专利名称：含有电泳微胶囊的防伪油墨及利用该防伪油墨制作的印品的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种防伪油墨，特别是关于一种含有电泳微胶囊的防伪油墨及利用该 防伪油墨制作的印品。
背景技术：
利用油墨印刷图案的变化特性作为甄别物品、文件或票据，已经被广泛应用于防 伪领域，尤其在钞票、有价票据等产品印刷中应用很普遍。目前已经被经常使用的防伪油墨 有荧光油墨、光可变油墨、温变油墨等，随着技术的发展，这些防伪手段已经不再神秘，受到 利益驱动，很多常用的防伪油墨已经出现了仿制品，所以不能满足高端防伪产品的需求。为 了提高产品的防伪技术含量，增加仿冒难度，研究开发新的防伪油墨是本领域的重要环节 之一。电泳微胶囊显示技术，也称电子墨水，是指将带电颜料微粒、染料和分散介质包 裹在微胶囊内，对胶囊施加电场，利用电泳显示原理，在微囊内实现电泳显示。电子墨水 的特点是，在没有电场的情况下，带电颗粒在分散介质内随机分布，微胶囊呈现颜料微粒、 染料和分散介质的混合色；加入电场后，带电颜料微粒在电场力的作用下发生电泳，向 电极移动，微胶囊呈现颜料微粒或染料的颜色。利用电子墨水的特点已经开发了电子纸 (e-paper)，是一种拥有普通纸张作为信息记录材料优点的超薄显示器，通过改变电场方 向，使某一颜色的颜料微粒定向泳动，并透过透明电极板根据人们的设定不断地改变所显 示的图案和文字。由于分散介质和带电颜料微粒比重接近，当电场撤除后仍能保持显示状 态(即所谓双稳态)，显著降低了能量消耗。电子墨水在外电场作用下可以实现可逆、双稳 态、柔性显示，属一种柔性显示技术，具有良好的可视性、低功耗、信息载入能力强、携带方 便、制造工艺低廉、无电磁辐射等优点。随着电子墨水应用领域的拓展，满足不同需要的电子墨水不断被开发，最初 只有黑白色电泳微胶囊，目前，已经可以制备出多种颜色的电泳微胶囊，中国专利申请 CN1492275A、CN1491995A、CN1506416A、CN1506153A、CN1730572A 分别公开了 白色、红色、绿 色、蓝色、黄色电泳微胶囊的制备方法。微胶囊化电泳显示技术经过了十几年发展，目前的研究和应用还只限于显示领 域，是否能用于防伪领域，例如将电泳微胶囊用于油墨制作，通过印刷或涂布赋予印品特殊 的变化特征，目前尚未有报导。如果将电泳微胶囊用于印刷油墨，存在的难点有两个一是 在于印刷时会对油墨施加较大的压力，使得部分微胶囊破裂，导致电泳变色现象不明显；二 是加入电泳微胶囊颗粒，对油墨自身是否会有影响，即，油墨的墨性是否能满足印刷适性的 要求。
发明内容
本发明所解决的主要技术问题在于提供一种防伪油墨，该油墨中引入了电泳微胶 囊，将利用该油墨印刷的特征图案或文字区域放入电场后，会观察到印刷内容颜色的显著变化，从而提供一种新的防伪手段。本发明还提供了一种具有防伪识别特征的印品，该印品的防伪特征是利用加入了 电泳微胶囊的油墨印刷或涂布而形成，通过在电场中发生的颜色变化可实现对印品真实性 的甄别。本发明首先提供了一种含有电泳微胶囊的防伪油墨，以所述油墨总重量计，电泳 微胶囊的含量为10-90%。