては、染料懸濁液および顔料懸濁液などがある。インク吸収力は、吸収されるインクの組成によって異なると考えられるため、好ましい吸収力は、吸水力の形で記述する。好ましい実施形態では、有機粒子は、40ml/g〜0.1ml/gの吸水力を有する。さらに好ましい実施形態では、有機粒子は、20ml/g〜0.2ml/gの吸水力を有する。なおいっそう好ましい実施形態では、有機粒子は、10ml/g〜0.5ml/gの吸水力を有する。
【0024】
適当な無機粒子は、金属酸化物を含む。好ましい金属酸化物としては、ルチル、一酸化チタン、チタンセスキ酸化物等のチタン酸化物;シリカ、界面活性剤鋳型シリカ粒子、ゼオライト、およびその表面処理誘導体、たとえばPCT出願公告特許出願第WO99/03929号A1に記載のフッ素処理シリカ等の、ケイ素酸化物;たとえばベーマイト、偽ベーマイト、バイヤライト等のアルミナ、オキシ水酸化アルミニウム等の混合酸化物、シリカコアを有するアルミナ粒子等の、アルミニウム酸化物;ジルコニア等のジルコニウム酸化物および水酸化ジルコニウム;およびそれらの混合物などがある。ケイ素酸化物およびアルミニウム酸化物が特に好ましい。
【0025】
シリカ粒子は、たとえば、E.I.Du Pont de Nemours Corporation,Wilmington,Delaware,USAから市販されており、商品名LUDOXで確認される。アルミナ粒子は、たとえば、Vista Chemical Company、Houston,Texas,USAから市販されており、商品名DISPALで確認される。無機粒子の好ましい平均粒子直径は約0.002μm〜約30μmである。無機粒子のさらに好ましい平均粒子直径は、約0.10μm〜約10μmである。
【0026】
特に好ましい実施形態では、インク受容層26は、架橋したポリ(ビニルピロリドン)粒子を含む。これらの粒子は、パスポート用紙を含む基材に付着することができる。好ましい実施形態では、インク受容層26は、一般に、多孔性である。たとえば、インク受容層26は、複数の間隙空間を画定する、複数の架橋したポリ(ビニルピロリドン)粒子を含んでもよい。さらに好ましい実施形態では、インク受容層26は、複数の曲がりくねった道を画定する。このさらに好ましい実施形態において、複数の曲がりくねった道は、インク受容層26の第1の主要面30と流体連絡していることが好ましい。特に有利な実施形態では、複数の曲がりくねった道が、インク受容層26の第1の主要面30とインク受容層26の第2の主要面28の間に伸びている。この複数の曲がりくねった道は、インク34の流体媒体部分を、インク受容層26を通過させ、基材22により運び去せることができると考えられる。好ましい実施形態では、インク受容層26は、インク受容層26の第1の主要面30付近のインク着色剤を捕捉することができ、また、インクの流体媒体は、インク受容層26を通過して、基材22によって運び去られるようになっている。
【0027】
好ましい実施形態では、インク受容層26は、乾燥時、約2μm〜約100μmの厚さを有する。さらに好ましい実施形態では、インク受容層26は、乾燥時、約5μm〜約50μmの厚さを有する。これらの好ましい実施形態によるインク受容層26は、ラミネート24からの材料を、インク受容層26を貫流させ、基材22に接合させることができると考えられる。
【0028】
幾つかの用途では、その用途に適切な粒子サイズに基づいて、インク受容層26の厚さを選択することが有用である。有用な実施形態では、インク受容層26は、約1平均粒子直径〜約10平均粒子直径の厚さを有する。好ましい実施形態では、インク受容層26は、約1平均粒子直径〜約5平均粒子直径の厚さを有する。特に好ましい実施形態では、インク受容層26は約2.5平均粒子直径の厚さを有する。
【0029】
インク受容層26は、粒子を、基材に、ラミネートに、および互いに、くっつけておくのに役立つために、1つ以上の結合剤を含んでもよい。インク受容層26の有用な実施形態は、一般に、約60重量%未満の結合剤を含む。好ましくは、インク受容層26は、約50重量%未満の結合剤を含む。さらに好ましくは、インク受容層26は、約40重量%未満の結合剤を含む。好ましい結合剤は、溶剤を含まない状態では、実質的に水不溶性である。
【0030】
有用な結合剤は、約−125℃〜125℃のガラス転移温度を有する。好ましい結合剤は、約−50℃〜50℃のガラス転移温度を有する。さらに好ましい結合剤は、約−30℃〜30℃のガラス転移温度を有する。
【0031】
好ましい結合剤は、エチレンおよび/または酢酸ビニルを含むポリマーである。さらに好ましい結合剤は、エチレン、酢酸ビニル、および酸官能基を有するモノマー(たとえば、アクリル酸、メタクリル酸)のコポリマーを含む。幾つかの用途で適当と考えられる市販されている結合剤の例としては、AIRFLEX 426(固形分64%)、HYCAR 26084(固形分48%)、VYCAR 460X46(固形分49%)、RHOPLEX B−60A(固形分46%)、およびRHOPLEX AC−1230M(固形分46%)などがある。AIRFLEX 426は、Air Products and Chemicals、Allentown,Pennsylvania,USAから市販されている、エチレン−酢酸ビニルラテックス結合剤エマルジョンである。HYCAR 26084およびVYCAR 460X46は、B.F.Goodrich Co.,Philadelphia,Pennsylvania,USAから市販されているアクリルラテックスおよび塩化ビニルラテックス結合剤エマルジョンである。RHOPLEX B−60AおよびRHOPLEX AC−1230Mは、Rohmand Haas Company,Philadelphia,Pennsylvania,USAから市販されている、アクリルラテックス結合剤エマルジョンである。
【0032】
好ましい実施形態では、インク受容層は、多層構造20の信憑性を確認するために利用することができる、1つ以上の秘密のマーカーを含む。秘密のマーカーの例としては、紫外線蛍光発光繊維、紫外線蛍光発光染料、およびカラーシフト用顔料などがある。また、好ましい実施形態では、インク受容層26は、実質的に光学的に透明である。実質的に光学的に透明であるインク受容層26は、インク受容層26を通して、基材22のセキュリティマーカーを見ることができるという利点を有する。幾つかの用途で適当と考えられるセキュリティマーカーの例としては、複雑な印刷パターン、マイクロ印刷アイデンティファイヤー、透かし、および紫外線蛍光発光繊維などがある。
【0033】
