TW201343418A - 上漆安全文檔之永久染色 - Google Patents

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Abstract

本發明涉及針對非法行為(例如搶劫或盜竊)保護安全文檔(尤其是紙幣)領域。具體而言，本發明涉及抗化學製品之墨水染色文檔領域。所揭露的安全文檔在至少一個側面上覆蓋有大約70%至大約90%的保護性清漆並且包括大約10%至大約30%的一或多個無清漆區域，該等無清漆區域包括一或多個無清漆壓痕，該等百分比基於該安全文檔的該一個側面之總表面。

Description

上漆安全文檔之永久染色
本發明涉及針對非法行為(例如，搶劫或偷竊)保護安全文檔、尤其是紙幣的領域。具體而言，本發明涉及抗化學製品的、墨水染色的文檔。
由於紙幣和類似文檔對盜竊行為是有吸引力的，已經開發出多種保護存儲裝置以便將它們保存在保護套中。紙幣的染色(在本領域中也稱為失效(neutralizing))係一安全措施，當啟動了兌現運鈔車(CIT vans)、自動櫃員機(ATM)、安全箱、保險櫃或保險箱中裝配的反盜竊裝置時，就會採取這種安全措施。例如，存儲或疊放在包封物中的紙幣或捆裝運輸的紙幣置於封閉的且閉鎖的容器中，該容器還包含具有特殊墨水的墨水匣。一旦有任何未授權的嘗試或破壞打開該容器時，通常稱為染色墨水(在本領域也稱為不褪色墨水)的特殊墨水將噴射或遞送出來。如果發生未授權的嘗試或安全破壞，這種特殊墨水就與紙幣相接觸，從而允許墨水在包封物中存儲和疊放或堆積的紙幣上和它們之間流動，進而對它們進行染色，並且藉由獲得一典型的、清晰可見的或容易辨認的變化而永久地且不可逆轉地標記它 們。
已知的用於染色的現有替代形式包括化學和/或機械方式，該等方式包括例如穿孔或損毀紙幣。然而，該等系統很複雜，並且需要複雜的機械裝置和相當多的電能。已經設計出一些化學溶劑，包括但不限於發煙物(例如，煙染料)或強酸，例如氯磺酸。然而，煙染料不夠魯棒，而強酸有可能影響健康和環境。
因此，染色墨水常常用作防搶劫和盜竊的紙幣保護措施並用於使它們失去效用，其方法係對那些被竊的紙幣進行染色以永久破壞或汙損，從而無法使用且不適合流通。理想情況下，永久染墨的安全文檔憑藉肉眼容易辨別。
另一方面，為了提高耐用性和清潔度並因此增加安全文檔的流通壽命，在特定的紙幣中，用保護性清漆來保護安全文檔以便提供保護性的塗漆文檔，這已經是一常規做法。除了藉由耐污染或耐化學腐蝕性增加耐用性，對紙幣的表面進行保護同時增加了顯見的(即，對無輔助的人眼是可見的)和隱藏的(即，只有在儀器的說明下才可見或可檢測的)防偽特徵的耐用性和抵抗性。
不幸的是，塗漆的安全文檔可能受到保持染色墨水能力較差的影響。當暴露於外部環境時，如果由於在保護性清漆上出現小裂紋、針孔點或瑕疵，塗漆安全文檔保留了少量的染色墨水，但是所述剩餘的墨水量不足以由人類視覺認證方法方便地檢測，則很容易與正常磨損相混淆，並因此可能錯誤地繼續流通。
仍然需要高效的且通用的技術以使得在出現非法行為時塗漆的安全文檔(尤其是紙幣)對染色墨水更敏感，所述的技術適於任何反竊機器和任何染色墨水。因此，塗漆安全文檔(尤其是紙幣)仍需要令人滿意的染色保留性和/或吸收性，同時對化學製品保持良好的抵抗性，從而保持永久破壞或汙損並因此無法使用且不適於流通。
我們意外地發現上述問題可以藉由一安全文檔來克服，這種安全文檔在至少一個側面覆蓋有大約70%至大約90%的一保護性清漆，並且包括大約10%至大約30%的一或多個無清漆區域，該區域包括一或多個無清漆壓痕，該等百分比基於該安全文檔的該一個側面的總表面。
本文還描述了一些方法，該等方法用於將本文描述的保護性清漆施用在一安全文檔(具體而言是紙幣)，所述方法包括由一處理過程實現的一施用步驟，該處理過程選自下組，該組由在該安全文檔的至少一個側面上進行該保護性清漆的平版印刷、凹版印刷和柔版印刷組成，較佳的是柔版印刷，以便在該安全文檔的該一個側面的總表面的大約70%至90%上覆蓋該保護性清漆，並且其中該安全文檔的該一個側面的總表面包括本文描述的一或多個無清漆區域的大約10%至大約30%。
本文還描述了本文所述的安全文檔的用途，用於在被竊後藉由用一染色墨水接觸該安全文檔來防止 該安全文檔的散佈。
本文還描述了在該安全文檔的至少一個側面上包括本文描述的一或多個無清漆壓痕的一或多個無清漆區域的用途，用於提高該安全文檔的染色墨水吸收能力，其中該無清漆區域出現在該安全文檔的所述至少一個側面上的大約10%至大約30%量的區域上，該等百分比基於該安全文檔的該一個側面的總表面。
本文還描述了驗證該安全文檔的一些方法，該安全文檔在至少一個側面上覆蓋有大約70%至大約90%的本文描述的保護性清漆並且包括該一或多個無清漆區域的安全文檔的該一個側面的總表面的大約10%至大約30%，所述方法包括將該安全文檔與一染色墨水相接觸的步驟和檢驗染色墨水存在于該安全文檔表面上的步驟。
I‧‧‧無清漆壓痕
P‧‧‧保護性清漆
S‧‧‧基底
T、t‧‧‧厚度
W‧‧‧寬度
L‧‧‧長度
a、b‧‧‧尺度
圖1A和圖1B示意性地描繪了一安全文檔的剖面圖，該安全文檔包括基底(S)、保護性清漆(P)以及一或多個無清漆壓痕(I)。
