TWI389995B - 一種具有紅外線吸收及低可見色彩的顏料式墨水 - Google Patents
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Description
本發明是關於一個墨水，該墨水具有紅外線(IR)吸收性，包括一個墨水載體和一個具有低可見色彩的IR吸收顏料(160)。
紅外線(IR)感測器和相關的紅外線吸收墨水傳統上被用來追蹤和鑒別許多不同的目標。更特別地，標籤、條碼，或其它由紅外線吸收墨水形成的可鑒別的記號已被形成在許多目標的表面。一旦被作記號，目標可接著被IR光照亮並透過一紅外線感測器來檢查，以鑒別或追蹤該目標。
傳統上，儘管許多使用紅外線感測器和相關的紅外線吸收墨水來追蹤和鑒定目標的方法已被使用，這些傳統方法有許多局限性。特別地，傳統的IR染料與可見色彩有關，使得所得到的以染料為主的IR墨水和被印刷的物體是可見地上色。另外，以染料為主的IR墨水傳統上受到在一個墨水基料中有限的可溶性和低耐光性和環境耐受性(空氣、水、濕度和耐熱性)。此外，傳統的顏料式IR吸收墨水代表性地包括作為IR吸收物質的碳黑，導致一個黑的和非常可見的墨水。因此，IR吸收墨水的一些追蹤和鑒別的有效性可能會被影響。
一個具有紅外線(IR)吸收性的墨水包括一個墨水載體和一個具有一低可見色彩的紅外線吸收顏料。
根據一個示範具體例，一個具有紅外線(IR)吸收性的紫外線(UV)可固化墨水包括一個UV光可固化基質、一個UV光引發劑，及一個具有一低可見色彩的紅外線吸收顏料。
根據另一個示範具體例，一個用來形成具有紅外線(IR)吸收性之墨水的方法包括，提供一個墨水載體和將IR吸收顏料分散一個在墨水載體中。
附圖闡明了本系統和方法的不同具體例且是說明書的一部份。被闡明的具體例僅僅是本系統和方法的例子，且並不限制它們的範圍。
第1圖是一根據一個示範具體例的一個墨水劑量器的透視圖。
第2圖是一根據一個示範具體例的一個影像形成裝置的側視圖。
第3圖是一根據一個示範具體例的一個闡明一個具有IR吸收的顏料的光吸收性特點的圖。
第4圖是一根據一個示範的具體例的一個闡明兩種包括顯示低可見色彩的紅外線(IR)吸收顏料之墨水的可見光譜的圖。
所有這些圖示，相同的參考號碼標示相似，但是並不必要是相同的元件。
一個包括顯示低可見色彩的紅外線(IR)吸收顏料的墨水的示範組成，在這裏被揭示。更特別地，根據一個示範具體例，一個包含顯示低可見色彩特點的IR吸收顏料的墨水包括一個墨水載體、一個黏合劑和一個包括含銻的氧化錫的IR吸收顏料。根據這個示範具體例，該IR顏料可能是任何編號之提供低可見色彩特點之紅外線吸收或近紅外線吸收顏料。
在本系統和方法的特別具體例被揭露和描述之前，要瞭解本系統和方法並不限制在這裏被揭露的特殊的製程和物質，就其本身而論，可能變化至某個程度。也要理解這裏用到的術語用於只是描述特殊具體例的目的，且並不欲是限制性的，因此本系統和方法的範圍將只有透過附加的申請專利範圍及其均等物來界定。
當被用在本說明書和在附加的申請專利範圍內，術語“液體載體”被定義為包括被用來攜帶著色劑，包括顏料至一個基材的液體組成物。液體載體在技藝中是已知的，依照例示之系統和方法的具體例，各式各樣的液體載體可被使用。這種液體載體可包括多種不同試劑的一混合物，沒有局限性地包括表面活性劑、共溶劑、緩衝液、除生物劑、黏度調節劑、螯合劑、穩定劑和水。儘管在本質上不是液體，該液體載體也能攜帶其它固體，諸如聚合物、UV可固化物質、黏合劑、塑化劑、鹽等等。