インク受容層26は、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、様々な添加物を含むことが可能なことを理解すべきである。幾つかの用途で適当と考えられる添加物の例としては、染料、着色剤、顔料、フィラー、滑剤、酸化防止剤、紫外線安定剤、熱安定剤、界面活性剤、脱泡剤、粘度改質剤等々がある。
【0034】
有用な実施形態では、画像受容層は、約0.5〜約250g/m2の重量を有する。好ましい実施形態では、この画像受容層は、約1〜約100g/m2の重量を有する。特に好ましい実施形態では、画像受容層は、約2〜約50g/m2の重量を有する。コーティング重量は、フィラー、無機材料、添加物等々によって異なってもよいことを理解すべきである。
【0035】
インク受容層126に模様をつけるとき、様々なインク受容材料を使用することができる。幾つかの用途で適当と考えられる材料の例としては、米国特許第5,766,398号、第4,775,594号、第5,126,195号、第5,198,306号に開示されている、ビニルピロリドンホモポリマーおよびコポリマーおよびそれらの置換誘導体;酢酸ビニルコポリマー(たとえば、ビニルピロリドンおよび酢酸ビニルのコポリマー;酢酸ビニルおよびアクリル酸のコポリマー等々)およびその加水分解誘導体;ポリビニルアルコール;アクリル酸ホモポリマーおよびコポリマー;アクリルアミドホモポリマーおよびコポリマー;セルロースポリマー;アリルアルコール、アクリル酸および/またはマレイン酸またはそれらのエステルとのスチレンコポリマー;アルキレンオキシドポリマーおよびコポリマー;ゼラチンおよび変性ゼラチン;多糖類;等々がある。ビニルピロリドンホモポリマーおよびコポリマーが好ましい。架橋ビニルピロリドンホモポリマーおよびコポリマーが特に好ましい。任意に、画像受容材料126は、無機材料(たとえば、アルミナおよび/またはシリカ粒子)を含んでもよい。さらに、上述の材料のいずれかからなる配合物を使用してもよい。任意に、画像受容材料126は、視覚的特性を画像に提供する添加物も含んでもよい。このような添加物としては、グリター、ガラスバブル、顔料、雲母、UV吸収材および安定剤等々がある。
【0036】
コーティング溶液および方法
インク受容層26、126は、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、様々な方法を利用して形成することができる。好ましい実施形態では、インク受容層26、126は、コーティング溶液を基材22、122に塗布することによって形成される。本発明の精神および範囲から逸脱することなく、様々な方法を利用して、コーティング溶液を基材に塗布することが可能である。幾つかの用途で適当と考えられる塗布技術の例としては、塗装、印刷、浸漬、吹付塗、および刷毛塗などがある。幾つかの用途で適当と考えられる塗装方法の例としては、直接ロールコーティング、リバースロールコーティング、スロット供給式ナイフコーティング、吹付コーティング、流しコーティング、および押出コーティングなどがある。幾つかの用途で適当と考えられる印刷方法の例としては、スクリーン印刷および輪転グラビア印刷などがある。
【0037】
本発明による特に好ましい方法では、コーティング溶液が基材22、122に選択的に塗布されて、突出部の模様を形成する。この特に好ましい方法では、溶液が、表面全体に一様なフィルムを形成する可能性がないように、コーティング溶液の流動学的性質を調節することが可能である。この好ましい方法と共に使用されるコーティング溶液は、増粘剤を含むことが好ましい。特に好ましい実施形態では、低剪断速度における高粘度と高剪断速度における低粘度の組合せを提供するように、増粘剤を選択することが可能である。幾つかの用途で適当と考えられる増粘剤の例としては、デンプン、アラビアゴム、グアールガム、およびカルボキシメチルセルロースなどがある。
【0038】
本発明によるコーティング溶液は、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、様々な材料を含むことが可能である。有用な実施形態では、コーティング溶液は、溶剤および有機であっても無機であってもよい複数の粒子を含む。好ましい実施形態では、コーティング溶液は、溶剤および複数の有機粒子を含む。特に好ましい実施形態では、コーティング溶液は、溶剤、複数の有機粒子、および複数の無機粒子を含む。コーティングを基材22、122に塗布して突出部の模様を形成するとき、この突出部が、粒子より広いことが好ましい。この粒子が溶剤に不溶性であることも好ましい。
【0039】
幾つかの用途で適当と考えられる粒子の例としては、アルミナ、シリカ、および親水性有機粒子などがある。適当な親水性有機粒子は、N−ビニルピロリドンのホモポリマーおよびコポリマーおよびN−ビニルカプロラクタムのホモポリマーおよびコポリマー等の、N−ビニルラクタム類の架橋ホモポリマーおよびコポリマー、N−ビニルイミダゾール類のホモポリマーおよびコポリマー、ビニルピリジンのホモポリマーおよびコポリマー、およびそれらの置換誘導体を含む。N−ビニルラクタム類およびN−ビニルイミダゾール類のホモポリマーおよびコポリマーが好ましい。架橋したポリ(N−ビニルピロリドン)およびポリ(N−ビニルイミダゾール)の粒子が最も好ましい。
【0040】
塗料溶液は、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、様々な溶剤を含むことが可能である。好ましい実施形態では、粒子が溶剤に実質的に不溶性であるように、コーティング溶液の溶剤および粒子が選択される。好ましい溶剤は、水および/またはグリコールエーテル類(たとえば、ジエチレングリコール)を含む。
【0041】
幾つかの用途では、基材を湿らせるのを助けるために、界面活性剤をコーティング溶液中に含むことは有利かもしれない。幾つかの用途で適当と考えられる界面活性剤の例としては、陰イオン性界面活性剤、陽イオン性界面活性剤、非イオン性界面活性剤、および双極性イオン性界面活性剤などがある。界面活性剤の商品名の例としては、ZONYLおよびFLUORADなどがある。ZONYL FSNは、E.I.Du Pont de Nemours Corporation,Wilmington,Delaware,USAから入手できるフッ素処理界面活性剤の商品名である。FLUORAD FC−754 WELL STIMULATIONADDITIVEは、Minnesota Mining and Manufacturing(3M Company),St.Paul,Minnesota,USAから入手できるフッ素処理界面活性剤の商品名である。
【0042】