圖2示意性地描繪了包括一或多個無清漆壓痕(I)的一安全文檔。
圖3示意性地描繪了該安全文檔的邊緣和/或角落。
本發明可以藉由附圖的幫助進行解釋：以下定義將用於解釋說明書中討論的和申請 專利範圍中列舉的術語的含義。
如本文所用，冠詞“一個”表示一個以及多於一個，並且不必限制它的指代名詞為單數。
如本文所用，術語“大約”表示討論中的量或值可以是指定的值或指定值周圍的一些其他值。該短語旨在用於表示，指示值的±5%範圍內的相似值提供了根據本發明的等同結果或效果。
如本文所用，術語“壓痕”指代表面中的凹陷部。因此，術語“凹陷部”可以與術語“壓痕”互換地使用。
術語“包括一或多個無清漆壓痕的無清漆區域”表示無清漆區域在應用到所述安全文檔上的保護性清漆層中形成壓痕。根據本發明，術語“包括一或多個無清漆壓痕的無清漆區域”還涵蓋了一些實施方式，在該等實施方式中在無清漆區域中存在如以下段落[019]中所定義的保護性清漆的薄層，並且在保護性清漆的所述薄層中存在至少一個壓痕。
如本文所用，術語“無清漆”指代“無保護性清漆”，並且指代相比於覆蓋有保護性清漆的表面，存在不到30%量的保護性清漆，較佳的是在大約0%到大約30%之間，更佳的是在大約0%到大約20%之間，該百分比對應於與保護性清漆層的平均厚度相比較的層厚度百分比。換言之並且如圖1A和圖1B所描述，相比於覆蓋有保護性清漆的表面的保護性清漆厚度(T)，該一或多個無清漆的壓痕(I)或無清漆區域具有的保護性清漆厚度(t)少於30%，較佳的是在大約0%到大約30%之間，更佳的 是在大約0%到大約20%之間。
如本文所用，術語“保護性清漆”指代任意類型的清漆、塗層或類似的保護性材料，它們可以藉由印刷或塗覆處理施加到印刷文檔的表面上以保護所述文檔。對安全文檔(尤其是紙幣)進行塗漆尤其是為了增加投入流通領域的安全文檔(尤其是紙幣)的耐用性。保護性清漆由一或多個層或一或多個塗層組成，該等層面對文檔的外部環境。與紙幣的塗漆有關的資訊可見於例如以下論文中：Tom Buitelaar、荷蘭中央銀行NV，阿姆斯特丹，荷蘭，“紙幣塗漆的效果(Effects of Banknote varnishing)”，貨幣會議CSI，悉尼1999；Hans A.M.de Heij，荷蘭中央銀行NV，阿姆斯特丹，荷蘭，“荷蘭紙幣的設計方法(The design methodology of Dutch banknotes)”，第12屆IS&T/SPIE電子成像、光學安全和防偽技術國際討論會III，聖約瑟，加利福尼亞州，美國(2000年1月27日-28日)，SPIE論文集3973卷，第2-22頁；Frank Wettstein，現金部門(Cash Division)，瑞士國家銀行，Berne and Hubert Lieb，環境研究所(Environmental Unit)，瑞士國家銀行，蘇黎世，“瑞士紙幣的生命週期評估(Life cycle assessment(LCA)of Swiss banknotes)”，瑞士國家銀行的季度公告3/2000，2000年9月；Tom Buitelaar，荷蘭中央銀行NV，阿姆斯特丹，荷蘭，“流通適應性管理(Circulation Fitness Management)”，2003紙幣會議，華盛頓D.C.，2003年2月3日。
與紙幣和安全文檔塗漆相關的進一步資訊可見於歐洲專利申請公開號EP 0 256 170和國際專利申請公開號WO 01/08899、WO 02/094577、WO 2004/072378和WO 2006/021856。
術語“安全文檔”指代一般藉由至少一個安全特徵而免受偽造或欺騙的文檔。安全文檔的實例包括但不限於紙幣、身份證件(例如護照、身份證、駕駛執照以及類似證件)。較佳的是，根據本發明的安全文檔係紙幣。
為了避免由於腐蝕安全文檔(尤其是紙幣)而產生的任何過早的有害影響，本文描述的安全文檔在至少一個側面上覆蓋有大約70%到大約90%的保護性清漆，較佳的是大約75%到大約80%，並且包括大約10%到30%的一或多個無清漆區域，較佳的是從大約20%到大約25%，該等區域包括一或多個無清漆壓痕，該等百分比基於安全文檔的該一個側面的總表面。因此，安全文檔的該一個側面的總表面的大約10%到大約30%，較佳的是大約20%到大約25%可以永久地且不可逆地用染色墨水標記。較佳的是，如下文描述的，本文所描述的安全文檔在安全文檔的所選區域上、尤其在基底的至少一個邊緣或角落處包括一或多個無清漆區域，該等區域包括一或多個無清漆壓痕，以便在被竊後藉由用染色墨水接觸所述安全文檔來防止所述安全文檔的散佈。較佳的是，本文描述的保護性清漆出現在安全文檔(尤其是紙 幣)的兩側。較佳的是，安全文檔在每一側都覆蓋保護性清漆，覆蓋的表面量從大約70%到大約90%，較佳的是從大約75%到大約80%，該百分比基於安全文檔的每一側的總表面。同樣，在每一側上可以使用相似或不同量的保護性清漆。由於紙幣的至少一側的主要部分覆蓋有保護性清漆，相比於在至少一個側面上的至少一部分上缺少保護性清漆的文檔，該安全文檔(較佳的是紙幣)受到防汙物和/或灰塵的保護並因此具有提高的耐用性和使用壽命。較佳的是，如下文所述，本文描述的安全文檔包括基底，該基底與染色墨水接觸以後不會在經過化學處理後還原到其原始外觀。