當被用在本說明書和在附加的申請專利範圍內，術語“紫外線可固化墨水”或“UV可固化墨水”意思是被廣泛地理解為，任何之當暴露在紫外線輻射下包括一個被設定為會硬化(harden)及/或固化(cure)的成分的墨水配方。此外，術語“紅外線吸收顏料”或“IR吸收顏料”意思是被廣泛地被理解為能吸收紅外線光譜的光的一個顏料(光的波長從約1微米至1mm)。類似地，術語“近紅外線吸收顏料”意思是被廣泛地理解為能吸收具有之波長是從約0.7微米至約3微米的光的任何顏料。當被用在這裏，術語“紅外線吸收顏料”和“近紅外線吸收顏料”將是可以交換地使用的。
濃度、數量，及其它數字數據可能在這裏以一個範圍形式出現。要理解的是，這個範圍形式僅僅是為了方便和簡潔而被使用，且應該被靈活地解釋為，包括不僅明確地陳述作為限制範圍之數字數值，而且包括所有被包含在那個範圍內的單獨的數字數值或次範圍，好像每個數字數值及次範圍被明確地陳述。例如，一個大約1wt%至約20wt%的重量範圍應被解釋為包括不但是1wt%至約20wt%之明確陳述的濃度限制，而且包括單獨的濃度諸如2wt%、3wt%、4wt%，和次範圍諸如5wt%至15wt%、10wt%至20wt%等等。
在下面的描述中，為解釋的目的，許多特別的細節被闡明，以提供對用於一個具有IR吸收的低可見墨水的本系統和方法的一個徹底的理解。可是，顯然地對一個熟悉此項技術的人士，本方法可能不需要這些特定細節就可被實踐。在說明書中參照“一(one)具體例”或“一個(an)具體例”意思是，一個與該具體例有關之被描述的特殊特徵、結構、或特點，是被包含在至少一個具體例中。在說明書的不同地方，片語“在一具體例中”的出現並不必然地全部關於相同的具體例。
第1圖闡明了一個示範系統的組件，其能促進一個具有IR吸收性且同時顯示低可見色彩之墨水(160)在墨水接收介質(170)上的接收。如第1圖所示，一個包括很多定位滾筒及/或帶子的介質傳輸系統(180)，在一個印刷操作中，可傳輸和確保一個墨水接收介質(170)的位置。可選擇性地，在一個印刷操作中，任何數目的帶子、滾筒、基座或其它傳輸裝置可被用來傳輸及/或確保該墨水接收介質(170)的位置，如在工藝中已知的。該具有IR吸收的墨水可透過在工藝中已知的任何數目的印刷或塗膜方法被施加至墨水接受介質中，諸如噴墨、旋轉塗膜、彈性凸版印刷、絲網印刷術或熱傳送。
根據一示範的具體例，一個構成一個支架(140)的部分的噴墨物質分注器(150)，可被設定為從一個物質貯藏器(130)中接收本IR吸收性之墨水(160)並在一個計算裝置(110)和許多伺服機構(120)的幫助下選擇性地將該IR吸收性之墨水施加至墨水接收介質(170)上。根據這個示範的具體例，該噴墨物質分注器(150)可包括，但是絕不限制在，一個機械致動噴墨分注器、一個靜電致動噴墨分注器、一個磁力致動噴墨分注器、一個壓電致動噴墨分注器，或一個連續致動噴墨分注器。
此外，一個輻射施加器(190)也在第1圖被指出。根據一示範具體例，一個輻射施加器，諸如在第1圖中闡明的，可被連接在該示範系統(100)以把輻射用於具有IR吸收性且同時顯示低可見色彩之的分散墨水(160)。一旦被沈積，該具有IR吸收性且同時顯示低可見色彩的墨水可通過輻射施加被硬化。根據一個示範具體例，具有IR吸收的墨水可能是可UV硬化的。在這個示範具體例中，該輻射施加器(190)可被設定為引發具有IR吸收(160)的墨水的一個硬化反應。此外，該輻射施加器(190)可能是任何裝置，且該裝置被設定為施加紫外線(UV)或其它足夠用於硬化(set)或固化之具有IR吸收性且同時顯示低可見色彩(160)的沈積墨水的輻射。該輻射施加器(190)可為一個單獨的曝光器或掃描單元，其被設定為使曝光充斥全部或選擇的部分之具有IR吸收性的沈積之UV可固化之墨水(160)。
