Застосування вуглеводневої сполуки з гідроксильними групами в композиції фарби для струменевого друку, яка має знижений лиск, та спосіб нанесення невидимого захисного маркування

1. Застосування принаймні однієї вуглеводневої сполуки з вуглецевим ланцюгом, що містить від двох до шести атомів вуглецю, які несуть дві або три гідроксильні групи, у композиції фарби для струминного друку як непорошкової матуючої сполуки для пристосування лиску надрукованого маркування до лиску основи, на яку наносять вищезгадане маркування, таким чином, щоб вищезгадане маркування неможливо було відрізнити неозброєним оком. 2. Застосування за п. 1, яке відрізняється тим, що вміст матуючої сполуки в композиції складає від 0,5 до 10 % мас., в оптимальному варіанті - від 1,0 до 8,0 % мас., від загальної маси композиції. 3. Застосування за п. 1 або 2, яке відрізняється тим, що матуюча сполука вибрана із групи, яка складається з 1,5-пентандіолу, етилендіолу, бутандіолу, пропандіолу, гліцерину та їх сумішей. 4. Застосування за одним з пп. 1-3, яке відрізняється тим, що композиція фарби для струминного друку містить принаймні один розчинник, принаймні одну зв’язувальну речовину, принаймні одну маркувальну сполуку, яка поглинає світло за межами видимого діапазону довжини хвилі, та, необов’язково, додатки. 5. Застосування за п. 4, яке відрізняється тим, що розчинник вибраний із групи, яка складається з кетонів, ацетатних естерів, спиртів та їх сумішей. 6. Застосування за п. 5, яке відрізняється тим, що розчинник вибраний із групи, яка складається з ацетону, метилетилкетону, етилацетату, метил 2 (19) 1 3 84442 4 який відрізняється тим, що ви щезгадана принаймні одна непорошкова матуюча сполука є вуглеводневою сполукою з лінійним або розгалуженим вуглецевим ланцюгом, що містить від двох до шести атомів вуглецю, які несуть дві або три гідроксильні групи. Винахід стосується застосування непорошкової матуючої сполуки у складі фарби для струменевого друку, зокрема, у складі фарби для захисного маркування, яка має лиск, ідентичний тому, який має основа, на яку наносять маркування. Дедалі зростає потреба у захисних маркуваннях на комерційних товарах для запобігання підміні та підробці продукту. Захисні маркування також наносять з метою ідентифікації на різні вироби, включаючи конверти, чеки, марки, паспорти, відмітки про сплату податків, а також фірмові товари або товари, які обкладаються митом. Застосовують чимало способів та технологій для розпізнання маркованих виробів з метою зменшення контрафакції та підміни продуктів. У першому типі заходів проти контрафакції / підміни застосовують активну в ультрафіолетових променях (УФ-активну) композицію фарби для маркування продукту з розпізнавальними ознаками. Перевага застосування УФ-активної фарби полягає в тому, що маркування зазвичай є невидимим при освітленні світлом у видимому спектрі (400700нм), але стає видимим при освітленні світлом в ультрафіолетовому спектрі (200-400нм). Таким чином, підробники не можуть знати, чи має продукт захисне маркування, і якщо має, то де, просто дивлячись на нього при видимому світлі. До альтернативних типів захисного маркування за допомогою струменевого друку належать застосування інфрачервоних лазерних барвників, які погано поглинають світло у видимому діапазоні спектру приблизно від 400 до 700нм, але мають достатню поглинальну здатність у ближньому інфрачервоному (NIR) діапазоні (750нм і вище) і можуть флуоресціювати у відповідь на поглинання випромінення у зазначеному NIR-діапазоні. Незважаючи на низьке видиме забарвлення вищеописаних двох типів (УФ та NIR) фарб, струменевий друк, наприклад, штрих-коди, все одно можна побачити при відмінному від нормального куті зору через різницю у лиску між надрукованим та основою. В принципі, це відбувається через високий ступінь лиску звичайних зв'язувальних речовин, які застосовують у композиціях фарб для безперервного струменевого друку на основі кетону, які швидко висихають; вищезгадані композиції фактично мають більший лиск, ніж у більшості застосовуваних у промисловості паперових або картонних основ. Це становить головний недолік, оскільки дозволяє легко побачити місцезнаходження надрукованої інформації, і кримінальні елементи, які займаються контрафакцією та підміною, знають, на що слід звертати увагу. До існуючих способів рецептування фарб для зменшення лиску друку належать додавання матуючих агентів, таких як неорганічні білі пігменти або мінеральні наповнювачі. Однак, у фарбах для безперервного струменевого