保護性清漆可以是透明的或稍微有些顏色或 著色的，並且可以或多或少是光滑的。保護性清漆由處於液體或漿狀組合物形式的組合物來製備，這種組合物能夠在固化後在固態基底上形成層或塗層。術語“固化”指代一些處理過程，該等處理包括對所用的組合物進行乾燥或凝固、進行反應或聚合，以此方式它無法再從它所施用的表面上去除。
保護性清漆可以是任意類型的水性清漆或溶 劑基清漆，它們藉由紅外線和/或熱輻射(水性清漆或溶劑基清漆通常由留在塗漆產品上的35%到50%的固體含量和由於乾燥而蒸發的50%到65%%的水或溶劑基清漆組成)、可輻射固化清漆(可輻射固化清漆通常由100%的固體含量組成，該固體含量在固化之後保留在塗漆產品上)或它們的任意組合。
水性清漆的典型實例包括含有多種成分的水 性分散體，該等成分包括但不限於具有酯鍵的樹脂(例如，聚酯樹脂、聚醚樹脂)、聚氨酯樹脂、聚氨酯醇酸樹脂、聚氨酯樹脂(例如，羧酸化的聚氨酯樹脂)、聚氨酯醇酸樹脂、聚氨酯丙烯酸酯樹脂(UV-可見可交聯的)、尿烷-丙烯酸樹脂、聚醚胺基甲酸乙酯樹脂、苯乙烯丙烯酸酯樹脂或它們的混合物。
根據本發明的一較佳的實施方式，較佳的是 本文描述的保護性清漆係一可輻射固化的組合物。“可輻射固化的組合物”指代可由UV-可見光輻射(下文稱為UV-可見可固化的)或由電子束輻射(下文稱為EB)來固化的組合物。輻射固化有利地導致非常快的固化過程並因此大幅度地減少安全文檔的製備時間。UV-可見可固化的組合物在本領域是已知的，它可見於標準教科書中，例如“用於塗層、墨水和塗料的UV和EB配製品的化學和技術(Chemistry & Technology of UV & EB Formulation for Coatings,Inks & Paints)”叢書，出版社約翰．威利父子公司(John Wiley & Sons)聯合SITA技術有限公司聯合出版，7卷，1997-1998。較佳的是，本文描述的UV-可見可固化組合物包括a)存在於低聚物(在本領域中也稱為預聚物)中的粘合劑化合物，較佳的是選自由可完全固化的化合物、可陽離子固化的化合物以及它們的組合物組成的組。較佳的是，粘合劑化合物為低聚物，該低聚物選自以下物質組成的組中：低聚物丙烯酸酯、乙烯基和丙烯基醚、環氧化物、氧雜環丁烷、四氫呋喃、內酯 以及它們的混合物，並且更佳的是該粘合劑化合物選自以下物質：環氧丙烯酸酯、丙烯酸化的油、聚酯丙烯酸酯、尿烷丙烯酸酯、有機矽丙烯酸酯、胺基丙烯酸酯、丙烯酸丙烯酸酯、脂環族環氧化物、乙烯醚和它們的組合物，b)任選地一第二種粘合劑化合物，選自以下單體丙烯酸酯的組中，例如像：三羥甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)、季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)、三丙二醇二丙烯酸酯(TPGDA)、二丙二醇二丙烯酸酯(DPGDA)、己二醇二丙烯酸酯(HDDA)、以及它們的聚乙氧基化的等價物，例如像聚乙氧基化的三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、聚乙氧基化的季戊四醇三丙烯酸酯、聚乙氧基化的三丙二醇二丙烯酸酯、聚乙氧基化的二丙烯酸二丙二醇酯和聚乙氧基化的己二醇二丙烯酸鹽，以及任選地c)一或多種光引發劑。在UV-可見可固化組合物中包含的粘合劑化合物較佳的是以大約為20 wt-%至大約85 wt-%的量存在，該重量百分比基於UV-可見可固化組合物的總重量。對單體、低聚物或預聚物進行UV-可見固化可能需要存在一或多種光引發劑並且可以採用很多方式來實現。UV-可見固化可以藉由自由基機理、陽離子機理或它們的組合來完成。根據UV-可見可固化組合物中包含的粘合劑，可能使用不同的光引發劑。例如，選自環氧化物、氧雜環丁烷、四氫呋喃、內酯、乙烯基和丙烯基醚、以及它們的混合物組成的組中的粘合劑化合物通常是藉由陽離子機理進行UV-可見固化的。在UV-可見可固化化合物包含選自由脂環族環氧化物、一或多種反應性稀 釋劑組成的組中的粘合劑化合物的情況下，較佳的是三羥甲基丙烷氧雜環丁烷(TMPO)可以進一步包括在所述組合物中以提高UV固化速度。陽離子機理由釋放陽離子物種(例如酸類)的一或多種光引發劑的UV-可見能量來啟動，這接著會引起粘合劑化合物的聚合作用。陽離子光引發劑的適當實例對熟練技術人員是已知的並且包括但不限於鎓鹽，例如，有機碘鎓鹽(如二芳基碘鎓鹽)、氧鎓鹽(例如，三芳基氧鎓鹽)和鋶鹽(例如三芳基鋶鹽)。自由基機理包括由釋放自由基的一或多種光引發劑的UV-可見能量進行啟動，這接著會引起粘合劑化合物的聚合作用。自由基光引發劑的適當實例對熟練技術人員是已知的並且包括但不限於乙醯苯、苯甲酮、α-胺基酮、α-羥基酮、氧化膦和氧化膦衍生物以及苄基二甲基縮酮。有用的光引發劑的其他實例可見於標準教科書中，例如“用於塗層、墨水和塗料的UV和EB配製品的化學和技術(Chemistry & Technology of UV & EB Formulation for Coatings,Inks & Paints)”，卷III，“用於自由基陽離子和陰離子聚合的光引發劑(Photoinitiators for Free Radical Cationic and Anionic Polymerization)”，第二版，作者J.V.Crivello和K.Dietliker，G.Bradley編輯，1998年約翰．威利父子公司聯合SITA技術有限公司聯合出版。同樣有利的是包括與一或多種光引發劑相結合的敏化劑以獲得高效固化。本文描述的UV-可見可固化組合物中所包括的一或多種光引發劑較佳的是以從0.1 wt-%至15 wt-%的量存在，較佳的是從1 wt-%至10 wt-%，該 等重量百分比基於可UV固化組合物的總重量。
