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Die
vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen tintenstrahldruckfähige Medien.
Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung Wertzeichendokumente,
wie beispielsweise Pässe.
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Es
gibt zahlreiche Wertzeichendokumente, welche ein Papiersubstrat
aufweisen. Beispiele für Wertzeichendokumente
mit einem Papiersubstrat umfassen Zertifikate (z.B. Aktienzertifikate), übertragbare
Wertpapiere (z.B. Schecks), Pässe
und Visa. Ein Pass enthält
normalerweise ein oder mehrere Blatt Papier. Oft wird eine Fotografie
der Person, der der Pass ausgestellt wird, auf dem Papier angeordnet
und unter Verwendung eines transparenten Polymerfilms auf die Verwendungsstelle
laminiert. Einer der Nachteile dieser Konstruktion ist, dass die
Fotografie von der Seite erhöht
ist und durch einen geschickten Fälscher sorgfältig entfernt
und durch eine andere Fotografie ersetzt werden kann.
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Eine
häufige
Klage, die von Passinhabern vorgebracht wird, ist, dass die Fotografie
oft kein schmeichelhaftes Porträt
ist. Diese Klage ist so weit verbreitet, dass sich Schriftsteller
und Künstler,
die sich auf den Humor spezialisieren, mit diesem Thema befasst
haben. Zum Beispiel wurde ein Buch humorvoller Geschichten betitelt: „When You
Look Like Your Passport Picture it's Time to Come Home". Zum Glück für die Reisenden hat sich die
Digitalkameratechnologie in den letzten Jahren immer weiter verbreitet
und ist immer wirtschaftlicher geworden. Zum Beispiel verwenden
viele Porträtstudios
jetzt Digitalkameras.
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Wenn
ein Portrait mit einer Digitalkamera aufgenommen wird, sind die
Kosten für
das Herstellen von mehreren Aufnahmen sehr niedrig. Die niedrigen
Kosten erlauben es, mehrere Bilder aufzunehmen. Diese Bilder können alle
unverzüglich
auf einem Computerbildschirm angesehen werden, und die Person kann
die auswählen,
die ihr am besten gefallen. Die unschmeichelhaften Bilder können verworfen
werden, und die wünschenswerten
Bilder können
elektronisch gespeichert werden. Eine Hartkopie der wünschenswerten
Bilder kann durch Verwenden eines Druckers, zum Beispiel eines Tintenstrahldruckers,
ebenfalls erzeugt werden.
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In
den letzten Jahren sank der Preis für Tintenstrahldrucker drastisch.
Gleichzeitig hat sich die Qualität
der Bilder, die durch Tintenstrahldrucker erzeugt werden, erheblich
verbessert. Heutzutage kann ein Tintenstrahldrucker, der zum Erzeugen
von Bildern mit fotoähnlicher
Qualität
imstande ist, bei jedem Elektronikgroßhändler gekauft werden.
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WO
95/30547 offenbart Bildfixieraufbauten, die einen Träger, eine
Tintenaufnahmeschicht, die ein aufgenommenes Bild enthält, und
eine transparente Schutzharzfolie aufweisen. Ein Aufzeichnungsmedium,
das ein Substrat und eine Tintenaufnahmeschicht aufweist, wird in
EP-A-0 350 257 beschrieben.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen einen Tintenstrahlbildfixieraufbau.
Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung Wertzeichendokumente,
wie beispielsweise Pässe.
Die Erfindung ist an eine Klasse von Tinte aufnehmenden, durchscheinenden
Beschichtungsmaterialien gerichtet, welche auf papierbasierte Dokumente,
einschließlich Wertzeichendokumente,
aufgetragen werden können,
um nach der Verarbeitung ein robustes, dauerhaftes, hochwertiges
und fälschungssicheres
Bild bereitzustellen.