第2圖闡明了一個選擇性的示範系統的組件，能促進一個具有IR吸收性且同時顯示低可見色彩的墨水(160)在墨水接收介質中(170)的接收。如第2圖所示，一個彈性凸版印刷系統(200)可用來把一個具有IR吸收性且同時顯示低可見色彩的墨水(160)施加至一個墨水接收介質(170)上。如第2圖所示，該具有IR吸收性且同時顯示低可見色彩的墨水(160)被儲藏在一個墨水皿(210)中，可透過一個給漆輥(220)被抽出。一旦該墨水透過該給漆輥被抽出，它接著被傳輸到一個網紋輥(230)和在一個包含許多圖像板(250)的印刷滾筒(240)上。隨著墨水被塗層在圖像板(250)的表面，該墨水接收介質(170)穿過圖像板和印壓滾筒(260)之間，印壓滾筒(260)促進該墨水(160)從圖像板(250)到墨水接收介質(170)的快速傳輸。一旦被傳輸到墨水接收介質(170)，該墨水和該墨水接收介質可被傳輸，以供進一步的加工。
具有IR吸收性且同時顯示低可見色彩的本墨水的形成和組成現在將在下面進一步的細節中被描述。
根據一示範具體例，具有IR吸收性的本墨水包括至少一個被設定顯示低可見色彩的IR吸收性顏料和一個載體。附加的成分可被添加到本墨水中的包括，但是絕不限制在，用來選擇地修改UV可固化墨水的顏色和外觀的有機或無機染料或顏料、填充物、鹽、表面活性劑、除生物劑、緩衝液、黏度調節劑、螯合劑、穩定劑、UV光引發劑、UV固化基質物質等等。本墨水的單獨成分會在下面進一步的細節被描述。
傳統上地，IR吸收性墨水包括IR吸收性顏料，它含有碳黑作為IR吸收性物質，導致一個黑色和非常可見的印刷。黑色和非常可見的IR吸收印刷影響了很多IR吸收性墨水追蹤和鑒別的優點。更特別地，由於含有碳黑的IR吸收性顏料的使用，傳統上防偽優點被影響。
與傳統的併入含有碳黑作為IR吸收物質的IR吸收顏料的墨水相比，該具有IR吸收性的本示範墨水能產生非常低的可見色彩，當被印刷在一個白色或幾乎白色的基材上，導致幾乎不可見的印刷。
當被用在本示範具體例中，術語IR顏料可為關於任何在電磁波譜紅外線區域能有效地吸收輻射的物質。根據本示範具體例，在具有IR吸收性的墨水中使用的IR顏料包括，但是絕不限制在，一個包括過渡金屬和過渡金屬氧化物的氧化錫。更特別地，根據一示範具體例，在具有IR吸收性且可見色彩的墨水中使用的IR顏料，絕不限制在，在商業上可買到的已知為Minatec230A－IR且由EMD Chemicals販售的含有銻的氧化錫。
根據一示範具體例，用作IR顏料的該顏料包括具有一層摻雜銻之二氧化錫的一個層狀結構。
根據一示範具體例，該以上提到的顏料從一個錫溶液和銻鹽溶液製備。根據這個示範具體例，透過加入一種鹼使一個氫氧化物的混合物沈積。這形成了一個緊密的含有銻的氧化錫。根據一示範具體例，下面的化學式1闡明了上面提到的形成過程。
附加地，如前面所提到的，該包括含銻氧化錫的示範IR顏料顯示低可見色彩。根據一示範具體例，顯示低色彩的墨水可被量化為顯示低光密度(OD)。例如，FIG.4闡明了含有含銻氧化錫的一個第一(400)和一個第二(410)墨水配方的可見光譜特點。如FIG.4所示，該示範墨水(400，410)顯示高反射率值和低可見色彩。附加地，FIG.4中闡明的該示範墨水顯示的C＊