所望の湿潤性を得るように、界面活性剤の量を選択することが可能である。一般に、コーティング溶液の表面張力が、支持材料の湿潤張力より低いとき、有用な湿潤を得ることが可能である。コーティング溶液の表面張力が、約5mJ/m2以上の差で、支持材料の湿潤張力より低いとき、有利な湿潤を得ることが可能である。コーティング溶液の表面張力が、約10mJ/m2以上の差で、支持材料の湿潤張力より低いとき、特に有利な湿潤を得ることが可能である。例として、未処理のポリプロピレンは、一般に、約29mJ/m2の表面張力を有する。対応する本発明による有用なコーティング溶液は、約29mJ/m2未満の表面張力を有する。本発明による好ましいコーティング溶液は、約24mJ/m2未満の表面張力を有する。本発明による特に好ましいコーティング溶液は、約19mJ/m2未満の表面張力を有する。
【0043】
スクリーン印刷による塗布に有用な界面活性剤は陽イオン性であっても、陰イオン性であっても、非イオン性であってもよい。スクリーン印刷による塗布に好ましい界面活性剤は、陽イオン性界面活性剤である。スクリーン印刷による塗布に有用な溶液は、約0%〜約50%のグリコールエーテルを含んでもよい。スクリーン印刷による塗布に好ましい溶液は、約5%〜約40%のグリコールエーテルを含んでもよい。スクリーン印刷による塗布に特に好ましい溶液は、約10%〜約35%のグリコールエーテルを含んでもよい。
【0044】
本発明による方法は、支持材料の湿潤張力を変えるための表面処理ステップを含んでもよい。幾つかの用途で適当と考えられる表面処理方法の例としては、プラズマ処理、コロナ処理、化学処理、および火炎処理などがある。幾つかの用途で適当と考えられる火炎処理装置は、Flynn Burner Corporation,New Rochelle New York,USA;The Aerogon Company Ltd.,Alton,United Kingdom;および Sherman Treaters Ltd.,Thame,United Kingdomから市販されている。幾つかの用途で適当と考えられるコロナ処理装置は、Enercon Industries Corporation,Menomonee Falls,Wisconsin,USA;Pillar Technologies,Hartland,Wisconsin,USA;および Corotec Corporation,Farmington,Connecticut,USAから市販されている。
【0045】
上述の通り、コーティング溶液は、複数の有機粒子、および/または複数の無機粒子を含むことが好ましい。適当な親水性有機粒子は、N−ビニルピロリドンのホモポリマーおよびコポリマーおよびN−ビニルカプロラクタムのホモポリマーおよびコポリマー等の、N−ビニルラクタムの架橋したホモポリマーおよびコポリマー、N−ビニルイミダゾール類のホモポリマーおよびコポリマー、ビニルピリジンのホモポリマーおよびコポリマー、およびそれらの置換誘導体を含む。N−ビニルラクタム類およびN−ビニルイミダゾール類のホモポリマーおよびコポリマーが好ましい。架橋したポリ(N−ビニルピロリドン)およびポリ(N−ビニルイミダゾール)粒子が最も好ましい。
【0046】
架橋したポリ(ビニルピロリドン)粒子は、BASF Corporation,Ludwigshafen,Germanyから入手でき、たとえば、商品名LUVICROSSおよびLUVICROSS Mによって確認される。架橋したポリ(ビニルピロリドン)粒子は、International Specialty Products,Wayne,NewJersey,USAからも市販されており、たとえば、商品名POLYPLASDONE、POLYCLAR、およびDIVERGANによって確認される。架橋したビニルピロリドン−ビニルイミダゾールコポリマー粒子は、BASF Corporation,Ludwigshafen,Germanyから入手でき、たとえば、商品名LUVICROSS VIおよびLUVICROSS VI−Mによって確認される。有用な有機粒子の平均粒子直径は、約0.1μm〜約400μmである。好ましい有機粒子の平均粒子直径は、約0.5μm〜約100μmである。さらに好ましい有機粒子の平均粒子直径は、約1μm〜約30μmである。
【0047】
適当な無機粒子は、金属酸化物を含む。好ましい金属酸化物としては、ルチル、一酸化チタン、チタンセスキ酸化物等のチタン酸化物;シリカ、界面活性剤鋳型シリカ粒子、ゼオライト、およびその表面処理誘導体、たとえばPCT出願公告特許出願第WO99/03929A1に記載のフッ素処理シリカ等の、ケイ素酸化物;たとえば、ベーマイト、偽ベーマイト、バイヤライト等のアルミナ、オキシ水酸化アルミニウム等の混合酸化物、シリカコアを有するアルミナ粒子等の、アルミニウム酸化物;ジルコニア等のジルコニウム酸化物および水酸化ジルコニウム;およびそれらの混合物などがある。ケイ素酸化物およびアルミニウム酸化物が特に好ましい。
【0048】
シリカ粒子は、E.I.Du Pont de Nemours Corporation,Wilmington,Delaware,USAから市販されており、たとえば、商品名LUDOXによって確認される。アルミナ粒子は、たとえば、Vista Chemical Company,Houston,Texas,USAから市販されており、たとえば、商品名DISPALによって確認される。好ましい無機粒子の平均粒子直径は、約0.002μm〜約30μmである。さらに好ましい無機粒子の平均粒子直径は、約0.010μm〜約10μmである。
【0049】
印刷画像
好ましい実施形態では、インク受容層26、126は、水性インクを含む印刷画像を受け取ることができる。好ましい方法では、インクジェット印刷法を利用して、この画像が、インク受容層26、126上に印刷される。本発明の精神および範囲から逸脱することなく、その他の印刷方法を利用することが可能である。幾つかの用途で適当と考えられる印刷方法の例としては、レーザー印刷、グラビア印刷、オフセット印刷、シルクスクリーン印刷、静電印刷、およびフレキソ印刷などがある。
【0050】
本発明による好ましい方法では、インクジェット印刷法を利用して、印刷画像32がインク受容層26、126に塗布される。インクジェット印刷法の1つの利点は、インクジェット印刷装置が、低価格で容易に使用できることである。インクジェット印刷法の第2の利点は、適当な基材と共に使用すれば、インクジェットプリンターが、セットアップ費用(たとえば、印刷版等々)なしで、写真品質のカラー画像を作成できることである。
【0051】
本発明による印刷画像は、1つ以上のセキュリティ印証を含むことが好ましい。幾つかの用途で適当と考えられるセキュリティ印証の例としては、人の顔の写真、人の指紋の表示、バーコード、およびカード所有者の署名の表示などがある。
【0052】