利用本发明添加了电泳微胶囊的防伪油墨在需要防伪鉴别的物品上印刷相应的 图案和/或文字等特征信息，此时所印刷图案和/或文字的初始颜色显示为电泳微胶囊中 颜料微粒、染料和分散介质的混合色(一般是浅色)，即，初始颜色，将该物品放入电场中， 可以观察到所印刷的图案和/或文字发生明显的颜色改变，即，显示出电泳微胶囊中一种 颜料或染料的颜色，撤消电场后的一段时间内，该颜色会保持，或者，观察到颜色变化后再 施加反向电场，所述图案和/或文字的颜色又恢复到初始颜色状态。当继续施加反向电场， 所述图案和/或文字的颜色则继续变化为电泳微胶囊中另外一种颜料或染料的颜色。利用 这些特定颜色的变化，可以实现印品真实性鉴别。本发明的油墨可应用于有价证券、票据、 防伪薄膜、证件卡、安全线、防伪标签等的防伪印刷，承印物可选择纸基、塑料基、金属基及 纸一塑料复合基等，为一些需要安全和真实性鉴别的物品提供防伪手段；亦可用于安全线、 全息贴膜、脱铝膜表面的涂覆，进而制成相应的防伪元件。本发明提供的防伪油墨中，除加入了电泳微胶囊，与普通油墨相同，其油墨组成体 系还包括连接料、各种调节剂等常规原料，为了突出电泳变色效果，尽可能选择基本透明的 油墨组成体系，尤其是优选使用半透明或透明连结料体系，调节剂也优选为半透明或透明 原料。例如可选用透明碳酸钙、二氧化硅或其它不溶性盐类及复合物填料、干燥剂(钴盐、 锆盐等金属盐)、表面活性剂、触变剂、流平剂、消泡剂、定向剂、蜡粉、缓干剂和弱极性或非 极性溶剂等，针对UV体系，还包括光引发剂。根据应用领域和需要，本发明提供的防伪油 墨可以是丝印油墨、凹印油墨、胶印油墨或凸印油墨等防伪领域常用的各类油墨。所述连接 料、填料和助剂等调节剂的选择均为常用的材料体系(透明或半透明)，本领域技术人员可 以根据具体需要进行选择和组配。在本发明的具体实施方案部分提供了各种油墨的实施例 配方，其中涉及的油墨体系均为本领域常用和公知的物质，各组分的含量也可按照具体油 墨类型的需要确定。根据本发明提供的防伪油墨，以所述油墨总重量计，电泳微胶囊的含量10-90%， 具体添加量可以根据油墨的种类适当调整。例如，在平印、凹印和凸印油墨中，电泳微胶囊 的含量可以控制为20-60 %，更优选的含量可以是20-50 %。从油墨的墨性和显示效果综合考虑，所述电泳微胶囊的粒径可以选择为 1-100 iim，壁厚可以为0. 1-10 iim。优选使用粒径为1-30 y m，壁厚为0. 1-5 ym的电泳微胶
囊 o本发明的防伪油墨中作为功能性颜料使用的电泳微胶囊，根据具体的检测需要， 可以是商购或者是按照已经有报道的任何方法制备得到，包括对颜色、粒径和胶囊壁厚 的选择。例如，CN 02139478. 4、CN 02139477. 6、CN 02139591. 8、CN 02139592. 6 和 CN 200510014699. 8中提供的白色、红色、绿色、蓝色和黄色电泳微胶囊。在确定油墨的组成后，本发明的防伪油墨可以按照常规工艺制作， 即，根据需要实施措施的元件(或基材)承印面的具体情况，制成符合印刷标准要求的各类印刷油墨，例如 丝网印刷油墨、平印油墨、凹印油墨、凸印油墨等。制作方法包括将电泳微胶囊、连结料体 系、调节剂和颜料(如果需要)通过搅拌进行混合、分散，按照常规技术制成油墨。为了调整印刷图案和/或文字在未加电场时的颜色，增强变色后的对比度，本发 明所述的防伪油墨中也可含有少量透明颜料，以油墨总重量计，重量比例为0. 1% -5%。根据本发明的另一方面，还提供了一种印品，该印品具有利用上述防伪油墨印刷 的文字和/或图案，所述文字和/或图案在施加外电场后颜色会发生明显变化。