值分別是約5.5和5.9，及OD值分別是約0.07和0.09。
除了上面提到的示範IR吸收性顏料外，顯示低可見色彩的接近紅外線吸收的顏料也可被併入具有IR吸收性的本墨水中。
根據本示範具體例，上面提到的IR和接近IR的顏料可構成該具有IR吸收性的墨水的約0.01%至70.0%之間。更特別地，根據一具體例，該IR和接近IR的顏料構成該具有IR吸收性的墨水的約50.0%。
如提到的，本示範系統和方法的該具有IR吸收性的墨水(160)包括一個液體載體，它影響了本墨水的許多黏度和其它性質，使得它適合於不同的墨水實施方法，諸如噴墨印刷、彈性凸版印刷、平板印刷、熱傳送式或絲網印刷。根據一示範具體例，具有IR吸收性的本墨水的該液體載體可包括，但是絕不限制在，一個水溶液組成或液體載體，其包括水、共溶劑、表面活性劑、緩衝劑、除生物劑、螯合劑、黏度調節劑、保濕劑、黏合劑，及/或其它已知的添加劑。代表性地，對於本示範系統和方法的噴墨墨水組成物，一個在約0.8厘泊至8厘泊(cps)之間的黏度係被達到。在一示範具體例中，該液體載體可構成該噴墨墨水組成物的約70wt%至約99.9wt%。在另一方面，除了以上提到的IR吸收性顏料，該液體載體也能攜帶聚合物黏合劑、UV光引發劑、乳膠顆粒、及/或其它固體。附加地，對於其它塗層方法，諸如彈性凸版印刷，該墨水組成物的黏度可能會被增加來輔助在塗層方法中。
根據一具體例，該液體載體主要是水的。根據這個具體例，該水液體載體為該墨水產生一個可噴射的黏度，同時提供所欲的可靠的特點。
如上文所描述，共溶劑也能被包括在該示範墨水組成物(160)中。適當的共溶劑包括水溶性有機共溶劑，但是絕不限制在，脂肪族醇、芳香族醇、二醇、乙二醇醚、聚(乙二醇)醚、內醯胺、甲醯胺、乙醯胺、長鏈醇、乙二醇、丙二醇、二伸乙甘醇、三伸乙甘醇、甘油、二伸丙甘醇、二乙醇丁醚、聚乙二醇、聚丙三醇、醯胺、醚、羧酸、酯、有機硫化物、有機亞碸、碸、醇衍生物、卡必醇、丁基卡必醇、賽珞蘇、醚衍生物、胺醇、及酮。例如，根據一具體例，共溶劑可以包括小於或等於30個碳的初級脂肪族醇、小於或等於30個碳的初級芳香族醇、小於或等於30個碳的二級脂肪族醇、小於或等於30個碳的二級芳香族醇、小於或等於30個碳的1,2－二醇、小於或等於30個碳的1,3－二醇、小於或等於30個碳的1,5－二醇、乙二醇烷基醚、丙三醇烷基醚、聚(乙二醇)烷基醚、聚(乙二醇)烷基醚的高級同系物、聚(丙三醇)烷基醚、聚(丙三醇)烷基醚的高級同系物、內醯胺、取代甲醯胺、未取代甲醯胺、取代乙醯胺及未取代乙醯胺。較佳地被使用的特別的共溶劑的例子包括，但是絕不限制在，1,5－戊二醇、2－吡咯啶酮、2－乙基－2－羥甲基－1,3－丙二醇、二伸二甘醇、3－甲氧基丁醇及1,3－二甲基－2－咪唑烷酮。
共溶劑可以被加入來降低墨水中水的蒸發速率，使墨水的阻塞或墨水的其它性質，諸如黏度、pH、表面張力、光密度及列印品質達最小化。該共溶劑濃度可以從約1wt%至約40wt%，在一具體例中從約2wt%至約30wt%。多重共溶劑也可以使用，正如在此技術中已知的。
不同的緩衝劑或pH調整劑也能選擇性地用於本示範系統和方法中。代表性的緩衝劑包括有些pH控制溶液如鹼金屬氫氧化物和胺，諸如氫氧化鋰、氫氧化鈉、氫氧化鉀；檸檬酸；胺諸如三乙醇胺、二乙醇胺及二甲基乙醇胺；鹽酸；及其它不會實質地干擾本示範系統的IR吸收性的鹼性或酸性成分。如果被使用，緩衝液代表性地構成該墨水組成物的少於約10wt%。