本発明と共に、多くのインクを使用することが可能である。幾つかの用途で適当と考えられるインクの例としては、有機溶剤系インク、水性インク、相変化インク、および放射線重合可能インクなどがある。好ましいインクは、水性インクである。さらに好ましいインクは、インクジェットプリンターで使用するのに適した水性インクである。本発明と共に、様々な着色剤を使用したインクを使用することが可能である。幾つかの用途で適当と考えられる着色剤の例としては、染料を主成分とする着色剤、および顔料を主成分とする着色剤などがある。
【0053】
ラミネート
好ましい実施形態では、ラミネート24、124は、光学的に透明なフィルムを含む。好ましい実施形態では、ラミネート24、124は、インク受容層26、126に接合される。特に好ましい実施形態では、ラミネート24、124は、インク受容層26、126および基材22、122に接合される。様々な方法を利用して、ラミネート24、124をインク受容層26、126に接合することが可能である。好ましい実施形態では、圧力を利用して、結合を形成する。特に好ましい実施形態では、熱および圧力を利用して、結合を形成する。幾つかの用途で適当と考えられる加圧方法としては、ローラープレスの使用およびプラテンプレスの使用などがある。幾つかの用途で適当と考えられる加熱方法の例としては、伝導、対流、および輻射を利用した加熱方法などがある。
【0054】
本発明による好ましい方法では、1つ以上の加熱ローラーを使用して、熱および圧力を、ラミネート24、124および基材22、122に加える。本発明による好ましい方法では、たとえば、TLC Model 6060Pパスポートラミネーター(TLC,Evenston,Illinoisから入手可能)等の、熱ラミネーターを使用して、ラミネート24、124を、インク受容層26、126および基材22、122に接合する。
【0055】
ラミネート24、124は、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、複数の層を含むことが可能なことを、理解すべきである。たとえば、ラミネート24、124は、基層および結束層を含んでもよい。第2の例として、ラミネート24、124は、基層および感圧接着剤(PSA)層を含んでもよい。
【0056】
ラミネート24、124は、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、様々な材料を含むことが可能である。幾つかの用途で適当と考えられる材料の例としては、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ポリ(塩化ビニル)(PVC)、ポリウレタン類(PU)、およびポリエチレンテレフタレート(PET)などがある。PETフィルムは、E.I.Du Pont de Nemours Corporation,Wilmington,Delaware,USAから市販されており、この材料は、商品名MYLARで確認される。
【0057】
上述の通り、ラミネート24、124が結束層を含む、ラミネート24、124の実施形態が可能である。結束層は、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、様々な材料を含むことが可能である。幾つかの用途で適当と考えられる結束材料の例としては、ポリエチレン(PE)、エチレンビニルアセテートコポリマー(EVA)、ポリ塩化ビニル(PVC)/酢酸ビニルコポリマー、酸/アクリレート変性エチレン−酢酸ビニルコポリマー、酸/無水物変性ポリエチレン、およびエチレン−アクリルコポリマー(たとえば、Dow Chemicalから入手できるPRIMACOR)などがある。
【0058】
酸/アクリレート変性エチレンビニルアセテートは、E.I.Du Pont de Nemours Corporation,Wilmington,Delaware,USAから市販されており、この材料は、商品名BYNELで確認される。酸/無水物−変性ポリエチレンは、Equistar Chemicals LP,Houston,Texas,USAから市販されており、この材料は、商品名PLEXARで確認される。
【0059】
好ましい実施形態では、ラミネート24、124は、1つ以上のセキュリティマーカーを含む。幾つかの用途で適当と考えられるセキュリティマーカーの例としては、紫外線蛍光発光インクおよび紫外線蛍光発光繊維を含むセキュリティ模様などがある。特に好ましい実施形態では、ミネート24、124は、3M Company,St.Paul,Minnesota,USAから市販されているCONFIRM 1301を含む。CONFIRM 1301は、エチレン−アクリル酸結束層を含むセキュリティラミネートである。
【0060】
本発明の有用性
本発明によるインク受容組成物は、特にインクジェットプリンターからの水性インクで、許容できる画像を得るために、紙を改質して印刷可能にするのに有用である。インク受容体組成物が塗布された紙上の印刷画像は、インク受容体組成物がない紙と比べて、優れた画質を提供する。本インク受容体組成物は、セキュリティ書類、および画像化した物品にヒートシール可能なラミネートを付着させる他の用途に特に有用である。
【0061】
実施例
材料
次の実施例で使用される材料を以下に述べる。
【0062】
「CONFIRM 1301」は、3M Company,St.Paul,Minnesota,USAから入手できる、エチレン−アクリル酸結束層を有するセキュリティ用ラミネートである。
【0063】
「POLYPLASDONE INF−10」は、International Specialty Products,Wayne,New Jersey,USAから入手できる、架橋ポリ(ビニルピロリドン)粒子の商品名である。
【0064】
「LUVICROSS VI−M」は、BASF Corporation,Ludwigshafen,Germanyから入手できる、架橋ビニルピロリドン−ビニルイミダゾールコポリマー粒子の商品名である。
【0065】
「AIRFLEX 426」は、Air Products and Chemicals,Allentown,Pennsylvania,USAから入手できる、エチレン−酢酸ビニルラテックス結合剤エマルジョンの商品名である。
【0066】
「HYCAR 26084」および「VYCAR 460X46」は、B.F.Goodrich Co.,Philadelphia,Pennsylvania,USAから入手できる、アクリルラテックス結合剤エマルジョンおよび塩化ビニルラテックス結合剤エマルジョンの商品名である。
【0067】