可替代地，保護性清漆由雙固化組合物製備，該雙固化組合物結合了可輻射固化，較佳的是UV-可見可固化的成分和物理乾燥成分。混合組合物的典型實例包括但不限於基於脂族尿烷丙烯酸酯和適當單體或反應性低聚物的水性分散體，尤其是具有一或多種光引發劑的丙烯酸酯。
保護性清漆可以進一步包括一或多種安全特徵物質，較佳的是該等物質選自由UV、可見或IR吸收材料、冷光材料、法醫標記物、示蹤劑和它們的組合組成的組。實例在美國專利號6,200,628等中揭露。
本文揭露的保護性清漆可以進一步包括一或多種添加劑，該等添加劑包括但不限於用於調節物理和化學參數的化合物以及材料，該等參數例如是pH值、粘度(例如，溶劑)、稠度(例如，填充劑和增塑劑)、發泡性能(例如，消泡劑)、潤滑性能(蠟類)、表面能改性劑(例如，均化劑、疏油和疏水劑)、UV穩定性(光穩定劑)、光敏化劑、交聯劑等。本文揭露的保護性清漆可以進一步包括一或多種添加劑，該等添加劑選自由抗微生物劑、殺病毒劑、殺生物劑、殺菌劑和它們的組合組成的組中。本文描述的添加劑可以採用本領域已知的量和形式存在于本文揭露的保護性清漆中，包括採用所謂的奈米材料的形式，在這種形式中顆粒尺度中的至少一個的範圍在1 nm到1000 nm之間。
應用於安全文檔(尤其是紙幣)的保護性清漆 的典型量大約是1.5克到3.0克每平方米的乾重，較佳的是從1.8克到2.5克每平方米的乾重，給出該等量值的目的僅僅是為了示例。無論在何種情況下存在時，保護性清漆較佳的是具有低於5微米的平均厚度並且較佳的是在大約1微米到大約3微米之間。
包括一或多個無清漆壓痕的一或多個無清漆區域存在于安全文檔(較佳的是紙幣)的受限的區域中，該等區域沒有本文描述的保護性清漆。
包括一或多個無清漆壓痕的一或多個無清漆區域可以進一步包括從大約0到大約50%的一或多個無清漆功能區帶(zones)(例如，用於列印編號的區域)，該等百分比基於該一或多個無清漆區域的總表面。較佳的是，包括一或多個無清漆壓痕的一或多個無清漆區域可以進一步包括從大約0到大約50%的一或多個無清漆編號區帶，該等百分比基於該一或多個無清漆區域的總表面。較佳的是，該一或多個無清漆功能區帶存在於用於編號的一或多個區帶中，其中該等一或多個區帶較佳的是完全沒有保護性清漆的。根據本發明，“完全沒有”表示在一相應的區域中保護性清漆的厚度(t)係大約0%。
該保護性清漆的一或多個所選區域上的一或多個無清漆壓痕的形狀具有預定義的設計並且不受限制，然而，它可以是圓形的或球形的、多邊形的；它可以是直線或連結環(guilloches)或任意希望的記號、設計或標記，包括但不限於符號、圖案、字母、詞語、數位、商標和圖示。可替代地，該保護性清漆的一或多個所選 區域上的一或多個無清漆壓痕設計的模式係，它們呈現出一些標記，該等標記包括但不限於符號、圖案、字母、詞語、數位、商標和圖示。
較佳的是，該一或多個無清漆壓痕定義了一 些標記(即與眾不同的或識別性的標記)。較佳的是，該一或多個無清漆壓痕的線寬在大約100微米和1000微米之間，更佳的是在大約100微米和500微米之間，並且仍更為較佳的是在大約100微米和300微米之間，這依賴於它們的設計。
如上文所提及，根據本發明從安全文檔的一 側面的總表面的大約10%到大約30%，較佳的是從大約20%到大約25%係無清漆區域並因此可能永久地且不可逆轉地用染色墨水標記。有利地，對於安全文檔(尤其是紙幣)，它們包括一或多個無清漆區域，該等區域包括具有特定設計的一或多個無清漆壓痕，這種設計例如像標記、直線或連結環，用於檢查所述安全文檔或自動紙幣計數器的真實性或有效性的自動提款機(ATM)可以被設計用於識別由於未授權的嘗試或破壞打開容器(包含所述安全文檔)而產生的墨水染色文檔的這種特定設計(例如像標記、線或連結環)，並將它們篩選出來，即使是在染色處理之後已經清洗了墨水染色的安全文檔。
較佳的是，本發明中使用的基底包括選自由 以下材料構成的組中的材料：纖維材料、塑膠、聚合物、複合材料、金屬或金屬化材料以及它們的組合纖維材料的典型實例包括但不限於纖維素和含紙材料，塑膠或聚 合物基底的典型實例包括但不限於聚丙烯(PP)(例如雙軸拉伸聚丙烯(BOPP))、聚乙烯(PE)、聚碳酸酯(PC)、聚氯乙烯(PVC)以及聚對苯二甲酸乙二酯(PET)。複合材料的典型實例包括但不限於含紙材料和至少一種塑膠或聚合物材料的多層結構和壓層製品，以及包含人造纖維的含紙材料。較佳的是，本文描述的基底包括纖維素或含紙材料。為了進一步增加安全文檔的安全等級和針對偽造和非法複製的抵抗性，基底可以包含浮水印、安全線、纖維、乩板(planchettes)、發冷光化合物、窗口、箔、貼花、塗層、底漆以及它們的組合。