本发明所述的印品可以包括有价证券、票据、证件卡、安全线、防伪标签或防伪薄 膜等任何需要真实性和安全性识别的物品。本发明防伪油墨的使用中，可以根据对防伪特征的设计，对至少是部分的图案和/ 或文字采用该防伪油墨印刷，防伪特征的印刷可以单独使用该防伪油墨，也可以与同色普 通油墨配对使用，例如，对供检测内容的不同部分或区域分别采用上述含有电泳微胶囊的 防伪油墨和普通油墨印刷，且通过颜色调配使二部分内容在未施加电场时显示相同颜色， 加入电场后，防伪油墨因为含有电泳微胶囊而出现颜色变化，从而增强了变色反差，提高了 防伪效果；或者使用二种以上的含电泳微胶囊的防伪油墨印刷不同区域而形成预定的文字 和/或图案，更增加了仿冒难度。利用上述所有油墨的印刷均可按照常规操作。在鉴别印品真伪时，对印刷区域施加电场，所印刷的作为防伪特征的文字和/或 图案颜色会发生明显变化而不同于初始颜色，撤去电场后一定时间，或施加反向电场，该文 字和/或图案会恢复回初始颜色(一般是浅色)；或者施加反向电场一定时间，文字和/或 图形颜色会再次变化但不同于初始颜色。该检测过程中，连续施加反向电场时，防伪特征恢 复到初始颜色平衡状态可能只是瞬间，观察到的通常是电泳微胶囊中带电颜料和/或染料 的颜色变化。检测时，根据所选用电泳微胶囊的不同，施加电场的强度范围可以在50-300V/ mm(本发明实施例中均采用该强度范围的电场)。电场源可根据需要灵活选择，例如使用一 对平板电极，将印品置于两电极之间。该鉴别装置结构简单，成本低廉，且无辐射，对人体无 害，便于大规模推广使用。应用结果显示，本发明选择合适的电泳微胶囊(电子墨水)制作 而成的防伪油墨完全能满足油墨的印刷和涂布要求，油墨不仅能符合各种印刷油墨的墨性 指标，所印刷的防伪特征(变色区域)在施加电场后能按照设计要求显示颜色变化，说明其 中的电泳微胶囊很好地保持了其颗粒完整度。本发明的实施具有以下优点1、对印品施加电场后，该防伪油墨的印记产生变色效果并可保持一段时间，加反 向电场后印记颜色立即恢复；继续施加反向电场一定时间，印记颜色会再次变化但不同于 初始颜色。该现象公众借助简单仪器即可鉴别，并且检测手段安全。2、通过选择不同类型的电泳微胶囊，可以单独利用该防伪油墨提供不同的颜色变 化特征，或者与同色普通油墨配对使用，以增强变色反差；也可使用二种或二种以上包含不 同类型电泳微胶囊的防伪油墨分别印刷不同区域，其颜色变化特征更增强了防伪效果。3、该油墨的变色防伪特征，可以使用可见分光光度计、(XD等甄别机器识别，便于 机读检测。4、本发明的防伪油墨可以适用各种常见的印刷方式，所以提供了一种新型防伪手段。
具体实施例方式以下通过具体实施例详细说明本发明的实施方式和本发明方案所产生的有益效 果，但不能理解为对本发明的可实施范围构成任何限定。实施例1 :UV丝印防伪油墨原料组成(重量百分比)电泳微胶囊55%UV透明树脂8%UV透明单体25%光引发剂5%流平剂消泡剂0.5%触变剂0.5%溶剂5%上述配方中，电泳微胶囊是以二氧化钛和炭黑为颜料颗粒，四氯乙烯为分散介质， 脲甲醛树脂为壁材的胶囊颗粒，平均粒径约25 u m,壁厚约1. 7 y m。该油墨体系的调节剂均 选择半透明-透明原料。将上述原料按比例称量，用搅拌方法使其润湿、分散，达到丝印油墨的应用技术标 准，即得到UV丝网防伪油墨。