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Tintenaufnahmemedien
gemäß der vorliegenden
Erfindung weisen ein Substrat, eine Tintenaufnahmeschicht auf dem
Substrat, die mehrere hydrophile organische Partikel umfasst und
einen oder mehr Vorsprünge
bildet, und ein Laminat auf, das auf der Bildaufnahmeschicht angeordnet
ist, wobei das Laminat sich durch die Bildaufnahme schicht erstreckt,
um das Substrat zu berühren.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform umfasst die Tintenaufnahmeschicht
mehrere vernetzte Poly(vinylpyrrolidon)-Partikel. In einer verwendbaren
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung definieren die Partikel der Tintenaufnahmeschicht
Zwischenräume. In
einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung definieren die Partikel der Tintenaufnahmeschicht
mehrere kurvige Bahnen, welche sich zwischen einer ersten Hauptoberfläche und
einer zweiten Hauptoberfläche
der Tintenaufnahmeschicht erstrecken. Es wird angenommen, dass die
mehreren kurvigen Bahnen es einem flüssigen Vehikel der Tintenzusammensetzung
möglicherweise
erlauben, durch die Tintenaufnahmeschicht durchzutreten, um durch
das Substrat weggetragen zu werden. In einer besonders bevorzugten
Ausführungsform
ist die Tintenaufnahmeschicht zum Erfassen des Großteils der Tintenfärbemittel
in der Nähe
einer ersten Hauptoberfläche
der Tintenaufnahmeschicht imstande, während sie den Großteil eines
flüssigen
Vehikels der Tinte durch die Tintenaufnahmeschicht durchtreten und
durch das Substrat weggetragen werden lässt.
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In
einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird ein Laminat auf die erste Hauptoberfläche der
Tintenaufnahmeschicht heiß geschweißt. In einer
bevorzugten Ausführungsform
weist die Tintenaufnahmeschicht eine Dicke von zwischen etwa 2 μm und etwa
100 μm trocken
auf. In einer mehr bevorzugten Ausführungsform weist die Tintenaufnahmeschicht
eine Dicke von zwischen etwa 5 μm
und etwa 50 μm
auf. Es wird angenommen, dass eine Tintenaufnahmeschicht gemäß diesen
bevorzugten Ausführungsformen
Material vom Laminat durch die Tintenaufnahmeschicht durchströmen und
sich an das Substrat binden lässt.
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Tintenaufnahmezusammensetzungen
gemäß der vorliegenden
Erfindung sind verwendbar, um Papier derart zu modifizieren, dass
es bedruckbar gemacht wird, um mit wässri gen Tinten, insbesondere
von einem Tintenstrahldrucker, ein annehmbares Bild zu erhalten.
Bilder, die auf Papier gedruckt werden, auf das die Tintenaufnahmezusammensetzung aufgetragen
wurde, weisen im Vergleich zu gedruckten Bildern auf Papier ohne
die Tintenaufnahmezusammensetzung eine ausgezeichnete Bildqualität auf. Die
Tintenaufnahmezusammensetzung dieser Erfindung ist insbesondere
für Wertzeichendokumente
und andere Anwendungen verwendbar, bei welchen ein heiß verschweißbares Laminat
auf den Abbildungsgegenstand zu kleben ist.
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Eine
Mehrschichtstruktur gemäß der vorliegenden
Erfindung enthält
ein Substrat und eine Tintenaufnahmeschicht, welche einen oder mehr
Vorsprünge
aufweist und auf einer oberen Oberfläche des Substrats aufliegt.
Die Mehrschichtstruktur enthält
auch ein Laminat mit einer oberen Schicht und einer unteren Schicht.
Das Material der unteren Schicht des Laminats erstreckt sich zwischen
den Vorsprüngen
der Tintenaufnahmeschicht und berührt die obere Oberfläche des
Substrats.
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1 ist
eine Querschnittansicht einer Mehrschichtstruktur;
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2 ist
eine Querschnittansicht einer Mehrschichtstruktur gemäß einer
zusätzlichen
beispielhaften Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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3 und 4 sind
auseinander gezogene Querschnittansichten eines Aufbaus, welcher
verwendet werden kann, um die Struktur von 2 herzustellen.
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Die
folgende ausführliche
Beschreibung sollte unter Bezugnahme auf die Zeichnung gelesen werden.