「RHOPLEX B−60A」および「RHOPLEX AC−1230M」は、Rohm and Haas Company,Philadelphia,Pennsylvania,USAから入手できる、アクリルラテックス結合剤エマルジョンの商品名である。
【0068】
「FLUORAD FC−754 WELL STIMULATION ADDITIVE」は、3M Company,St.Paul,Minnesota,USAから入手できる、イソプロパノール/水中に50重量%の、フルオロアルキル第四級アンモニウム塩化物の混合物の商品名である。
【0069】
「ZONYL FSN」は、E.I.Du Pont de Nemours Corporation,Wilmington,Delaware,USAから入手できる、フッ素処理界面活性剤の商品名である。
【0070】
基本手順
以下の実施例は、多くの場合、すぐ下に列挙した組成物を使用して調製した。全ての量は、特に記載がない限り、重量基準で示してある。
組成物A:POLYPLASDONE INF−10 20部および水80部の混合物。
組成物B:POLYPLASDONE INF−10 20部、イソプロピルアルコール60部、および水20部の混合物。
組成物C:結合剤(固形分ベース)20部および水(結合剤エマルジョンからの水を含む)80部の混合物。
組成物D:POLYPLASDONE INF−10 100部、脱イオン水250部、およびジエチレングリコール200部の混合物を調製した。この混合物を、ローター/ステーター型ミキサーで15分間混合し、次いで、加える場合にはAIRFLEX 426エマルジョン67部およびFLUORAD FC−754 WELL STIMULATION ADDITIVE 5部を加えた。
【0071】
実施例1
組成物A 70部、組成物C(結合剤としてAIRFLEX 426を使用して調製した)30部、水25部、およびZONYL FSN 0.7部を含む混合物を調製した。
【0072】
このインク受容体組成物を、#22 Mayerロッド(R D Specialties of Webster,New York,USAから入手可能;公称湿潤厚さ=0.050mm)を使用してパスポート用紙(Jon.Enschede en Zohnen Grafishe Inrichting B.V.,Haarlem,The Netherlandsから市販されている)上に塗布し、続いて、110℃の炉内で乾燥させた。コーティングを通して、パスポート用紙(たとえば、プレ印刷パターン、透かし、紫外線蛍光発光繊維)における偽造防止対策を明らかに確認することができた。
【0073】
次いで、顔料/染料配合インクジェットインク(MIS Associates Inc.,Lake Orion,Michigan,USAからのカートリッジARC−S020108(黒)およびARC−S020089(カラー))を具備するEPSON STYLUS COLOR 850インクジェットプリンター(U S Epson,Inc.,Torrance,California,USA)を使用して、材料を画像化した。結果として得られた画像は、高いカラー密度および優れた線の鮮明さを示し、カラー間に、ブリーディングまたはフェザリングはなかった。
【0074】
CONFIRM 1301セキュリティラミネート1枚をこの画像の上面に載せ、TLC Model 6060Pパスポートラミネーターを使用し、約115℃の界面温度で、この構造体を貼り合せた。このような構造体を数個作成した。
【0075】
周囲条件で、ラミネートを画像から分離しようとしたとき、パスポート用紙が裂け、紙、コーティング、およびラミネートの間の界面接着力は、紙の内部強度より大きいことを示した。
【0076】
層状サンプル1枚を、66℃/相対湿度98%、32℃/相対湿度90%、および66℃/周囲湿度の各環境に11日間入れた。様々な環境条件で、画質は著しく変化しなかった。32℃/相対湿度90%で、ラミネートを画像から引き離そうとするためには、かなりの力を要し、そうしたとき、紙もラミネートも再使用できないように、印刷画像が(画像の一部をラミネート上に、残りの部分を紙上に残して)裂けた。
【0077】
実施例2
組成物A 65部および組成物C 35部を使用したこと以外は、実施例1の場合と同様に、インク受容体組成物を調製した。このインク受容体組成物を、実施例1の場合と同様に、塗布し、印刷し、薄層で覆った。塗布後、実施例1の場合と同様に、パスポート用紙における偽造防止対策が、コーティングを通して容易に確認された。印刷後の画質は、実施例1のそれと類似していた。
【0078】
周囲条件で、ラミネートを画像から分離しようとしたとき、パスポート用紙が裂け、紙、コーティング、およびラミネートの間の界面接着力は、紙の内部強度より大きいことを示した。
【0079】
層状サンプル1枚を、66℃/相対湿度98%、32℃/相対湿度90%、および66℃/周囲湿度の各環境に11日間入れた。
【0080】
様々な環境条件で、画質は著しく変化しなかった。32℃/相対湿度90%で、ラミネートを画像から引き離そうとするためには、実施例1の場合と同様の力を要し、そうしたとき、紙もラミネートも再使用できないように、印刷画像が(画像の一部をラミネート上に、残りの部分を紙上に残して)裂けた。
【0081】
実施例3
組成物A 75部および組成物C 25部を使用したこと以外は、実施例1の通りに、インク受容体組成物を調製した。このインク受容体組成物を、実施例1の場合と同様に、塗布し、印刷し、薄層で覆った。塗布後、実施例1の通りに、パスポート用紙における偽造防止対策が、コーティングを通して容易に確認された。印刷後の画質は、実施例1のそれと類似していた。
【0082】
周囲条件で、ラミネートを画像から分離しようとしたとき、パスポート用紙が裂け、紙、コーティング、およびラミネートの間の界面接着力は、紙の内部強度より大きいことを示した。
【0083】
層状サンプル1枚を、66℃/相対湿度98%、32℃/相対湿度90%、および66℃/周囲湿度の各環境に11日間入れた。
【0084】
様々な環境条件で、画質は著しく変化しなかった。32℃/相対湿度90%で、ラミネートを画像から引き離そうとするためには、実施例1の場合より僅かに少ない力を要し、そうしたとき、紙もラミネートも再使用できないように、印刷画像が(画像の一部をラミネート上に、残りの部分を紙上に残して)裂けた。
【0085】
実施例4
組成物Cで使用した結合剤がVYCAR 460X46であったこと以外は、実施例1の通りに、インク受容体組成物を調製した。このインク受容体組成物を、実施例1の場合と同様に、塗布し、印刷し、薄層で覆った。塗布後、実施例1の通りに、パスポート用紙における偽造防止対策が、コーティングを通して容易に確認された。印刷後の画質は、実施例1のそれと類似していた。