附加地，各種除生物劑可被併入該IR吸收性墨水組成物(160)，來抑制不期望的微生物的生長。一些適當的除生物劑的非限定例子包括苯甲酸鹽、山梨酸鹽、商用產品諸如NUOSEPT(Nudex Inc.，一個Huls America的公司)、UCARCIDE(Union Carbide)、VANCIDE(RT Vanderbilt Co.)、及PROXEL(ICI Americas)和其它已知的除生物劑。代表性地，這些除生物劑構成墨水組成物的少於約5wt%，且常常從約0.1wt%至約0.25wt%。
在本系統和方法的一個附加的方面，黏合劑可以被包括在該墨水的液體載體中，以使著色劑能牢固於該基材上。適用於使用在該墨水組成物(160)的黏合劑代表性地具有一個從約1000Mw至約3,000,000Mw的分子量。非限制性例子包括聚酯、聚酯－三聚氰胺、苯乙烯－丙烯酸共聚物、苯乙烯－丙烯酸－丙烯酸烷基酯共聚物、苯乙烯－順丁二烯酸共聚物、苯乙烯－順丁二烯酸－丙烯酸烷基酯共聚物、苯乙烯－異丁烯酸共聚物、苯乙烯－異丁烯酸－丙烯酸烷基酯共聚物、苯乙烯－順丁二烯半酯共聚物、乙烯基萘－丙烯酸共聚物、乙烯基萘－順丁二烯酸共聚物，及它們的鹽。
如果表面活性劑出現在該墨水組成物(160)中，那麼代表性的水溶性表面活性劑諸如TRITONST M
(包括被乙氧化的辛苯酚)、IGEPALST M
(包括烷基苯氧基(乙氧基)乙醇)、SILWETST M
(包括聚矽氧乙二醇共聚物，該共聚物包括經聚氧化亞烷基改質的聚二甲基矽氧烷)、SURFYNOLST M
(包括被乙氧化的四甲基癸二醇)、TERGITOLST M
(包括被乙氧化的三甲基壬醇)、BRIJST M
(包括聚氧乙烯醚)、PLURONICST M
(包括環氧乙烷－環氧丙烷共聚物)、FLUORADST M
和ZONYLST M
(包括含氟表面活性劑)、及NEODOLST M
(包括非離子的被乙氧化的表面活性劑)。其它能被使用的表面活性劑或潤濕劑包括Wetting Olin10G、烷基聚氧化乙烯、烷基苯基聚氧化乙烯、聚氧化乙烯(PEO)嵌段共聚物、炔屬PEO、PEO酯、PEO胺、PEO醯胺、及矽氧聚合體。任何這些表面活性劑，或這些表面活性劑之組合或其它表面活性劑，能以墨水組成物的從0.01wt%至約10wt%的量存在。
除了上面所提到的墨水載體外，該示範墨水組成物(160)可選擇性地包括以一個有機溶劑為基礎的墨水載體，其能充分地促進一個所欲的塗層方法。更特別地，根據一示範具體例，該有機溶劑可包括，但是絕對不限制在，多於3個碳原子的酮；2－丁酮；甲苯；四氫呋喃；某些醇的脂肪族醇酯，例如，醋酸酯和丙酸酯；萜類諸如松油和α－或β－松油醇，或它們的混合物；其中的乙二醇和酯，諸如乙二醇單丁酯和丁基賽珞蘇醋酸酯；卡必醇酯，諸如丁基卡必醇、丁基卡必醇醋酸酯和卡必醇醋酸酯和其它適當的溶劑諸如Texanol.RTM.(2,2,4－三甲基－戊二醇單異丁酸酯)；醋酸乙酯、甲醇、異丙醇、丙酮、二甲苯及乙醇。
根據一具體例，該具有IR吸收性的墨水包括一個UV可固化基質。在該具有IR吸收(160)圖像形成的墨水沈積中，一個UV可固化基質可提供一個連接基質能確保該IR顏料分散在該UV可固化墨水中的位置。附加地，一旦被固化，該UV可固化基質形成一個圍繞該IR顏料的保護塗層，以提供抗劃傷性和環境堅牢度。如第1圖所示，一個輻射施加器(190)可被用於引發該紫外線固化製程。更特別地，在該UV固化過程中，該UV可固化基質的聚合物被交聯而形成一個圍繞該IR顏料的實質地連續的結構。