Die Zeichnung ist schematischer Beschaffenheit und nicht unbedingt
maßstabsgetreu.
Es werden Beispiele für
Konstruktionen, Materialien, Abmessungen und Herstellungsprozesse
für verschiedene
Elemente bereitgestellt.
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Für die Fachleute
ist zu erkennen, dass viele der bereitgestellten Beispiele geeignete
Alternativen aufweisen, welche verwendet werden können.
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1 ist
eine Querschnittansicht einer Mehrschichtstruktur 20 gemäß der vorliegenden
Erfindung. Die Mehrschichtstruktur 20 enthält ein Substrat 22 und
ein Laminat 24, das auf dem Substrat 22 aufliegt.
Eine Tintenaufnahmeschicht 26 ist zwischen dem Substrat 22 und
dem Laminat 24 angeordnet. Die Tintenaufnahmeschicht 26 weist
eine erste Hauptoberfläche 30 und
eine zweite Hauptoberfläche 28 auf.
Ein gedrucktes Bild 32, das eine Tinte 34 umfasst,
ist in unmittelbarer Nähe
der Tintenaufnahmeschicht 26 angeordnet. In einer bevorzugten
Ausführungsform
bildet die Mehrschichtstruktur 20 einen Teil eines Wertzeichendokuments,
welches robust, haltbar und fälschungssicher
ist. Ebenfalls in einer bevorzugten Ausführungsform ist eine sichere
Verbindung zwischen dem Substrat 22, der Tintenaufnahmeschicht 26 und
dem Laminat 24 ausgebildet. In dieser bevorzugten Ausführungsform
reißt
das Substrat 22, und/oder das gedruckte Bild 32 teilt
sich in zwei oder mehr Teile, wenn ein Fälscher versucht, die Komponenten
der Mehrschichtstruktur 20 zu trennen.
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2 ist
eine Querschnittansicht einer zusätzlichen Ausführungsform
einer Mehrschichtstruktur 120 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung. Die Mehrschichtstruktur 120 enthält ein Substrat 122 und
eine Tintenaufnahmeschicht 126, welche auf einer oberen
Oberfläche 140 des
Substrats 122 aufliegt. In der Ausführungsform von 2 umfasst
die Tintenaufnahmeschicht 126 einen der mehr Vorsprünge 130.
Die Tintenaufnahmeschicht 126 kann durch selektives Auftragen einer
Beschichtungslösung
auf eine obere Oberfläche 140 des
Substrats 122 gebildet werden. Verfahren, welche verwendet
werden können,
um einen Vorsprung oder Vorsprünge 130 der
Tintenaufnahmeschicht 126 zu bilden, umfassen Rotationstiefdruck
und Sieb druck, Die Mehrschichtstruktur 120 enthält auch
ein Laminat 124 mit einer oberen Schicht 132 und
einer unteren Schicht 134. In einer bevorzugten Ausführungsform
umfasst die untere Schicht 134 ein verbindendes Material,
das sich mit der oberen Oberfläche 140 gut
verbindet. Beispiele für
verbindende Materialien, welche bei einigen Anwendungen geeignet
sein können,
umfassen funktionalisierte Olefine, umfassen anhydridmodifizierte
Polypropylene, säuremodifizierte
Polyolefine und säure/anhydridmodifizierte
Polyolefine. Beispiele für
im Handel erhältliche
Materialien, welche bei einigen Anwendungen geeignet sein können, umfassen
das Ethylenvinylacetatpolymer ELVAX 3175 und das säure/acrylatmodifizierte
Ethylenvinylacetatpolymer BYNEL 3101, das Harzmodifikationsmittel
ELVALOY 741 und den polymeren Haftverbesserer FUSABOND, welche alle
von der E. I. DuPont de Nemours and Company in Wilmington, Delaware,
im Handel erhältlich
sind. In dieser bevorzugten Ausführungsform
können
Wärme und
Druck verwendet werden, um das Laminat 124 an das Substrat 122 und/oder die
Tintenaufnahmeschicht 122 zu binden. In der Ausführungsform
von 2 erstreckt sich das Material der unteren Schicht 134 zwischen
dem Vorsprung oder den Vorsprüngen 130 und
berührt
die obere Oberfläche 140 des
Substrats 122.