【0086】
周囲条件で、ラミネートを画像から分離しようとしたとき、かなりの力を要し、そうしたとき、紙もラミネートも再使用できないように、印刷画像が(画像の一部をラミネート上に、残りの部分を紙上に残して)裂けた。
【0087】
層状サンプル1枚を、32℃/相対湿度90%の環境に4日間入れた。この環境条件で、画質は著しく変化しなかった。32℃/相対湿度90%で、ラミネートを画像から引き離そうとするためには、実施例1の場合より僅かに少ない力を要し、そうしたとき、紙もラミネートも再使用できないように、印刷画像が(画像の一部をラミネート上に、残りの部分を紙上に残して)裂けた。
【0088】
実施例5
組成物Cで使用した結合剤がHYCAR 26084であったこと以外は、実施例1の場合と同様に、インク受容体組成物を調製した。このインク受容体組成物を、実施例1の場合と同様に、塗布し、印刷し、薄層で覆った。塗布後、実施例1の場合と同様に、パスポート用紙における偽造防止対策が、コーティングを通して容易に確認された。印刷後の画質は、実施例1のそれと類似していた。
【0089】
周囲条件で、ラミネートを画像から分離しようとしたとき、実施例4の場合と同様の力を要し、そうしたとき、紙もラミネートも再使用できないように、印刷画像が(画像の一部をラミネート上に、残りの部分を紙上に残して)裂けた。
【0090】
層状サンプル1枚を、32℃/相対湿度90%の環境に4日間入れた。この環境条件で、画質は著しく変化しなかった。32℃/相対湿度90%で、ラミネートを画像から引き離そうとするためには、実施例4の場合と同様の力を要し、そうしたとき、紙もラミネートも再使用できないように、印刷画像が(画像の一部をラミネート上に、残りの部分を紙上に残して)裂けた。
【0091】
実施例6
組成物Cで使用した結合剤がRHOPLEX B−60AとRHOPLEX AC−1230Mとの80:20配合物(固形分ベースで)であったこと以外は、実施例1の場合と同様に、インク受容体組成物を調製した。このインク受容体組成物を、実施例1の場合と同様に、塗布し、印刷し、薄層で覆った。塗布後、実施例1の場合と同様に、パスポート用紙における偽造防止対策が、コーティングを通して容易に確認された。印刷後の画質は、実施例1のそれと類似していた。
【0092】
周囲条件で、ラミネートを画像から引き離そうとしたとき、実施例4の場合より僅かに少ない力を要し、そうしたとき、紙もラミネートも再使用できないように、印刷画像が(画像の一部をラミネート上に、残りの部分を紙上に残して)裂けた。
【0093】
層状サンプル1枚を、32℃/相対湿度90%の環境に4日間入れた。この環境条件で、画質は著しく変化しなかった。32℃/相対湿度90%で、ラミネートを画像から引き離そうとするためには、実施例4の場合より僅かに少ない力を要し、そうしたとき、紙もラミネートも再使用できないように、印刷画像が(画像の一部をラミネート上に、残りの部分を紙上に残して)裂けた。
【0094】
実施例7
インク受容体組成物と同様に、組成物Bを調製した。#14 Mayerロッド(公称湿潤厚さ=0.032mm)を使用したこと以外は、実施例1の場合と同様に、このインク受容体組成物を塗布した。実施例1の場合と同様に、塗布した紙に印刷し、薄層で覆った。塗布後、実施例1の場合と同様に、パスポート用紙における偽造防止対策が、コーティングを通して容易に確認された。印刷後の画質は、実施例1のそれと類似していた。周囲条件で、ラミネートを画像から引き離そうとしたとき、パスポート用紙が裂け、紙、コーティング、およびラミネートの間の界面接着力は、紙の内部強度より大きいことを示した。
【0095】
実施例8
LUVICROSS VI−M 20部、イソプロピルアルコール60部、および水20部を含む混合物を調製した。このインク受容体組成物を、実施例7の場合と同様に、塗布し、印刷し、薄層で覆った。塗布後、実施例1の場合と同様に、パスポート用紙における偽造防止対策が、コーティングを通して容易に確認された。印刷後の画質は、実施例1のそれと類似していた。周囲条件で、ラミネートを画像から引き離そうとしたとき、パスポート用紙が裂け、紙、コーティング、およびラミネートの間の界面接着力は、紙の内部強度より大きいことを示した。
【0096】
実施例9
157メッシュスクリーン(61スレッド/cm)を使用して、インク受容体組成物Dを、10ポイント110ポンド紙(International PaperからのSpringhill紙)上にスクリーン印刷した。塗布した材料を、100℃の炉内で乾燥させた。次いで、実施例1の場合と同様、EPSON STYLUS COLOR 850インクジェットプリンター(U S Epson,Inc.,Torrance,California,USA)を使用して、乾燥した材料に印刷した。結果として得られた画像は、高いカラー密度および優れた線の鮮明さを示し、カラー間に、ブリーディングまたはフェザリングはなかった。CONFIRM 1301セキュリティラミネート1枚をこの画像の上面に載せ、TLC Model 6060Pパスポートラミネーターを使用し、約138℃の界面温度で、この構造体を貼り合せた。周囲条件で、ラミネートを画像から引き離そうとしたとき、この紙が裂け、紙、コーティング、およびラミネートの間の界面接着力は、紙の内部強度より大きいことを示した。
【0097】
実施例10
230メッシュスクリーン(90スレッド/cm)を使用して、実施例9を繰返した。画質およびラミネート接着力は、実施例9の場合に確認されたものと類似していた。
【0098】
実施例11
ノッチ−バー・コーターを使用して、2ミル(0.051mm)の間隙で、インク受容組成物を紙に塗布したこと以外は、実施例9を繰返した。画質およびラミネート接着力は、実施例9の場合に確認されたものと類似していた。
【0099】
実施例12
110メッシュスクリーン(43スレッド/cm)を使用して、インク受容体組成物Dを、CONFIRM 1301セキュリティラミネートの接着剤側にスクリーン印刷した。塗布した材料を100℃で乾燥させた。次いで、実施例1の場合と同様、EPSON STYLUS COLOR 850インクジェットプリンターを使用して印刷した(逆画像)。結果として得られた画像は、高いカラー密度および良好な線の鮮明さを示し、カラー間に、非常に軽度のブリーディング/フェザリングが認められた。10ポイント110ポンド紙(International PaperからのSpringhill紙)1枚をこの画像の上面に載せ、TLC Model 6060Pパスポートラミネーターを使用し、約138℃の界面温度で、この構造体を貼り合せた。貼り合せた後、画質は変わらず、また、セキュリティラミネートを通して、画像を容易に確認することができた。周囲条件で、ラミネートを画像から引き離そうとしたとき、この紙が裂け、紙、コーティング、およびラミネートの間の界面接着力は、紙の内部強度より大きいことを示した。貼り合せた構造体1片を、約1時間、水中に入れておいた。ラミネートを画像から引き離そうとしたとき、ラミネート接着剤が紙繊維で未だ完全に覆われたまま、紙が裂けた。