根據一示範具體例，該UV可固化基質包括一個由不同黏度的UV可固化單體、二聚物和的寡聚物構成的摻合物。該UV可固化物質可能被選定作為一個丙烯酸酯官能性的摻合物，諸如單官能、雙官能、三官能和多官能丙烯酸酯。此外，該基質可能含有不同的低黏度和官能性的UV可固化稀釋劑，使最終墨水的黏度適合於一個所欲的印刷製程。如之前所提到的，本IR吸收墨水可與任何數目的分注機構結合。透過改變低黏度的UV可固化稀釋劑的數量及/或分子量，該得到的墨水的黏度被改質以符合一個所欲的墨水分注機構或其它應用。此外，添加單官能、雙官能、三官能和多官能丙烯酸酯平衡了固化密度，同時增加橫向強度至得到的UV可固化基質中。
根據一示範具體例，該UV可固化基質可能包括任何數目的環氧基及/或丙烯酸酯寡聚物。該可固化基質可能包括，但是絕對不限制在，雙－A環氧基丙烯酸酯、帶有40%的三伸丙二醇二丙烯酸酯的雙－A環氧基丙烯酸酯、帶有20%的三伸丙二醇二丙烯酸酯的雙－A環氧基丙烯酸酯、芳香環氧丙烯酸酯、聚乙烯丙烯酸酯寡聚物、帶有結合聚矽氧的脂肪族胺甲酸乙脂丙烯酸酯寡聚物、環氧基丙烯酸酯、二丙烯酸酯金屬鹽、DEG二丙烯酸酯、聚乙二醇(PEG)600二丙烯酸酯、1,4－丁二醇二丙烯酸酯、1,6－己二醇二丙烯酸酯、被乙氧化的TMP－三丙烯酸酯、新戊四醇三丙烯酸酯、四氫糠基丙烯酸酯、丙烯酸酯金屬鹽、2－(2－乙氧基乙氧基)乙基丙烯酸酯，及此等之混合物。
更特別地是，該上面提到的UV可固化基質可以獲自以下面名稱為名販售者：Sartomer CN104、Sartomer CN 104A60、Sartomer CN 104A80、Sartomer CN115、Sartomer CN292、Sartomer CN293、Sartomer CN294、Sartomer CN990、Sartomer CN2204、Sartomer CN2400、Sartomer SR306、Sartomer SR230、Sartomer SR610、Sartomer SR213、Sartomer SR502、Sartomer SR9035、Sartomer SR444、Sartomer SR285和Sartomer SR256。附加地，上面提到的UV可固化基質物質的適當的組合可被用於形成具有IR吸收性的本UV可固化墨水。此外，具有IR吸收性的該UV可固化墨水可包括由任何數目的商業提供者包括，但是絕不限制在，Sartmoer或Borden Chemical所生產的UV可固化基質物質。
根據該UV可固化基質的一個示範具體例，它可構成該具有IR吸收性的UV可固化墨水的約35%至99.9%。更特別地，根據一示範具體例，約48%的該具有IR吸收性的UV可固化墨水是由UV可固化基質組成。
除了上面提到的UV可固化基質外，一個UV光引發劑也可被包括在本具有IR吸收性的墨水中。根據一示範具體例，該UV光引發劑是一個活性物質，被設定為當暴露在一個特定UV波長的光下能產生一個聚合基。該自由基接著被設定為聚合並固化該上面提到的UV可固化基質。根據本示範具體例，該UV光引發劑可包括，但是絕對不限制在，α－羥基酮、α－氨基酮、雙－醯基膦氧化物(BAPO)引發劑、二苯基酮、丙烯酸胺增效劑及α－羥基丙酮。
根據本示範具體例，該UV光引發劑可為由Ciba所商業地製造的(商品名為IRGACURE或DAROCUR)。附加地，被併入具有IR吸收性的本UV可固化墨水的本UV光引發劑，可被一個寬的UV光譜吸收範圍活化。此外來自包括，但是絕不限制在，Ciba或Chitec Chemical的商業提供者的UV光引發物質可被使用。