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In
einer verwendbaren Ausführungsform
beträgt
das Verhältnis
des Bereichs der oberen Oberfläche 140 des
Substrats 122, der nicht durch einen Vorsprung oder Vorsprünge 130 bedeckt
ist, zu dem Bereich der oberen Oberfläche 140 des Substrats 122,
der durch einen Vorsprung oder Vorsprünge 130 bedeckt ist,
zwischen etwa 0,02 und etwa 4. In einer bevorzugten Ausführungsform
beträgt
das Verhältnis des
Bereichs der oberen Oberfläche 140 des
Substrats 122, der nicht durch einen Vorsprung oder Vorsprünge 130 bedeckt
ist, zu dem Bereich der oberen Oberfläche 140 des Substrats 122,
der durch einen Vorsprung oder Vorsprünge 130 bedeckt ist,
zwischen etwa 0,05 und etwa 2. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform
beträgt
das Verhältnis des
Bereichs der oberen Oberfläche 140 des
Substrats 122, der nicht durch einen Vorsprung oder Vorsprünge 130 bedeckt
ist, zu dem Bereich der oberen Oberfläche 140 des Substrats 122,
der durch einen Vorsprung oder Vorsprünge 130 bedeckt ist,
zwischen etwa 0,15 und etwa 1. In jeder der bevorzugten Ausführungsformen
dieses Absatzes gilt das Verhältnis
für eine „Region" des Substrats, wobei
es sich von selbst versteht, dass es sein kann, dass ein beträchtlicher
Bereich außerhalb
der „Region" möglicherweise
nicht durch Vorsprünge
bedeckt wird, wenn die gewünschten
Vorteile der vorliegenden Erfindung außerhalb der Region nicht gewünscht werden.
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3 ist
eine auseinander gezogene Querschnittansicht eines Aufbaus 142.
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Der
Aufbau 142 enthält
ein Laminat 124, ein Substrat 122 und eine Tintenaufnahmeschicht 126, die
auf der oberen Oberfläche 140 des
Substrats 122 aufliegt. In der Ausführungsform von 3 umfasst die
Tintenaufnahmeschicht 126 einen oder mehr Vorsprünge 130.
Das Laminat 124 weist eine obere Schicht 132 und
eine untere Schicht 134 auf. Wie bereits erwähnt, umfasst
die untere Schicht 134 vorzugsweise ein verbindendes Material,
das sich mit der oberen Oberfläche 140 gut
verbindet.
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In
einem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung
kann der Aufbau 142 verwendet werden, um die Mehrschichtstruktur 120 von 2 herzustellen.
In einem bevorzugten Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung
werden Wärme
und/oder Druck verwendet, um das Laminat 124 an das Substrat 122 und/oder
die Tintenaufnahmeschicht 122 zu binden. In diesem bevorzugten
Verfahren fließt
das Material der unteren Schicht 134 vorzugsweise zwischen
den Vorsprung oder die Vorsprünge 130 und
berührt
die obere Oberfläche 140 des
Substrats 122.
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4 ist
eine auseinander gezogene Querschnittansicht eines Aufbaus 144.
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Der
Aufbau 144 enthält
ein Substrat 122 und ein Laminat 124, das eine
obere Schicht 132 und eine untere Schicht 134 aufweist.
Wie bereits erwähnt,
umfasst die untere Schicht 134 vorzugsweise ein verbindendes
Material, das sich mit der oberen Oberfläche 140 gut verbindet.
Der Aufbau 144 enthält auch
eine Tintenaufnahmeschicht 126, die auf der unteren Oberfläche 146 des
Laminats 124 aufliegt. In der Ausführungsform von 4 weist
die Tintenaufnahmeschicht 126 einen oder mehr Vorsprünge 130 auf.
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In
einem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung
kann der Aufbau 144 verwendet werden, um die Mehrschichtstruktur 120 von 2 herzustellen.