【0100】
実施例13
157メッシュスクリーンを使用して、実施例12を繰返した。画像は、高いカラー密度と、実施例12の場合より僅かに多いブリーディング/フェザリングとを示した。紙に貼り合せた後、周囲条件における紙とセキュリティラミネートとの間の接着力は、実施例12の場合に確認されたものと類似していた。貼り合せた構造体1片を、約1時間、水中に入れておいた。ラミネートを画像から引き離そうとしたとき、ラミネート接着剤が紙繊維でほとんど(実施例12の場合より少ない)覆われたまま、紙が裂けた。
【0101】
実施例14
230メッシュスクリーンを使用して、実施例12を繰返した。画像は、高いカラー密度と、実施例13の場合より僅かに多いブリーディング/フェザリングとを示した。紙に貼り合せた後、周囲条件における紙とセキュリティラミネートとの間の接着力は、実施例12の場合に確認されたものと類似していた。貼り合せた構造体1片を、約1時間、水中に入れておいた。ラミネートを画像から引き離そうとしたとき、一部の(実施例13の場合より少ない)紙繊維との貼り合わせ接着剤がまだ付着したまま、紙が僅かに裂けた。
【0102】
実施例15(比較用)
ノッチ−バーコーターを使用して、2ミル(0.051mm)間隙で、インク受容組成物を、CONFIRM 1301セキュリティラミネートの接着剤側に塗布したこと以外は、実施例12を繰返した。貼り合せた後、中程度の力で、紙をラミネートから分離することができ、紙、コーティング、およびラミネートの間の界面接着力は、紙の内部強度より少ないことを示した。
【0103】
このように、本発明の好ましい実施形態について述べてきたが、本明細書に添付のクレームの範囲内で、また別の実施形態を作って使用できることを、当業者は、容易に理解するであろう。本明細書に含まれる本発明の多数の利点を、前述の説明で述べてきた。しかし、この開示内容は、多くの点で、例証に過ぎないことが理解されるであろう。細部にわたって、特に、構成要素の形状、サイズ、および配置に関して、本発明の範囲を超えることなく、変更を行うことが可能である。本発明の範囲は、もちろん、添付のクレームが表現されている言語で規定される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の代表的な実施形態による多層構造の断面図である。
【図2】本発明のさらなる代表的な実施形態による多層構造の断面図である。
【図3】本発明の代表的な実施形態によるアセンブリの分解組立断面図である。
【図4】本発明の代表的な実施形態によるさらなるアセンブリの分解組立断面図である。
Claims (84)
- 基材と、
ラミネートと、
前記ラミネートと前記基材との間に配置された画像受容層と、
を含み、前記画像受容層が、親水性有機粒子を含む、画像保持アセンブリ。 - 前記画像受容層が、架橋した親水性有機粒子を含む、請求項1に記載の画像保持アセンブリ。
- 前記画像受容層が、ポリ(N−ビニルピロリドン)を含む、請求項に2記載の画像保持アセンブリ。
- 前記画像受容層がポリ(N−ビニルイミダゾール)を含む、請求項2に記載の画像保持アセンブリ。
- 前記画像受容層が、ポリ(N−ビニルラクタム)を含む、請求項2に記載の画像保持アセンブリ。
- 前記画像受容層が、ポリ(N−ビニルカプロラクタム)を含む、請求項2に記載の画像保持アセンブリ。
- 前記基材が、多孔性基材を含む、請求項2に記載の画像保持アセンブリ。
- 前記画像受容層の前記粒子が、間隙空間を画定する、請求項1に記載の画像保持アセンブリ。
- 前記画像受容層の前記粒子が、前記画像受容層の第1の主要面と第2の主要面との間に伸びる複数の曲がりくねった道を画定する、請求項1に記載の画像保持アセンブリ。
- 前記画像受容層の前記粒子が、約0.1μm〜約400μmの平均直径を有する、請求項1に記載の画像保持アセンブリ。
- 前記画像受容層の前記粒子が、約0.5μm〜約100μmの平均直径を有する、請求項1に記載の画像保持アセンブリ。
- 前記画像受容層の前記粒子が、約1μm〜約30μmの平均直径を有する、請求項1に記載の画像保持アセンブリ。
- 前記画像受容層が、約1平均粒子直径〜約10平均粒子直径の厚さを有する、請求項1に記載の画像保持アセンブリ。
- 前記画像受容層が、約1平均粒子直径〜約2.5平均粒子直径の厚さを有する、請求項1に記載の画像保持アセンブリ。
- 前記画像受容層が、約2μm〜約100μmの厚さを有する、請求項1に記載の画像保持アセンブリ。
- 前記画像受容層が、約5μm〜約50μmの厚さを有する、請求項1に記載の画像保持アセンブリ。
- 前記基材が紙を含む、請求項1に記載の画像保持アセンブリ。
- 前記基材が、少なくとも1つの安全対策を有するパスポート用紙を含む、請求項1に記載の画像保持アセンブリ。
- 前記画像受容層が、結合剤をさらに含む、請求項1に記載の画像保持アセンブリ。
- 前記画像受容層が、エチレンを含む結合剤をさらに含む、請求項1に記載の画像保持アセンブリ。
- 前記画像受容層が、酢酸ビニルを含む結合剤をさらに含む、請求項1に記載の画像保持アセンブリ。
- 前記画像受容層が、エチレンおよび酢酸ビニルをさらに含む、請求項1に記載の画像保持アセンブリ。
- 前記画像受容層が、エチレン、酢酸ビニル、および酸官能基を有するモノマーのコポリマーを含む結合剤をさらに含む、請求項1に記載の画像保持アセンブリ。
- 前記ラミネートが、接着剤で画像受容層に固定される、請求項1に記載の画像保持アセンブリ。
- 前記ラミネートが、前記画像受容層にヒートシールされる、請求項1に記載の画像保持アセンブリ。
- 前記ラミネートが、前記画像受容層および前記基材にヒートシールされる、請求項1に記載の画像保持アセンブリ。
- 前記画像受容層にかぶせた前記ラミネートが、結束層を含む、請求項1に記載の画像保持アセンブリ。
- 前記画像受容層にかぶせた前記ラミネートが、エチレン−アクリル酸コポリマーを含む結束層を含む、請求項1に記載の画像保持アセンブリ。
- 前記画像受容層にかぶせた前記ラミネートが、エチレン−酢酸ビニルコポリマーを含む結束層を含む、請求項1に記載の画像保持アセンブリ。
- 前記画像受容層にかぶせた前記ラミネートが光学的に透明である、請求項1に記載の画像保持アセンブリ。
- 前記画像受容層が光学的に透明である、請求項1に記載の画像保持アセンブリ。