друку ці типи матуючих агентів є непридатними, оскільки вони мають схильність до осідання у середовищі з низькою в'язкістю. Крім того, вони часто значною мірою заважають застосуванню фарби у принтері. Суттєвою умовою одержання прихованого і невидимого струменевого захисного маркування для запобігання незаконній торгівлі товарами є зменшення лиску фарби для струменевого друку і пристосування її до власного лиску основи. Вищезгадане захисне маркування також може наноситись у формі коду (штри х-коду або двовимірної матриці даних), з метою забезпечення унікальної ідентичності для кожного маркованого продукту. Вищезгаданий унікальний код також може бути збережений у системі керування даними, що дозволяє забезпечувати повну простежуваність та автентифікацію маркованого продукту на його шляху по всьому ланцюгу матеріально-технічного забезпечення шляхом застосування відповідних спеціальних сканерів для невидимих кодів. З ура хуванням вищезгаданих недоліків виникає потреба в удосконаленні композиції "невидимих" маркувальних фарб для струменевого друку для забезпечення якомога більшої прихованості друку шля хом пристосування лиску стр уменевого друку до власного лиску основи. Крім того, вдосконалена композиція передбачається без вмісту порошкових матеріалів для уникнення блокування сопел струменевого принтера і для зменшення часу простою друкарського обладнання. Цих цілей винаходу досягають завдяки композиції фарби, яка включає непорошкову матуючу сполуку згідно з особливостями незалежного пункту формули винаходу. Застосування принаймні однієї вуглеводневої сполуки, яка має дві або три гідроксильні групи, причому вищезгадана вуглеводнева сполука має вуглецевий ланцюг (лінійний або розгалужений) з двох, трьох, чотирьох, п'яти або шести атомів вуглецю, у композиції фарби для струменевого друку, як непорошкової матуючої сполуки дозволяє пристосовувати лиск друку, виконаного даною композицією фарби, таким чином, щоб лиск надрукованого маркування або позначення був ідентичним лискові основи, на якій немає друку. Нанесене таким чином маркування неможливо відрізнити від основи неозброєним оком. Непорошкову матуючу сполуку в оптимальному варіанті вибирають зпоміж двовалентних або тривалентних спиртів (діолів або триолів) коротколанцюгових алкільних сполук. У контексті даного винаходу до коротколанцюгових алкільних сполук належать сполуки, які мають довжину ланцюга від дво х до шести атомів вуглецю. Оптимальними двовалентними або тривалентними спиртами, придатними як матуючі сполуки, є пентандіол, бутандіол, етилендіол, про 5 84442 пандіол або гліцерин та їхні відповідні ізомери. У контексті даного опису матуючою сполукою є сполука, яка має матуючий вплив у композиціях фарб для струменевого друку. Зазвичай матуючу сполуку включають до композиції фарби у концентрації від 0,5 до 10% за масою, у ще кращому варіанті - від 1 до 8% за масою, від загальної кількості композиції фарби. У конкретних композиціях кількість матуючої сполуки може становити навіть від 0,3 до 20% за масою від загальної кількості композиції фарби. Після друкування основний розчинник починає випарюватися, залишаючи на основі зв'язувальну речовину та матуючу сполук у, яка має вищу точк у кипіння, ніж у основного розчинника. Оскільки зв'язувальна речовина є нерозчинною в цій матуючій сполуці, зв'язувальна речовина осідає й утворює неідеальну плівку, яка має матовий вигляд. Маркування включає маркувальні сполуки, які не виявляють поглинання світла у видимому діапазоні електромагнітного спектру (від 400 до 700нм). Ці сполуки можуть виявляти поглинання або при довжині хвилі, коротшій за 400нм (УФ-), або при довжині хвилі, довшій за 700нм (ІЧвипромінення). Вони також можуть бути люмінесцентними сполуками, з підвищувальним або знижувальним перетворенням, тобто, вони можуть випускати випромінення або при коротшій довжині хвилі, або при довшій довжині хвилі, ніж довжина хвилі поглинуто го світла. Композиція фарби для струменевого друку також включає: принаймні один розчинник, принаймні одну зв'язувальну речовину, принаймні одну маркувальну сполуку, яка поглинає світло за межами видимого діапазону, і, необов'язково, інші додатки. У контексті даного винаходу ви щезгаданий принаймні один розчинник вибирають з-поміж розчинників, які швидко висихають, таких як кетони, зокрема, ацетон та метилетилкетон; також можуть бути застосовані розчинники на основі ацетату або спирту, таких як етил- або метилацетат або метанол. Розчинник також може бути сумішшю двох або більшої