In einem bevorzugten Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung
werden Wärme
und Druck verwendet, um das Laminat 124 an das Substrat 122 zu binden.
In diesem bevorzugten Verfahren fließt das Material der unteren
Schicht 134 vorzugsweise zwischen den Vorsprung oder die
Vorsprünge 130 und berührt die
obere Oberfläche 140 des
Substrats 122.
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Substrat
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In
einer verwendbaren Ausführungsform
umfasst das Substrat 22 ein poröses Material. In einer bevorzugten
Ausführungsform
umfasst das Substrat 22 ein Papier, wie beispielsweise
ein Passpapier. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform
umfasst das Substrat 22 Passpapier mit einem oder mehr
Sicherheitsmerkmalen. Passpapiere mit Sicherheitsmerkmalen, welche
bei einigen Anwendungen geeignet sein können, sind im Handel von Jon. Enschede
en Zohnen Grafishe Inrichting B. V. in Haarlem, Niederlande, erhältlich.
In einer bevorzugten Ausführungsform
enthält
das Substrat 22 eine oder mehr Sicherheitsmarkierungen.
Beispiele für
Sicherheitsmarkierungen, welche bei einigen Anwendungen geeignet
sein können,
umfassen komplexe Druckmuster, Mikrodruckkennzeichnungen, Wassermarken
und UV-Fluoreszenzfasern.
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Tintenaufnahmeschicht
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Die
Tintenaufnahmeschicht 26 umfasst mehrere hydrophile organische
Partikel.
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Geeignete
hydrophile organische Partikel umfassen wasserquellfähige, aber
vorzugsweise bei etwa 25°C
nicht wasserlösliche,
vernetzte Homopolymere und Copolymere von N-vinyllactamen, wie beispielsweise
Homopolymere und Copolymere von N-vinylpyrrolidon und Homopolymere
und Copolymere von N-vinylcaprolactam, Homopolymere und Copolymere
von N-vinylimidazolen, Homopolymere und Copolymere von Vinylpyridin
und Ersatzderivate davon. Homopolymere und Copolymere von N-vinyllactamen und
N-vinylimidazolen werden bevorzugt. Vernetzte Partikel von Poly(N-vinylpyrrolidon)
und Poly(N-vinylimidazol) werden am meisten bevorzugt.
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Vernetzte
Poly(vinylpyrrolidon)-Partikel sind von der BASF Corporation in
Ludwigshafen, Deutschland, erhältlich,
welche sie zum Beispiel mit den Handelsbezeichnungen LUVICROSS und
LUVICROSS M. kennzeichnet. Vernetzte Poly(vinylpyrrolidon)-Partikel
sind im Handel auch von der International Specialty Products in
Wayne, New Jersey, USA, erhältlich,
welche sie zum Beispiel mit der Handelsbezeichnung POLYPLASDONE,
POLYCLAR und DIVERGAN kennzeichnet. Vernetzte Vinylpyrrolidon-Vinylimidazol-Copolymerpartikel
sind von der BASF Corporation in Ludwigshafen, Deutschland, erhältlich,
welche diese zum Beispiel mit den Handelsbezeichnungen LUVICROSS
VI und LUVICROSS VI-M kennzeichnet. Ein verwendbarer mittlerer Partikeldurchmesser
für organische
Partikel liegt zwischen etwa 0,1 μm
und etwa 400 μm.
Ein bevorzugter mittlerer Partikeldurchmesser für organische Partikel liegt
zwischen etwa 0,5 μm
und etwa 100 μm.
Ein mehr bevorzugter mittlerer Partikeldurchmesser für organische
Partikel liegt zwischen etwa 1 μm
und etwa 30 μm.
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In
einer verwendbaren Ausführungsform weisen
die organischen Partikel die Kapazität auf, Tinte zu absorbieren.