- 前記粒子が、40ml/g〜0.1ml/gの吸水力を有する、請求項1に記載の画像保持アセンブリ。
- 前記粒子が、20ml/g〜0.2ml/gの吸水力を有する、請求項1に記載の画像保持アセンブリ。
- 前記粒子が、10ml/g〜0.5ml/gの吸水力を有する、請求項1に記載の画像保持アセンブリ。
- 前記画像受容層が、約0.5g/m2〜約250g/m2の重量を有する、請求項1に記載の画像保持アセンブリ。
- 前記画像受容層が、約1g/m2〜約100g/m2の重量を有する、請求項1に記載の画像保持アセンブリ。
- 前記画像受容層が、約2g/m2〜約50g/m2の重量を有する、請求項1に記載の画像保持アセンブリ。
- 前記画像受容層が、ポリ(ビニルピリジン)を含む、請求項2に記載の画像保持アセンブリ。
- 基材と、
ラミネートと、
前記ラミネートと前記基材との間に配置された1つ以上の突出部を含む画像受容層と、
を含む、画像保持アセンブリ。 - 前記画像受容層の各突出部が、1つ以上の架橋した親水性有機粒子を含む、請求項39に記載の画像保持アセンブリ。
- 前記画像受容層が、ポリ(N−ビニルピロリドン)を含む、請求項39に記載の画像保持アセンブリ。
- 前記画像受容層が、ポリ(N−ビニルイミダゾール)を含む、請求項39に記載の画像保持アセンブリ。
- 前記画像受容層が、ポリ(N−ビニルラクタム)を含む、請求項39に記載の画像保持アセンブリ。
- 前記画像受容層が、ポリ(N−ビニルカプロラクタム)を含む、請求項39に記載の画像保持アセンブリ。
- 前記画像受容層が、ポリ(ビニルピリジン)を含む、請求項40に記載の画像保持アセンブリ。
- 前記1つ以上の粒子が、約0.1μm〜約400μmの平均直径を有する、請求項40に記載の画像保持アセンブリ。
- 前記1つ以上の粒子が、約0.5μm〜約100μmの平均直径を有する、請求項40に記載の画像保持アセンブリ。
- 前記1つ以上の粒子が、約1μm〜約30μmの平均直径を有する、請求項40に記載の画像保持アセンブリ。
- 前記基材が多孔性基材を含む、請求項39に記載の画像保持アセンブリ。
- 前記基材が紙を含む、請求項39に記載の画像保持アセンブリ。
- 前記ラミネートが、接着剤で、前記基材および前記画像受容層に固定される、請求項39に記載の画像保持アセンブリ。
- 前記ラミネートが、前記画像受容層にヒートシールされる、請求項39に記載の画像保持アセンブリ。
- 前記ラミネートが、前記画像受容層および前記基材にヒートシールされる、請求項39に記載の画像保持アセンブリ。
- 前記画像受容層にかぶせた前記ラミネートが、結束層を含む、請求項39に記載の画像保持アセンブリ。
- 前記画像受容層にかぶせた前記ラミネートが、エチレン−アクリル酸コポリマーを含む結束層を含む、請求項39に記載の画像保持アセンブリ。
- 前記画像受容層にかぶせた前記ラミネートが、エチレン−酢酸ビニルコポリマーを含む結束層を含む、請求項39に記載の画像保持アセンブリ。
- 前記画像受容層にかぶせた前記ラミネートが光学的に透明である、請求項39に記載の画像保持アセンブリ。
- 前記画像受容層が光学的に透明である、請求項39に記載の画像保持アセンブリ。
- 前記粒子が、40ml/g〜0.1ml/gの吸水力を有する、請求項40に記載の画像保持アセンブリ。
- 前記粒子が、20ml/g〜0.2ml/gの吸水力を有する、請求項40に記載の画像保持アセンブリ。
- 前記粒子が、10ml/g〜0.5ml/gの吸水力を有する、請求項40に記載の画像保持アセンブリ。
- 前記画像受容層が、約0.5g/m2〜約250g/m2の重量を有する、請求項39に記載の画像保持アセンブリ。
- 前記画像受容層が、約1g/m2〜約100g/m2の重量を有する、請求項39に記載の画像保持アセンブリ。
- 前記画像受容層が、約2g/m2〜約50g/m2の重量を有する、請求項39に記載の画像保持アセンブリ。
- 前記画像受容面積が、1つ以上の突出部で覆われていない基材の面積と、1つ以上の突出部で覆われた基材の面積の比率が、約0.02〜約4である領域を含む、請求項39に記載の画像保持アセンブリ。
- 前記画像受容面積が、1つ以上の突出部で覆われていない基材の面積と、1つ以上の突出部で覆われた基材の面積の比率が、約0.05〜約2である領域を含む、請求項39に記載の画像保持アセンブリ。
- 前記画像受容面積が、1つ以上の突出部で覆われていない基材の面積と、1つ以上の突出部で覆われた基材の面積の比率が、約0.15〜約1である領域を含む、請求項39に記載の画像保持アセンブリ。
- 溶剤と、
複数の架橋した親水性有機粒子と、
を含む、基材上に画像受容層を形成するための、コーティング溶液。 - 前記親水性有機粒子が、ポリ(N−ビニルピロリドン)を含む、請求項68に記載の画像保持アセンブリ。
- 前記親水性有機粒子が、ポリ(N−ビニルイミダゾール)を含む、請求項68に記載の画像保持アセンブリ。
- 前記親水性有機粒子が、ポリ(N−ビニルラクタム)を含む、請求項68に記載の画像保持アセンブリ。
- 前記親水性有機粒子が、ポリ(N−ビニルカプロラクタム)を含む、請求項68に記載の画像保持アセンブリ。
- 前記画像受容層が、ポリ(ビニルピリジン)を含む、請求項68に記載の画像保持アセンブリ。
- 前記粒子が、約0.1μm〜約400μmの平均直径を有する、請求項68に記載のコーティング溶液。
- 前記粒子が、約0.5μm〜約100μmの平均直径を有する、請求項68に記載のコーティング溶液。
- 前記粒子が、約1μm〜約30μmの平均直径を有する、請求項68に記載のコーティング溶液。
- 前記溶剤が、グリコールエーテルを含む、請求項68に記載のコーティング溶液。
- 前記溶剤が、ジエチレングリコールを含む、請求項68に記載のコーティング溶液。
- 前記溶剤が、エチレングリコールを含む、請求項68に記載のコーティング溶液。
- 結合剤をさらに含む、請求項68に記載のコーティング溶液。
- 基材を提供するステップと、
前記基材の第1の主要面上に、1つ以上の突出部を配置するステップと、
ラミネートが、前記基材の前記第2の表面の上に重なるように、ラミネートを置くステップと、
前記ラミネートを、前記基材の前記第2の表面に接合するステップと、
を含む、貼り合わされた物品を作製する方法。 - 各突出部が画像受容材料を含む、請求項81に記載の方法。
- 前記ラミネートを前記基材に接合する前記ステップが、ラミネートおよび基材に加圧するステップを含む、請求項81に記載の方法。
- 前記ラミネートを前記基材に接合する前記ステップが、ラミネートを加熱するステップを含む、請求項81に記載の方法。
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