根據一示範實施例，該UV光引發劑可構成具有IR吸收性的墨水的約0.10%至15%之間。更特別地，根據一示範具體例，該光引發劑可構成具有IR吸收性的墨水的約2%。
根據一示範具體例，上面提到的該具有IR吸收性的墨水也可包括一個被設定為與一個所欲的基材的色彩匹配的墨水。更特別地，如上面所提到的，本具有IR吸收性的墨水產生一個具有接近白色的墨水。因此，任何數目的染料及/或顏料著色劑可被添加到該具有IR吸收性的接近白色的墨水，以產生一個任何所欲色彩的IR吸收墨水。根據這個示範具體例，該被用來匹配一個基材的色彩的染料及/或顏料著色劑可以是或不是具IR吸收性的。然而，不管染料及/或顏料著色劑的IR吸收性，該著色劑可改變得到的墨水的色彩，藉此所得到的墨水的特定的設計能使得在任何給定的基材上一個被印刷的圖像及/或圖案可被光學上地隱蔽。
根據上面提到的教示，一個具有IR吸收性的UV可固化墨水被形成。一旦被形成，該具有IR吸收的UV可固化墨水的性質是被檢視。根據該示範具體例，一個Sartromer UV可固化基質首先被摻合，如下面的表1所示：
一旦該上面提到的UV可固化基質配方被產生，它被用來形成一個具有IR吸收性的UV可固化墨水。該具有IR吸收性的UV可固化墨水的組成物如下面的表2所示。
一旦上面提到的配方被產生，該墨水被施加在使用一個# 3棒狀塗料器的影像媒介上。塗層之後，該墨水被使用裝備有一個中等壓力且具有輸送帶速度約為25英尺/分鐘的汞燈的一個UV固化系統予以UV固化。一旦被固化，使用一個具有靈敏度在940nm的IR感測器，來測定該塗層的IR吸收性。IR測量的結果如下面表3所示。能測定其它波長的感測器可能顯示不同的百分比的感測器信號。
如上面的表3所示，該上面提到的墨水配方顯示出的IR吸收性不同于傳統印刷媒體的IR特點。因此，任何數目的圖像可被印刷在一個用於追蹤和鑒別目的的基材上，包括，但是絕不限制在，一個條碼和一個產品鑒定商標。
除了上面提到的配方外，根據本示範系統和方法，很多附加的配方被產生。如下面的表4所示，每個不同的配方包括實質地同樣數量的UV可固化基質和UV引發劑。可是，如表4所示，從Sun Chemicals至Minatec230A－IR買到的UV多功能白色墨水的比例被改變來闡明加入IR吸收性顏料至該配方中的影響。
該上面提到的配方接著藉由使用一個# 3棒狀塗料器被施加到影像媒介上。塗層之後，該墨水被使用裝備一個中等壓力且具有輸送帶速度約為25英尺/分鐘的汞燈的一個UV固化系統予以UV固化。一旦被固化，該塗層的IR吸收性被使用一個具有靈敏度在940nm的IR感測器測定。附加地，得到的印刷的色彩和耐久性被觀察到，如下面表5所示。
如上所示，IR吸收性顏料的一個增加導致一個增加的該墨水的IR吸收。附加地，如上所示，每個被印刷的樣品顯示出好的耐久性。附加地，如上所示，本IR吸收墨水維持了它的IR吸收性，即使是暴露在用來固化墨水的高強度的紫外線輻射之後。
總之，用來形成一個包含具有低可見色彩的IR顏料之墨水的本系統和方法，提供物體追蹤和鑒別的增加的保證性。更特別地，根據一示範具體例，具有低可見色彩的IR顏料的本墨水允許在一個實質地白色基材上一個IR吸收顏料的印刷，同時最小化印刷的顏料的可見度。附加地，該具有IR吸收顏料的本墨水之接近白色的色彩允許為色彩匹配目的的任何數目的染料及/和顏料的加入。因此，該具有IR吸收顏料的UV可固化墨水能被修改，以符合任何數目的所欲的基材，該基材用於包括目標追蹤和鑒別的任何數目的目的。