In einer bevorzugten Ausführungsform
weisen die organischen Partikel die Kapazität auf, Tintenfärbemittel
zu fixieren. Beispiele für Tintenfärbemittel
umfassen Farbstoffe und Pigmentsuspensionen. Da die Tintenabsorptionskapazität mit der
Zusammensetzung der Tinte, die absorbiert wird, variieren kann,
werden bevorzugte Absorptionskapazitäten im Sinne der Wasserabsorptionskapazität beschrieben.
In einer bevorzugten Ausführungsform weisen
die organischen Partikel eine Wasserabsorptionskapazität von zwischen
40 ml/g und 0,1 ml/g auf. In einer mehr bevorzugten Ausführungsform
weisen die organischen Partikel eine Wasserabsorptionskapazität von zwischen
20 ml/g und 0,2 ml/g auf. In einer noch mehr bevorzugten Ausführungsform
weisen die organischen Partikel eine Wasserabsorptionskapazität von zwischen
10 ml/g und 0,5 ml/g auf.
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In
einer besonders bevorzugten Ausführungsform
umfasst die Tintenaufnahmeschicht 26 vernetzte Poly(vinylpyrrolidon)-Partikel.
Diese Partikel sind imstande, an einem Substrat zu kleben, das Passpapier
umfasst. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Tintenaufnahmeschicht 26 im
Allgemeinen porös.
Zum Beispiel kann die Tintenaufnahmeschicht 26 mehrere
vernetzte Poly(vinylpyrrolidon)-Partikel umfassen, die mehrere Zwischenräume definieren.
In einer mehr bevorzugten Ausführungsform
definiert die Tintenaufnahmeschicht 26 mehrere kurvige
Bahnen. In dieser mehr bevorzugten Ausführungsform sind mehrere kurvige
Bahnen vorzugsweise in Flüssigkeitsverbindung
mit der ersten Hauptoberfläche 30 der
Tintenaufnahmeschicht 26. In einer besonders vorteilhaften
Ausführungsform
erstrecken sich mehrere der kurvigen Bahnen zwischen der ersten
Hauptoberfläche 30 der
Tintenaufnahmeschicht 26 und der zweiten Hauptoberfläche 28 der
Tintenaufnahmeschicht 26. Es wird angenommen, dass die mehreren
kurvigen Bahnen ein flüssigen
Vehikelanteil der Tinte 34 möglicherweise durch die Tintenaufnahmeschicht 26 durchtreten
lassen, um durch das Substrat 22 weggetragen zu werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform
ist die Tintenaufnahmeschicht 26 imstande, die Tintenfärbemittel
in der Nähe
der ersten Hauptfläche 30 der
Tintenaufnahmeschicht 26 zu erfassen, während sie das flüssige Vehikel
der Tinte durch die Tintenaufnahmeschicht 26 durchtreten
und durch das Substrat 22 weggetragen werden lässt.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
weist die Tintenaufnahmeschicht 26 eine Dicke von zwischen
etwa 2 μm
und etwa 100 μm
trocken auf. In einer mehr bevorzugten Ausführungsform weist die Tintenaufnahmeschicht 26 eine
Dicke von zwischen etwa 5 μm
und etwa 50 μm
trocken auf. Es wird angenommen, dass eine Tintenaufnahmeschicht 26 gemäß diesen
bevorzugten Ausführungsformen
Material vom Laminat 24 möglicherweise durch die Tintenaufnahmeschicht 26 fließen und
sich mit dem Substrat 22 verbinden lässt.
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In
einigen Anwendungen ist es nützlich,
die Dicke der Tintenaufnahmeschicht 26 basierend auf einer
gewünschten
Partikelgröße für die Anwendung auszuwählen. In
einer verwendbaren Ausführungsform
weist die Tintenaufnahmeschicht 26 eine Dicke von zwischen
etwa 1 mittleren Partikeldurchmesser und etwa 10 mittleren Partikeldurchmessern
auf. In einer bevorzugten Ausführungsform
weist die Tintenaufnahmeschicht 26 eine Dicke von zwischen
etwa 1 mittleren Partikeldurchmesser und etwa 5 mittleren Partikeldurchmessern
auf. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist die Tintenaufnahmeschicht 26 eine
Dicke von zwischen etwa 1 mittleren Partikeldurchmesser und etwa
2,5 mittleren Partikeldurchmessern auf.