為了優化根據本發明之安全文檔(較佳的是紙幣)的染色，並且將著色劑保留在墨水染色的安全文檔上，包含無清漆的壓痕的一或多個無清漆區域較佳的是存在於基底的至少一個邊緣或角落處。較佳的是，包含無清漆的壓痕的一或多個無清漆區域存在於基底的至少一個邊緣或角落處，所述邊緣或角落位於包圍安全文檔的邊界的框架區帶中，所述框架區帶由以下尺度定義：(a)具有本文描述安全文檔的大約10%到大約15%的寬度(W)和/或(b)具有本文描述安全文檔的大約15%到大約25%的長度(L)，該等百分比基於安全文檔的長度和寬度，視具體情況而定(參見圖3)。
當安全文檔包括一或多個凹雕(intaglio)(本 領域中也稱為銅版印刷凹雕或雕刻鋼模滾筒印刷)印刷區域，較佳的是，包含無清漆壓痕的一或多個無清漆區域存在於非凹雕印刷區域中。
一或多個附加保護性塗層、犧牲清漆或犧牲 層可以應用在一或多個無清漆壓痕的至少一部分上、在保護性清漆頂部或下方和/或安全文檔的總表面上。術語“犧牲清漆”或“犧牲層”指代具有較低抗染色性的清漆或層，例如相比於於保護性清漆具有更低交聯度、厚度減少和/或物理或化學上具有較低抗染色性的清漆。
安全文檔包括一或多種安全特徵。如本文所 用，術語“安全特徵”指代一安全文檔上的、為了確定其真實性並防止其偽造的任意元件。安全文檔的典型實例包括但不限於膽固醇液晶高分子聚合物和顏料、彩虹色顏料、薄膜干涉顏料、多層薄膜干涉顏料、干涉塗覆的顆粒、全息膜和顏料、熱致變色顏料、光致變色顏料、紫外吸收冷光化合物、紅外吸收化合物、磁性化合物、法醫標記物和示蹤劑、以及線、視窗、纖維、乩板、箔和貼花。該一或多個安全特徵可以存在於基底中或基底的表面上或兩者的組合。當存在於基底的表面上時，該一或多個安全特徵較佳的是藉由本領域已知的任意塗覆或印刷方法來施用或添加，該等方法包括但不限於雕刻鋼板(本領域也稱為凹雕)、絲網印刷、平版印刷、凸版印刷、篩網印刷、柔板印刷、凹版印刷、噴墨印刷、滾動塗覆、狹縫塗覆、噴射塗覆和粉末塗覆。為了施用箔或貼花，可以使用眾所周知的熱或冷衝壓方法。根據本發明之安全文檔(較佳的是紙幣)在基底的表面上包括上述的一或多個安全特徵，保護性清漆會增加該等安全特徵的耐用性和抵抗性。在這種情況中，保護性清漆直接 接觸一或多個安全特徵或者直接接觸基底，或者同時直接接觸一或多個安全特徵和基底。
根據本發明之安全文檔(較佳的是紙幣)由多 片或多卷基底材料製備。在背景、圖案、設計和/或一或多個安全特徵(當存在時)施用或***後，可以進行用於製備保護性清漆的組合物(較佳的是UV-可見可固化組合物)的施用。在編號過程之前或編號過程之後可以進行用於製備保護性清漆的組合物(較佳的是UV-可見可固化組合物)的施用。
由本文所述的組合物(較佳的是由本文所述 的UV-可見可固化組合物)來製備保護性清漆，方法係藉由一印製方法將液態或漿狀形式的所述組合物施用到本文描述的基底上以形成固態基底上的層或塗層並固化所施用的層。本文描述的組合物可以藉由分散或混合任選的安全特徵物質、出現在粘合劑化合物中以及任選地出現在第二粘合劑混合物中的任選添加劑來製備，從而形成液態或漿狀組合物。當UV-可見可固化組合物用於本發明時，一或多種光引發劑可以在所有其他配料的分散或混合步驟中添加到組合物中，或可以在後續階段中添加，即在形成液態或漿狀組合物之後。較佳的是，用於施用組合物以便形成保護性清漆的印製方法選自由平版印刷、凹版印刷和柔版印刷組成的組中，並且更佳的是藉由選自由柔版印刷組成的組中的印製方法，以確保恒定的保護清漆厚度。
柔版印刷方法較佳的是使用隔成腔室的刮 刀、網紋傳墨輥以及印刷滾筒的裝置。網紋傳墨輥有利地具有較小的單元，它們的體積和/或密度確定了保護性清漆施用速率。隔成腔室的刮刀倚靠住網紋傳墨輥，從而填充該等單元並同時刮掉過多的保護性清漆。網紋傳墨輥將保護性清漆轉移至印刷滾筒，印刷滾筒最後將保護性清漆轉移至紙幣上。在根據本發明之安全文檔上包括無清漆壓痕的一或多個無清漆區域的特定設計可以利用所設計的光聚合物板來實現。印版滾筒可以由聚合的或彈性的材料製成。聚合物主要用作板中的光聚合物並且有時用作套筒上的無縫塗層。光聚合物由光敏的聚合物製成，光敏聚合物藉由紫外(UV)光來硬化。光聚合物板被切成需要的尺寸並置於UV光暴露單元中。板的一側完全暴露在UV光中以硬化或固化板的底部。然後將板翻過來，板的負片安裝在未固化的側面上，並進一步將板暴露在UV光中。這個過程硬化了圖像區域中的板。然後，對板進行處理以便從非成像區域移除未硬化的光聚合物，這降低了該等非成像區域中的板表面。處理之後，對板進行乾燥並加上後曝光劑量的UV光以固化整個板。用於柔性版印刷的印版滾筒的製備在印刷技術(Printing Technology)，J.M.Adams and P.A.Dolin，Delmar Thomson Learning，第五版，第359-360頁中進行了描述。
根據本發明之安全文檔(較佳的是紙幣)在出現未授權的嘗試或破壞打開容器時能尤其有效地吸收染色墨水，並且永久地保留所述墨水從而給予人們一典型 的且清晰可見的方式，以識別出被偷竊並因此無法使用和不適於流通的文檔。