利用该油墨在钞券纸上按照预先设计的图案和/或文字进行印刷，显示灰白色， 成为具有防伪特征的印品。对该印刷图案和/或文字区域施加适当强度的电场，马上可以 看到黑色的印刷内容，撤消所施加电场后，重新施加相同强度的反向电场，该印刷内容即消 失；继续施加反向电场，印刷内容又会变为白色。上述颜色变化可以被直接观察到，也可以利用分光光度计等专用仪器实现精确测 定(以下实施例均相同)该油墨的墨性能满足平版(滚筒)丝网印刷的要求，印品的图案边缘清晰。实施例2 热固性丝印防伪油墨原料组成(重量百分比)电泳微胶囊73%热固性半透明树脂4%填料2%溶剂20%流平剂上述配方中，电泳微胶囊是以二氧化钛和炭黑为颜料颗粒，四氯乙烯为分散介质， 脲甲醛树脂为壁材的胶囊颗粒，平均粒径约50 u m，壁厚约为3 u m。该油墨体系中的调节剂 为基本透明的原料。将上述原料按比例称量，用搅拌方法使其润湿、分散，达到丝印油墨的应用技术标 准，即得到丝印防伪油墨。
利用该油墨在防伪薄膜上按照预先设计的图案和/或文字进行印刷，显示灰白 色。对该印刷图案和/或文字区域施加电场，马上可以看到黑色的印刷内容，撤消所施加电 场后，重新施加相同强度的反向电场，该印刷内容即消失；继续施加反向电场，印刷内容又 会变为白色。该油墨的墨性能满足平版丝网(滚筒)印刷的要求，印品边缘清晰。实施例3 雕 刻凹印防伪油墨原料组成(重量百分比)电泳微胶囊45%透明凹印连结料40%透明填料3%表面活性剂4%蜡剂5%溶剂3%上述配方中，使用的电泳微胶囊是以纳米大红粉(苯基偶氮-2-羟基-3-奈甲 酰苯胺)和二氧化钛为颜料颗粒，四氯乙烯为分散介质，脲甲醛树脂为壁材，平均粒径约 30 y m，壁厚5 y m左右。该油墨体系的连结料及调节剂均选择基本透明原料。将上述原料按比例称量，用搅拌方法使其润湿、分散，达到凹印油墨的应用技术标 准，即得到雕刻凹印防伪油墨。利用该油墨在防伪薄膜表面印刷预先设计的图案和/或文 字，显示浅红色。在该印刷图案和/或文字区域施加电场，马上可以看到印刷内容变为大红 色，撤消所施加电场一段时间，或重新施加相同强度的反向电场，该印刷内容立即恢复浅红 色。继续施加反向电场，印刷内容又会变为白色。该油墨的墨性能满足凹印印刷的要求，无甩墨现象，印品图案再现性良好。实施例4 平印防伪油墨原料组成(重量百分比)电泳微胶囊25%胶印油墨的通用透明连接料65%填料5%分散剂2%干燥剂矿物油蜡剂上述配方中，电泳微胶囊是以联苯胺黄为颜料颗粒，四氯乙烯和甲苯混合溶液为 分散介质，油溶性蓝N为吸光染料，聚酰胺为壁材，平均粒径大约10 U m，壁厚约1. 3 y m。该 油墨体系的连结料和调节剂均选择基本透明原料。将上述原料按比例称量，用搅拌方法在混料桶中搅拌混合，使物料分散均勻，按照 胶印油墨的制作工艺操作，达到胶印油墨的应用技术标准，即得到胶印防伪油墨。利用该油 墨在全息贴膜表面印刷预先设计的图案和/或文字，显示蓝绿色。在该印刷图案和/或文 字区域施加电场，马上可以看到的印刷内容变为黄色，撤消所施加电场一段时间，或重新施 加相同强度的反向电场，该印刷内容恢复为蓝绿色；继续施加反向电场，印刷内容又会变为