кількості вищезгаданих розчинників. В оптимальному варіанті розчинник не містить води, за винятком випадків, коли вода міститься у розчиннику або в інших компонентах фарби як домішка. Таким чином, фарба в оптимальному варіанті не містить води. Розчинник є присутнім у кількості від 40 до 95% за масою або в більшій кількості, в оптимальному варіанті - від 70 до 90% за масою, від загальної кількості композиції фарби. Розчинники, які випарюються повільніше за вищезгадані розчинники, такі як ізопропанол, ізопропілацетат, етанол або пропанол, також можуть бути включені до композиції розчинника. Однак, такі розчинники включають лише у незначних кількостях, для точного регулювання загальних властивостей фарби. Зв'язувальну речовину вибирають із групи вінілових смол, похідних целюлози, поліацеталів, акрилових смол або стирол-малеїнових співполімерних смол. В оптимальному варіанті зв'язувальні речовини вибирають з-поміж вінілхлоридних та вінілацетатних співполімерів, нітроцелюлози або 6 полівінілбутиралю. Кількість зв'язувальної речовини, включеної до композиції фарби, становить від 3 до 30% за масою, у ще кращому варіанті - від 4 до 20% за масою, від загальної кількості композиції фарби. Маркувальну сполуку в оптимальному варіанті вибирають із групи барвників, які не виявляють поглинання у видимому діапазоні електромагнітного спектру, тобто, при довжині хвилі від 400 до 700нм, але є видимими при опроміненні або після опромінення ультрафіолетовим (від 200 до 400нм) або інфрачервоним (від 700 до 2500нм) світлом. До прийнятних барвників належать УФ-маркери, такі як флуоресцентні просвітлювачі, рідкісноземельні хелати, а також NIR-барвники, такі як лазерні NIR-барвники. Зазвичай їх включають у кількості від 0,0001 до 10% за масою, в оптимальному варіанті - від 0,001 до 5% за масою, у ще кращому варіанті - від 0,1 до 2% за масою, від загальної кількості композиції фарби. Додатковими домішками, які можуть бути включені до композиції фарби, є провідні солі та гігроскопічні речовини. Прийнятні солі, які надають фарбі провідності, вибирають з-поміж неорганічних солей, таких як LiNO3, органічних солей, таких як ацетат алкіламонію, та змішаних солей, таких як ацетат калію. Провідність солі має бути достатньо високою для досягнення приблизно 1mS при рівні включення 1% за масою. Сіль в оптимальному варіанті включають у кількості від 0,3 до 5% за масою, у ще кращому варіанті - від 0,5 до 3% за масою, від загальної кількості композиції фарби. Гігроскопічну речовину до композиції фарби додають для запобігання закупорюванню сопел при випарюванні високолеткого розчинника. Прийнятними гігроскопічними речовинами є, наприклад, гліколі та гліколевий естер, N-метилпіролідон (HMP), гліцеринові естери, довголанцюгові алкіламіди або інші подібні сполуки; як правило, ці сполуки, які застосовують як гігроскопічні речовини, мають вищу точку кипіння, ніж у ви щезгаданих високолетких розчинників, які зазвичай застосовують у композиціях фарб для стр уменевого друку. Гігроскопічну речовину зазвичай включають у кількості від 0,2 до 20% за масою, у ще кращому варіанті - від 0,5 до 5% за масою, від загальної кількості композиції фарби. У ще одному аспекті винахід розкриває спосіб нанесення невидимого захисного маркування на основу. Спосіб включає етапи: - Забезпечення фарби для струменевого друку, яка включає принаймні одну вуглеводневу сполуку, яка має дві або три гідроксильні групи, причому вищезгадана вуглеводнева сполука має лінійний або розгалужений вуглецевий ланцюг з двох, трьох, чотирьох, п'яти або шести атомів вуглецю, як непорошкову матуючу сполуку; і - друкування захисного маркування на основі; і характеризується тим, що надруковане захисне маркування має такий самий рівень лиску, як рівень лиску основи. Ще один аспект винаходу стосується основи, на яку наносять друковане маркування, яке друкують фарбою для струменевого друку згідно з ви 7 84442 находом, яка має такий самий рівень лиску, як рівень лиску основи. Винахід нижче описується більш детально на прикладах: Приклад 1: UCAR VMCH (вінілова смола, DOW); Приклад 2: Scripset 520 (стирол-малеїновий ангідридний співполімер, Hercules Inc.); Приклад 3: Pioloform BL 18 (полівінілбутираль, Wacker Chemie); Приклад 4: Нітроцелюлоза DHX 3/5 (Noble Enterprises); Приклад 5: Joncryl 671 (акрилова смола, SC Johnson & Son); Приклад 6: Paraloid A-12 (акрилова смола, Rohm & Haas). 