本文還描述了一些方法，用於在安全文檔(較 佳的是紙幣)被竊後防止散佈，該等安全文檔在至少一個側面上覆蓋有從大約70%到大約90%的本文所述的保護性清漆，較佳的是從大約75%到大約80%，該保護性清漆包括本文描述的基底並且在它與染色墨水接觸之後不會在經過化學處理後恢復到其原始外觀，所述方法包括，較佳的是在所述安全文檔製備過程中，引入一或多個無清漆區域(包括位於安全文檔的所選區域上的一或多個無清漆壓痕)的步驟。本文還描述了本文所述安全文檔的用途，用於藉由將所述安全文檔與染色墨水互接觸防止在被竊後所述安全文檔的散佈。如上所述，包含一或多個無清漆壓痕的一或多個無清漆區域存在于該安全文檔的該一個側面的總表面的大約10%到大約30%的表面上，較佳的是從大約20%到大約25%。化學處理的典型實例包括水溶液、有機溶液、鹼金屬和酸類、氧化和還原劑以及家用產品。“還原到它的原始外觀”意味著墨水染色的安全文檔與相同的但未被墨水染色的安全文檔不能用肉眼相區分。較佳的是，如以上所描述，包括本文描述的無清漆壓痕的一或多個無清漆區域設置在基底的至少一個邊緣或角落上。
本文還描述了一些方法，該等方法用於提高 安全文檔(較佳的是紙幣)的染色墨水吸收能力，該安全文檔包括本文描述的基底並在至少一個側面上覆蓋有大 約70%到大約90%的本文所述的保護性清漆，較佳的是從大約75%到大約80%，方法係較佳的是在安全文檔(較佳的是紙幣)製造過程中在安全文檔的所選區域上引入包括本文描述的無清漆壓痕的一或多個無清漆區域。本文還描述了在本文描述的安全文檔(具體而言是紙幣)的至少一個側面上包括本文描述的一或多個無清漆壓痕的一或多個無清漆區域的用途，以便提高安全文檔的染色墨水吸收能力，其中，無清漆區域以所述安全文檔的至少一個側面上的大約10%到大約30%的量存在，該等百分比基於安全文檔的一個側面的總表面。如上所描述，包括一或多個無清漆壓痕的一或多個無清漆區域存在于安全文檔的該一個側面的總表面的大約10%到大約30%的表面，較佳的是從20%到大約25%。較佳的是，如以上所描述，包括無清漆壓痕的一或多個無清漆區域設置在基底的至少一個邊緣或角落上。
本文還描述了驗證墨水染色的安全文檔的一 些方法，該安全文檔在至少一個側面上覆蓋有該安全文檔的該一個側面的總表面的大約70%到大約90%的本文描述的保護性清漆，較佳的是從大約75%到大約80%，並且包括大約10%到大約30%的一或多個無清漆區域(包括本文描述的一或多個無清漆壓痕)，所述方法包括將安全文檔(具體而言是紙幣)與染色墨水相接觸的步驟和驗證染色墨水存在于安全文檔表面上的步驟。
如上所描述，由於防盜裝置的啟動，例如配 置在兌現運鈔(CIT)車、自動櫃員機(ATM)或安全箱中的 那些裝置，安全文檔(具體而言是紙幣)染色的發生應當產生無法使用且不適於流通的文檔並且需要使用染色墨水。用於本發明之適合的染色墨水的組合物係不受限制的。染色墨水的典型組合物包括適合的有機溶劑中的染料、顏料、分散劑以及添加劑(用於墨水的穩定性和/或用於它的功能，例如像防腐劑、發泡劑、防沈降劑等)。 根據本發明之較佳的實施方式，適於本發明之染色墨水較佳的是包括奈米顆粒。術語“奈米顆粒”指代顆粒尺度中的至少一個的範圍在大約1 nm到大約1000 nm之間，並且更佳的是在大約1 nm到大約300 nm之間。在不受任意特定理論約束的情況下，在染色墨水中使用奈米顆粒可以提高它的效能。已經在包括一些小裂縫、針孔斑點或瑕疵的保護性清漆基底上觀察到，在染色墨水中添加奈米顆粒的保護性清漆相比于缺少奈米顆粒的染色墨水而言會提高染色墨水在基底中的滲透性。如此方式獲得的保護性清漆塗覆的基底(已經與包含奈米顆粒的染色墨水相接觸)呈現出汙漬，該等汙漬在清洗之後仍可以看見，從而為基底帶來一“大理石效果”的外觀。顆粒越小，在基底中的滲透性越好。染色墨水可以進一步包括一或多個附加安全特徵，包括但不限於冷光化合物、IR吸收材料、法醫標記物、磁性化合物、示蹤劑以及它們的組合。
本文還描述了包括一些系統，該等系統包括 具有以上描述的至少一個安全文檔的存儲單元和用於在試圖非法打開該存儲單元時接觸安全文檔的染色墨水。 這類系統可以是配置在兌現運鈔(CIT)車、自動櫃員機(ATM)或安全箱中的防盜裝置。在所述的存儲單元中，例如它可以是可閉合的並且可閉鎖的容器，像紙幣這樣的安全文檔存儲或堆疊在包封物中，除了所述存儲單元外，該系統包括具有染色墨水的墨水匣。當出現任何非法嘗試或破壞打開存儲單元時，染色墨水將噴射或遞送出來。在非法嘗試或破壞安全的情況中，染色墨水與安全文檔的無清漆區域接觸，從而對它進行染色並且藉由獲得典型的、清晰可見的或可識別的變化永久地且不可逆轉地標記它。
本發明現在將利用非限制性圖示和非限制性 實施方式更為詳細地進行解釋。
圖1A和圖1B示意性地描繪了根據本發明的 一實施方式的一安全文檔的截面圖，其中該安全文檔包括基底(S)、位於該安全文檔的一側面上的保護性清漆(P)以及一或多個無清漆的壓痕(I)。該保護性清漆(P)覆蓋基底(S)的上表面的大約70%到大約90%之間。在圖1A中，保護性清漆(P)的層中存在壓痕(I)形式的一無清漆區域，所述壓痕(I)完全沒有保護性清漆(即，保護性清漆的厚度(t)大約為0%)。在圖1B中，保護性清漆(P)的層中存在壓痕(I)形式的一無清漆區域。在所述壓痕(I)中保護性清漆(P)的厚度(t)被減小到小於基底(S)表面上的無清漆區域之外的保護性清漆(P)的厚度(T)的30%。