7f^i o该油墨的墨性能满足胶印印刷的要求，无堆墨、糊版现象。实施例5:凸印防伪油墨原料组成(重量百分比)电泳微胶囊35%凸印通用透明连接料55%透明填料3%蜡剂1.5%干燥剂0.5%调墨油；5%上述配方中，电泳微胶囊是以耐晒翠绿色淀和二氧化钛为颜料颗粒，四氯乙烯为 分散介质，三聚氰胺甲醛树脂为壁材，平均粒径大约30 u m,壁厚约2 u m。该油墨体系的连 结料和调节剂均选择基本透明原料。将上述原料按比例称量，用通用搅拌方法在混料桶中搅拌，分散均勻，使之达到凸 印油墨应用技术标准，即得到凸印防伪油墨。利用该油墨在灰色证券纸表面印刷预先设计 的图案和/或文字，显示浅绿色。在该印刷图案和/或文字区域施加电场，马上可以看到印 刷内容变为翠绿色，撤消所施加电场一段时间，或重新施加相同强度的反向电场，该印刷内 容即恢复浅绿色；继续施加反向电场，印刷内容又会变为白色。该油墨的墨性能满足凸印印刷的要求，油墨传递性良好。实施例6 柔性凸印防伪油墨原料组成(重量百分比)电泳微胶囊50%凸印通用透明连接料8%溶剂35%蜡剂3%络合物添加剂4%上述配方中，电泳微胶囊是以耐晒翠绿色淀和二氧化钛为颜料颗粒，四氯乙烯为 分散介质，三聚氰胺甲醛树脂为壁材，平均粒径大约30 u m,壁厚约2 u m。该油墨体系的连 结料和调节剂均选择半透明原料。将上述原料按比例称量，用通用搅拌方法在混料桶中搅拌，分散均勻，使之达到凸 印油墨应用技术标准，即得到凸印防伪油墨。利用该油墨在灰色证券纸表面印刷预先设计 的图案和/或文字，显示浅绿色。在该印刷图案和/或文字区域施加电场，马上可以看到印 刷内容变为翠绿色，撤消所施加电场一段时间，或重新施加相同强度的反向电场，该印刷内 容即恢复浅绿色；继续施加反向电场，印刷内容又会变为白色。该油墨的墨性能满足凸印印刷的要求，油墨传递性良好。实施例7 :UV丝印防伪油墨原料组成(重量百分比)电泳微胶囊40%UV透明树脂15%
UV透明单体20%热固性透明树脂6%光引发剂7%流平剂消泡剂0.5%触变剂0.5%溶剂8%绿色颜料2%上述配方中，电泳微胶囊是以二氧化钛和炭黑为颜料颗粒，四氯乙烯为分散介质， 脲甲醛树脂为壁材的胶囊颗粒，平均粒径约25 u m,壁厚约1. 7 y m。该油墨体系的连结料和 调节剂均选择透明原料。将上述原料按比例称量，用搅拌方法使其润湿、分散，达到丝印油墨的应用技术标 准，即得到灰绿色丝网防伪油墨。利用该油墨在浅色证券纸上印刷预先设计的图案和/或文字，显示灰绿色。对该 印刷图案和/或文字区域施加电场，马上可以看到介于深绿色-黑色的印刷内容，撤消所施 加电场后，重新施加相同强度的反向电场，该印刷内容即消失；继续施加反向电场，印刷内 容又会变为介于浅绿色-白色。该油墨的墨性能满足平版(滚筒)丝网印刷的要求，印品边缘清晰。实施例8 使用丝印配对电泳微胶囊防伪油墨印刷的印品在印品上设计数字“ 1 ”和“ 0 ”两个图案，使用丝印方式印刷。其中数字“ 1，，使用 实施例1的防伪油墨印刷；数字“0”使用普通灰白色油墨，通过调整配方，在不加电场时，使 两种油墨印刷出的数字“1”和“0”颜色相同。对该印刷图案区域施加适当强度的电场，马 上可以看到数字“1”变为黑色，而数字“0”的颜色保持不变。撤消所施加电场后，重新施加 相同强度的反向电场，数字“1”恢复初始颜色；继续施加反向电场，数字“1”又会变为白色， 而数字“0”始终保持灰白色。实施例9 使用两种电泳微胶囊防伪油墨印刷的印品在印品上设计字母“A”和“B”两个图案。其中字母“A”使用实施例2的防伪油墨， 采用丝网方式印刷；字母“B”使用实施例3的防伪油墨，采用雕刻凹印方式印刷。未加电场 时，字母“A”和“B”分别显现灰白色和浅红色；对该印刷图案区域施加适当强度的电场，马 上可以看到字母“A”和“B”分别变为黑色和大红色，撤消所施加电场后，重新施加相同强度 的反向电场，字母“A”和“B”均恢复初始颜色；继续施加反向电场，字母“A”和“B”变为白 色。