出現在前面的描述只是用來闡明和描述本系統和方法的示範具體例。並未打算無遺漏地或限制該系統和方法至被揭露的任何精確的形式。根據上面的教示很多修改和變化是可能的。所意欲的是，該系統和方法的範圍是透過下面的申請專利範圍來定義。
100．．．示範系統
110．．．計算裝置
120．．．伺服機構
130．．．物質貯藏器
140．．．支架
150．．．噴墨物質分注器
160．．．墨水
170．．．墨水接收介質
180．．．介質傳輸系統
190．．．輻射施加器
200．．．彈性凸版印刷系統
210．．．墨水皿
220．．．給漆輥
230．．．網紋輥
240．．．印刷滾筒
250．．．圖像板
260．．．印壓滾筒
400．．．第一墨水
410．．．第二墨水
第1圖是一根據一個示範具體例的一個墨水劑量器的透視圖。
第2圖是一根據一個示範具體例的一個影像形成裝置的側視圖。
第3圖是一根據一個示範具體例的一個闡明一個具有IR吸收的顏料的光吸收性特點的圖。
第4圖是一根據一個示範的具體例的一個闡明兩種包括顯示低可見色彩的紅外線(IR)吸收顏料之墨水的可見光譜的圖。
400．．．第一墨水
410．．．第二墨水
Claims (14)
- 一種具有紅外線(IR)吸收性的墨水，包含：一具有低可見色彩的IR吸收顏料，該IR吸收顏料對於一具有約700nm至1000nm波長的光係具有約10%至60%的IR吸收率，對於一具有約1000nm至1500nm波長的光係具有約20%至88%的IR吸收率，對於一具有約1500nm至2500nm波長的光係具有約20%至95%的IR吸收率；一液體墨水載劑；及一顏料，係配製成符合一該墨水將被使用在其上之選定基材的顏色。
- 如申請專利範圍第1項之墨水，其中該IR吸收顏料包含一含有一過渡金屬或一過渡金屬氧化物的氧化錫。
- 如申請專利範圍第1項之墨水，其中該IR吸收顏料包含一淺灰色或接近白色的顏料。
- 如申請專利範圍第2項之墨水，其中該IR吸收顏料包含一銻摻雜之氧化錫。
- 如申請專利範圍第1項之墨水，其中該IR吸收顏料包含一微板形狀。
- 如申請專利範圍第1項之墨水，其中該IR吸收顏料具有約1μm至100μm之平均粒徑。
- 如申請專利範圍第1項之墨水，其中該IR吸收顏料包含該墨水重量之約0.01%至70.0%。
- 如申請專利範圍第1項之墨水，其中該液體墨水載體係 一可噴射載體，且其中該IR吸收顏料被分散在該可噴射載體中。
- 一種製造IR吸收墨水的方法，包括：識別一基材；提供一液體墨水載體；將一具有低可見色彩的IR吸收顏料分散在該液體墨水載體中；及將一有色染料或顏料添加至該載體中，其中該有色染料或顏料係配製成可調整該墨水之顏色以符合一該墨水將被使用在其上之選定識別基材的顏色。
- 如申請專利範圍第9項之方法，其中該IR吸收顏料包含一含有一過渡金屬或一過渡金屬氧化物的氧化錫。
- 如申請專利範圍第10項之方法，其中該IR吸收顏料包含一淺灰色或接近白色的顏料。
- 如申請專利範圍第11項之方法，其中該IR吸收顏料具有約1μm至100μm之平均粒徑。
- 如申請專利範圍第1項之墨水，還包含一紫外線(UV)可固化基質。
- 如申請專利範圍第13項之墨水，還包含一UV光引發劑。
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