圖2示意性地描繪了包括一或多個無清漆壓 痕(I)的一安全文檔。在圖2的實施方式中，壓痕定義了 標記，即字母A、B和C、對角線和圖案。
圖3示意性地描繪了本發明的一較佳的實施方式，其中包括無清漆壓痕的無清漆區域出現在該安全文檔的邊緣和角落上。該實施方式的無清漆區域出現在覆蓋有保護性清漆的文檔的中心部分周圍的框架區帶中。該框架區帶由以下尺度定義：(a)具有本文描述安全文檔的大約10%到大約15%的寬度(W)和(b)具有安全文檔的大約15%到大約25%的長度(L)，該等百分比基於安全文檔的長度和寬度。
實例
現在針對非限制性實例更為詳細地描述本發明。
藉由以下方法製備500g的保護性清漆：首先將表1的前3種材料和消光劑預混合(大約15分鐘，每分鐘轉數1500)，然後添加表1的其他材料，並對如此方式獲得的混合物進行混合(大約額外10分鐘，1000轉每分鐘)。混合後大約24小時，藉由添加消光劑或異丙醇來調整粘度，從而獲得200 mPa s到300 mPa s之間的粘 度。混合係在室溫下以10.0 cm的分散葉片進行的。用手接觸鋼混合容器，由摩擦產生的溫度升高並不明顯。表1中給出的粘度係在溫度25℃下在布魯克菲爾德(Brookfield)機器(型號“DV-I Prime”，小量樣品適配器，主軸SC4-21，100轉每分鐘)上的9 g保護性清漆測得的。
保護性清漆獨立地施用到KBA NotaSys公司提供的樣本紙幣上，以便藉由實驗室規模柔版印刷單元(N.Schläfli Maschinen)形成具有2 μm-3 μm(微米)厚度的濕塗層，該裝置具有網紋輥(160 I/cm，8 cm3/m2)和65-75肖氏的印刷筒。印刷筒係實心橡膠印刷筒以實現完全上漆，或具有特殊設計的柔性印刷板(Flint Nyloflex FAH 1.14 mm)以實現在帶有無清漆凹陷部情況下的上漆。製備三個系列紙幣，如下所示：系列A：利用實心橡膠印刷筒在兩個側面上為四張樣本紙幣完全上漆(對比實例)；系列B：利用具有特殊設計的柔性印刷板在兩個側面上為四張樣本紙幣上漆，以及系列C：利用實心橡膠印刷筒在一側面上為四張樣本紙幣完全上漆並利用具有特殊設計的柔性印刷板在另一側面上為四張樣本紙幣上漆。
柔性印刷板的設計係為了展示本發明並且由分為5個後續區域的一個17.0 cm x 10.1 cm的矩形組成：10.1 cm x 5.1 cm的矩形，寬度1000 μm(微米)的正線與寬度900 μm(微米)的負線交替，所有的線相互平行並相對於印刷筒的軸線成60°取向。
10.1 cm x 0.9 cm的正矩形。
10.1 cm x 5.0 cm的矩形，寬度600 μm(微米)的負線與寬度600 μm(微米)的正線交替，所有的線相互平行並相對於印刷筒的軸線成135°取向；10.1 cm x 0.9 cm的正矩形；10.1 cm x 5.1 cm的矩形，寬度500 μm(微米)的正線與寬度300 μm(微米)的負線交替，所有的線相互平行並相對於印刷筒的軸線成30°取向，其中該設計的正部分會產生上漆區域，而負部分會產生無清漆區域。
對保護性清漆進行紫外固化以形成輻射固化的塗層，這係利用包括一標準汞UV燈(參考號14957)線上UV乾燥機(由GEW提供的系統VPC-20)在100%功率(160 W/cm)和50 m/min的傳輸機速度下進行的。該設計的完全上漆區域或正區域的固化塗層的厚度為2 μm-3 μm(微米)，而該設計的負區域的厚度大約為0 μm(微米)。
藉由以下方法製備200g的紫色染色墨水：將100g的Pelikan 4001墨水、34g的Pigment Violet 23的水性預分散體(35%的顏料含量)和66g的水在裝備有4 cm分散葉片的Dispermat F1上以大約700轉每分鐘混合10分鐘。
對不同系列的樣本紙幣進行染色可以藉由將樣本紙幣浸入到足夠紫的染色墨水中持續30秒以便完全覆蓋樣本紙幣。30秒後從染色墨水浴中取出樣本紙幣，並用水漂洗樣本紙幣來清除多餘的紫色染色墨水。
藉由不同樣本紙幣的視覺分析，可以確定染色結果。對於系列A，樣本紙幣只在樣本紙幣的較少斑點上具有微弱的紫色。對於系列B，樣本紙幣在它們的整個表面上呈現出條紋，微弱或無色的線與深紫色的線交替出現。條紋的線寬和朝向符合柔性印刷板的設計，微弱或無紫色的線對應於上漆區域，而深紫色的線對應於無清漆區域。對於系列C，利用該特殊設計上漆的側面在它的整個表面上呈現為條紋狀，微弱或無顏色的線與深紫色的線交替出現。條紋的線寬和朝向符合柔性印刷板的設計，微弱或無紫色的線對應於上漆區域，而深紫色的線對應於無清漆區域。完全上漆的側面在紙幣的少量斑點上具有微弱的紫色。另外，該設計在相對側面上的條紋輕微可見，因為它透過了樣本紙幣紙。
接著，對樣本紙幣進行化學清洗。在室溫下，將每個系列的兩個樣本紙幣浸入在濃度為2.5% w/w的100g水性次氯酸鈉(漂白劑)和100g的5%水性鹽酸溶液的混合物中。1分鐘後取出樣本紙幣，並在兩張紙巾之間進行乾燥。在室溫下，將每個系列的兩個樣本紙幣在二甲基甲醯胺(DMF)浴中浸泡24小時。取出紙幣，並在兩張紙巾之間進行乾燥。