权利要求
一种含有电泳微胶囊的防伪油墨，以所述油墨总重量计，该油墨中电泳微胶囊的含量为10-90％。
2.如权利要求1所述的防伪油墨，其中，所述电泳微胶囊的粒径为1-lOOym，壁厚为 0. 1-10 iim。
3.如权利要求2所述的防伪油墨，其中，所述电泳微胶囊的平均粒径为l-30i!m，壁厚 为 0. 1-5y m。
4.如权利要求1所述的防伪油墨，其中，该防伪油墨的原料还包括半透明或透明连接料。
5.如权利要求1所述的防伪油墨，其中，该防伪油墨的原料还包括半透明或透明调节剂。
6.如权利要求1-5任一项所述的防伪油墨，其中，所述防伪油墨是丝印油墨、凹印油 墨、平印油墨或凸印油墨。
7.如权利要求6所述的防伪油墨，其中，该防伪油墨是凹印油墨、平印油墨和凸印油 墨，以油墨总重量计，电泳微胶囊的含量为20-60%。
8.权利要求1-7任一项所述含有电泳微胶囊的防伪油墨在制作需要真实性识别的印 品中的应用，所述防伪油墨用于印品的至少部分防伪特征的印刷或涂布。
9.一种印品，该印品具有利用权利要求1-7任一项所述含有电泳微胶囊的防伪油墨印 刷形成的文字和/或图案，所述文字和/或图案在施加外电场后颜色发生明显变化。
10.如权利要求9所述的印品，其包括有价证券、票据、证卡、安全线、防伪标签或防伪 薄膜。
11.如权利要求9或10所述的印品，其中，所述文字和/或图案在施加外电场后颜色发 生明显变化是指对具有所述文字和/或图形的印刷区域施加电场，所述文字和/或图案颜 色会发生明显变化而不同于初始颜色，撤去电场后一定时间，或改为施加反向电场，该文字 和/或图案会恢复初始颜色；继续施加反向电场一定时间，该文字和/或图案颜色会再次变 化但不同于初始颜色。
12.如权利要求9所述的印品，其中，所述文字和/或图案是利用该防伪油墨、或者该防 伪油墨与同色普通油墨配对使用印刷形成的。
13.如权利要求9所述的印品，其中，该印品包含使用二种以上所述含有电泳微胶囊的 防伪油墨印刷在不同区域而形成的文字和/或图案。
全文摘要
本发明提供了一种含有电泳微胶囊的防伪油墨，以所述油墨总重量计，该油墨中电泳微胶囊的含量为10-90％，所述防伪油墨是丝印油墨、凹印油墨、平印油墨或凸印油墨等。利用该防伪油墨在需要防伪鉴别的物品上印刷的特征信息，施加电场后，该防伪油墨的印记产生变色效果并可保持一段时间，加反向电场后印记颜色立即恢复；继续施加反向电场一定时间，印记颜色会再次变化但不同于初始颜色。利用特定颜色的变化，可以实现印品真实性鉴别，并且该现象公众借助简单仪器即可鉴别，检测手段安全。本发明还提供了具有利用所述防伪油墨印刷形成的防伪识别特征的印品。
文档编号C09D11/02GK101831213SQ200910079860
公开日2010年9月15日 申请日期2009年3月13日 优先权日2009年3月13日
发明者吕建英, 周树荣, 李万里, 李晓伟, 郭钢锋, 高瑞, 黄和平 申请人:中国人民银行印制科学技术研究所;中国印钞造币总公司