8 Фарби, які включають комбінації матуючої сполуки та зв'язувальної речовини, як вказано у таблиці 1, також містять 1% за масою тетрафтороборату тетрабутиламонію (Fluka) як провідної солі, 2% за масою монометилового етеру дипропілетиленгліколю (DPM) (DOW) як гігроскопічної речовини і 0,002% за масою UVITEX OB (Ciba SC) як флуоресціюючої в ультрафіолетовому сві тлі маркувальної сполуки, і решту композиції складає ацетон. Кількість зв'язувальної речовини, яку додають, також вказано у таблиці 1. Потім для випробування лиску 1мл фарби залишали випарюватися на основі з олов'яної фольги і спостерігали матуючий ефект як біління висихаючої плівки. Таблиця 1 Комбінації зв'язувальної речовини та матуючої сполуки Приклад Кількість зв'язувальної речовину Гліцерин 1,2-бутандіол 1,5-пентандіол Монопропіленгліколь Дипропіленгліколь 1 10% >2% >2% >1% >2% Для визначення інтенсивності матуючого ефекту для різних комбінацій зв'язувальної речовини та матуючої сполуки, Kbar films вищезгаданих фарб друкували на різних зразках основи, а саме, на папері Fiduciary (FID) та крафт-папері. Після цього вимірювали залежність лиску під кутом 60° від кількості (% за масою) матуючого діолу або тріолу в композиції фарби, застосовуючи глянцемір LANGE REFO 60. На Фіг.1 показано результати вимірювань лиску фарб, надрукованих зі зв'язувальними речовинами за прикладами з 1 по 3 на крафт-папері. У прикладі 1 матуючими сполуками були 1,5пентандіол (трикутники) та 1,2-бутандіол (ромби). У прикладі 2 матуючими сполуками були 1,5пентандіол (трикутники) та монопропіленгліколь (ромби). У прикладі 3 матуючими сполуками були монопропіленгліколь (трикутники) та гліцерин (ромби). Квадрати представляють лиск основи. Для вінілової зв'язувальної речовини вимагається кількість принаймні 7% за масою матуючої сполуки для досягнення значного зниження лиску. Для стирол-малеїнових ангідридних співполімерів (Hercules Scripset) вимагається додавання меншої кількості матуючої сполуки порівняно з вініловою зв'язувальною речовиною. Обидві застосовані матуючі сполуки виявляють подібне зниження лиску зі збільшенням кількості доданої матуючої сполуки. Сильне зниження лиску спостерігають для полівінілбутиралевої (Pioloform) зв'язувальної речовини при додаванні приблизно 6% за масою гліцерину. Натомість монопропіленгліколь не є придатним для зниження лиску при додаванні до полівінілбутиралевої зв'язувальної речовини та друку на крафт-папері. 2 7% >2% >2% >1% >2% 3 11% >5% 4 15% >5% >5% 5 21% >2% 6 13% >2% >2% На Фіг.2 показано дещо інші результати вимірювання лиску фарб, надрукованих на FID-папері. Фарба, яка містить вінілову смолу як зв'язувальну речовину (приклад 1), вимагає великої кількості приблизно 9% за масою 1,5-пентандіолу для помітного зниження лиску. Фарба зі зв'язувальною речовиною за прикладом 2 (стирол-малеїновий ангідрид) вимагає меншої кількості матуючої сполуки, особливо, при застосуванні 1,5-пентандіолу. Ще менша кількість матуючої сполуки вимагається при застосуванні полівінілбутиралю (зв'язувальної речовини за прикладом 3). Приблизно 4% за масою монопропіленгліколю здатні знизити лиск надрукованої фарби до рівня лиску основи. Подібна кількість монопропіленгліколю або гліцерину вимагається для зменшення лиску фарби, що містить нітроцелюлозну зв'язувальну речовину, до рівня лиску основи. У ще одному експерименті включали вибрану кількість матуючої сполуки у фарби для струменевого друку і зчитуваний в ультрафіолетовому світлі двовимірний код друкували на різних основах, а саме, на крафт-папері, картоні та FID-папері. Оскільки кількість надрукованої фарби була надто малою для відтворюваного вимірювання лиску на цих основах з низьким лиском, рівень невидимості нанесеного фарбою друку оцінювали на основі таких критеріїв: ++ = струменевий друк є видимим як такий, що має значно більший блиск; + = струменевий друк є слабко видимим як такий, що має більший блиск; 0 = стр уменевий друк є цілком невидимим, оскільки має такий самий рівень блиску, що й основа; 9 84442 - = стр уменевий друк є слабко видимим як такий, що має більшу матовість; 10 - = стр уменевий друк є виразно видимим як такий, що має значно більшу матовість, ніж основа. Результати показано у Таблиці 2. Таблиця 2 Порівняння лиску надрукованих двовимірних кодів Без матуючої сполуки Пентандіол 5% Пропіленгліколь 3% Вінілова смола Крафт-папір Картон FID-пaпip ++ + + 0/0 +/0 0/ Нітроцелюлоза Крафт-папір Картон FID-пaпip ++ + +/0 0 0 0 Pioloform BL 18 Крафт-папір Картон FID-пaпip + 0 + Гліцерин 5% 0/0 0 11 Комп’ютерна в ерстка А. Рябко 84442 Підписне 12 Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601