對於漂白劑/鹽酸處理和DMF處理而言，化學清洗的結果係類似的。該等結果由不同樣本紙幣的視覺分析來確定。對於系列A，樣本紙幣幾乎恢復到它們原始外觀並且看起來幾乎是新的，只是在樣本紙幣的較少斑點上有模糊的紫色。對於系列B，樣本紙幣在它們 的整個表面上呈現出條紋，微弱或無色的線與深紫色的線交替出現。條紋的線寬和朝向符合柔性印刷板的設計，微弱或無紫色的線對應於上漆區域，而深紫色的線對應於無清漆區域。對於系列C，利用該特殊設計上漆的側面在它的整個表面上呈現為條紋狀，微弱或無顏色的線與深紫色的線交替出現。條紋的線寬和朝向符合柔性印刷板的設計，微弱或無紫色的線對應於上漆區域，而深紫色的線對應於無清漆區域。完全上漆的側面在紙幣的少量斑點上具有微弱的紫色。另外，該設計在相對面上的條紋輕微可見，因為它透過了樣本紙幣紙。
如該等結果所示，本發明提供了一些安全文檔，它們在接觸染色墨水之後不會在經過化學處理後恢復到它們的原始外觀，從而提供了一方便途徑來識別被竊的並因此無法使用且不適於流通的文檔。
I‧‧‧無清漆壓痕
P‧‧‧保護性清漆
S‧‧‧基底
T、t‧‧‧厚度

Claims (19)

  1. 一種安全文檔，在至少一個側面上覆蓋有大約70%至大約90%的一保護性清漆，並且包括大約10%至大約30%的一或多個無清漆區域，該區域包括一或多個無清漆壓痕，該等百分比基於該安全文檔的該一個側面之總表面。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之安全文檔，其中該一或多個無清漆區域包括一或多個無清漆壓痕以及大約0%至大約50%的一或多個無清漆功能區帶，該等百分比基於該一或多個無清漆區域之總表面。
  3. 如申請專利範圍第1或2項所述之安全文檔，其中該保護性清漆係一水性清漆或一溶劑基清漆。
  4. 如申請專利範圍第1或2項所述之安全文檔，其中該保護性清漆係一雙固化組合物，該雙固化組合物組合了可輻射固化成份和物理乾燥成份。
  5. 如申請專利範圍第1或2項所述之安全文檔，其中該保護性清漆係一UV-可見可固化組合物。
  6. 如前述申請專利範圍中任一項所述之安全文檔，其中該保護性清漆包括選自由UV、可見或IR吸收材料、冷光材料、法醫標記物、示蹤劑以及它們的組合組成的組中的一或多種安全特徵物質。
  7. 如前述申請專利範圍中任一項所述之安全文檔，其中該保護性清漆存在于該安全文檔的兩側上。
  8. 如前述申請專利範圍中任一項所述之安全文檔，其中 該一或多個無清漆壓痕存在於該基底的至少一個邊緣或角落上。
  9. 如前述申請專利範圍中任一項所述之安全文檔，其中該一或多個無清漆壓痕定義了標記。
  10. 如申請專利範圍第1至8項中任一項所述之安全文檔，其中該一或多個無清漆壓痕具有直線或連結環的形狀。
  11. 如前述申請專利範圍中任一項所述之安全文檔，其中該一或多個無清漆壓痕具有在大約100微米到大約1000微米之間的線寬。
  12. 如前述申請專利範圍中任一項所述之安全文檔，其中該基底包括選自由纖維材料、塑膠、聚合物、複合材料、金屬、金屬化的材料以及它們的組合組成的組中的材料。
  13. 如前述申請專利範圍中任一項所述之安全文檔，其中該保護性清漆包括選自由抗微生物劑、殺病毒劑、殺生物劑、殺菌劑和它們的組合組成的組中的一或多種添加劑。
  14. 一種將如申請專利範圍第1至13項中任一項所述之保護性清漆施用在安全文檔上之方法，該方法包括藉由一處理過程進行的一施用步驟，該處理過程選自由在該安全文檔的至少一個側面上將該保護性清漆進行平版印刷、凹版印刷和柔版印刷組成的組中，以便藉由該保護性清漆覆蓋該安全文檔的該一個側面總表面之大約70%至90%，並且其中該安全文檔的該一 個側面總表面包括大約10%至大約30%的、如申請專利範圍第1至12項中任一項所述之一或多個無清漆區域。
  15. 一種如申請專利範圍第1至13項中任一項所述之安全文檔之用途，用於藉由將該安全文檔與一染色墨水相接觸來防止盜竊後該安全文檔的散佈。
  16. 一種一或多個無清漆區域之用途，該等無清漆區域在如申請專利範圍第1至13項中任一項所述之安全文檔的至少一個側面上包括一或多個無清漆壓痕，用於提高該安全文檔的染色墨水吸收能力，其中該無清漆區域以該安全文檔的該至少一側上的大約10%至大約30%的量存在，該等百分比基於該安全文檔的該一側之總表面。
  17. 如申請專利範圍第15或16項所述之用途，其中該染色墨水包括奈米顆粒，較佳的是具有在大約1奈米至大約300奈米範圍內的至少一個尺寸之奈米顆粒。
  18. 一種驗證如申請專利範圍第1至13項中任一項所述之安全文檔之方法，該安全文檔在至少一個側面上被如申請專利範圍第1至13項中任一項所述之保護性清漆覆蓋了該安全文檔的該一個側面的總表面的大約70%至大約90%、並且包括大約10%至大約30%的該一或多個無清漆區域，所述方法包括將該安全文檔與一染色墨水相接觸的步驟和檢驗該染色墨水存在于該安全文檔表面上的步驟。
  19. 一種系統，該系統包括具有如申請專利範圍第1至13 項中任一項所述之至少一個安全文檔的一存儲單元以及一染色墨水，該染色墨水用於在試圖非法打開該存儲單元時接觸該安全文檔。
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