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Die
Tintenaufnahmeschicht 26 kann ein oder mehr Bindemittel
enthalten, um dabei zu helfen, die Partikel am Substrat, am Laminat
und aneinander zu halten. Eine verwendbare Ausführungsform der Tintenaufnahmeschicht 26 umfasst
im Allgemeinen weniger als etwa 60 Gew.-% Bindemittel. Vorzugsweise umfasst
die Tintenaufnahmeschicht 26 weniger als etwa 50 Gew.-%
Bindemittel. Insbesondere umfasst die Tintenaufnahmeschicht 26 weniger
als etwa 40 Gew.-% Bindemittel. Bevorzugte Bindemittel sind in ihrem
lösemittelfreien
Zustand im Wesentlichen wasserunlöslich.
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Verwendbare
Bindemittel weisen Glasübergangstemperaturen
zwischen etwa –125°C und 125°C auf. Bevorzugte
Bindemittel weisen Glasübergangstemperaturen
zwischen etwa –50°C und 55°C auf. Mehr
bevorzugte Bindemittel weisen Glasübergangstemperaturen zwischen
etwa –30°C und 30°C auf.
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Bevorzugte
Bindemittel sind Polymere, welche Ethylen und/oder Vinylacetat umfassen.
Mehr bevorzugte Bindemittel umfassen Copolymere von Ethylen, Vinylacetat
und ein Monomer mit Säurefunktionalität (z.B.
Acrylsäure,
Methacrylsäure).
Beispiele für
im Handel erhältliche
Bindemittel, welche bei einigen Anwendungen geeignet sein können, umfassen AIRFLEX
426 (64% Feststoffgehalt), HYCAR 26084 (48% Feststoffgehalt), VYCAR
460X46 (49% Feststoffgehalt), RHOPLEX B-60A (46% Feststoffgehalt) und
RHOPLEX AC-1230M (46% Feststoffgehalt). AIRFLEX 426 ist eine Ethylen-Vinylacetat-Latexbindemittelemulsion,
die von Air Products and Chemicals in Allentown, Pennsylvania, USA,
erhältlich
ist. HYCAR 26084 und VYCAR 460X46 sind Acryl- und Vinylchlorid-Latexbindemittelemulsionen,
die von der B. F. Goodrich Co. in Philadelphia, Pennsylvania, USA,
erhältlich
sind. RHOPLEX B-60A und RHOPLEX AC-1230M sind Acryllatexbindemittelemulsionen,
die von der Rohm and Haas Company in Philadelphia, Pennsylvania,
USA, erhältlich
sind.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
enthält
die Tintenaufnahmeschicht ein oder mehr verborgene Markierungen,
welche verwendet werden können,
um die Authentizität
der Mehrschichtstruktur 20 zu überprüfen. Beispiele für verborgene
Markierungen umfassen UV-Fluoreszenzfasern,
UV-Fluoreszenzfarbstoffe und Farbverschiebungspigmente. Ebenfalls
in einer bevorzugten Ausführungsform
ist die Tintenaufnahmeschicht 26 im Wesentlichen optisch transparent.
Eine Tintenaufnahmeschicht 26, welche im Wesentlichen optisch
transparent ist, hat den Vorteil, dass die Sicherheitsmarkierungen
des Substrats 22 durch die Tintenaufnahmeschicht 26 gesehen
werden können.
Beispiele für
Sicherheitsmarkierungen, welche bei einigen Anwendungen geeignet
sein können,
umfassen komplexe Druckmuster, Mikrodruckkennzeichnungen, Wassermarken und
UV-Fluoreszenzfasern.
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Es
ist zu erkennen, dass die Tintenaufnahmeschicht 26 auch
verschiedene Zusatzstoffe enthalten kann.
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Beispiele
für Zusatzstoffe,
welche bei einigen Anwendungen geeignet sein können, umfassen Farbstoffe,
Färbemittel,
Pigmente, Füllmittel,
Gleitmittel, Antioxidationsmittel, UV-Licht-Stabilisatoren, Wärmestabilisatoren,
oberflächenaktive
Stoffe, Entschäumungsmittel,
Viskositätsmodifizierungsmittel und
dergleichen.
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In
einer verwendbaren Ausführungsform weist
die Tintenaufnahmeschicht ein Gewicht zwischen etwa 0,5 und etwa
250 g/m2 auf. In einer bevorzugten Ausführungsform
weist die Tintenaufnahmeschicht ein Gewicht zwischen etwa 1 und
etwa 100 g/m2 auf. In einer besonders bevorzugten
Ausführungsform
weist die Tintenaufnahmeschicht ein Gewicht zwischen etwa 2 und
etwa 50 g/m2 auf. Es ist zu erkennen, dass
das Beschichtungsgewicht in Abhängigkeit
von Füllmitteln,
anorganischen Materialien, Zusatzstoffen usw. variieren kann.
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Beim
Mustern der Tintenaufnahmeschicht 126 können verschiedene Tintenaufnahmematerialien
verwendet werden. Beispiele für
Materialien, welche bei einigen Anwendungen geeignet sein können, umfassen
Vinylpyrrolidonhomopolymere und -copolymere und Ersatzderivate davon;
Vinylacetatcopolymere (z.B. Copolymere von Vinylpyrrolidon und Vinylacetat;
Copolymere von Vinylacetat und Acrylsäure usw.) und Hydrolysederivate
davon; Polyvinylalkohol; Acrylsäurehomopolymere
und -copolymere; Acrylamidhomopolymere und -copolymere; Cellulosepolymere;
Styrolcopolymere mit Allylalkohol, Acrylsäure und/oder Maleinsäure oder
Ester davon; Alkylenoxidpolymere und -copolymere; Gelatine und modifizierte
Gelatine; Polysaccharide und dergleichen, wie in US-Patent Nr. 5,766,398;
4,775,594; 5,126,195 und 5,198,306 offenbart. Vinylpyrrolidonhomopolymere
und -copolymere werden bevorzugt. Vernetzte Vinylpyrrolidonhomopolymere
und -copolymere werden besonders bevorzugt. Wahlweise kann das Tintenaufnahmematerial 126 anorganische
Materialien (z.B. Aluminiumoxid- und Siliciumdioxidpartikel) enthalten.
Außerdem
können
Mischungen, welche aus einem der zuvor erwähnten Materialien bestehen,
verwendet werden. Wahlweise kann das Tintenaufnahmematerial 126 auch
Zusatzstoffe enthalten, welche dem Bild eine visuelle Eigenschaft
verleihen. Solche Zusatzstoffe umfassen Schimmer, Glasbläschen, Pigmente,
Glimmer, UV-Absorptionsmittel und -Stabilisatoren usw.
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Beschichtungslösung und
-verfahren
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Die
Tintenaufnahmeschicht 26, 126 kann unter Verwendung
verschiedener Verfahren gebildet werden, ohne vom Geist und Rahmen
der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
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Beispiele
für Druckverfahren,
welche bei einigen Anwendungen geeignet sein können, umfassen Siebdruck und
Rotationstiefdruck.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird die Beschichtungslösung selektiv auf das Substrat 22, 122 aufgetragen,
um ein Muster von Vorsprüngen
zu bilden. Bei diesem Verfahren können die rheologischen Eigenschaften
der Beschichtungslösung
derart eingestellt werden, dass es unwahrscheinlich ist, dass die
Beschichtungslösung
einen gleichförmigen Film über das
Substrat bildet. Eine Beschichtungslösung, die in Verbindung mit
diesem bevorzugten Verfahren verwendet wird, kann vorzugsweise ein
Verdickungsmittel enthalten. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform
kann das Verdickungsmittel ausgewählt werden, um eine Kombination
von hoher Viskosität
bei niedrigen Schergeschwindigkeiten und niedriger Viskosität bei hohen
Schergeschwindigkeiten bereitzustellen. Beispiele für Verdickungsmittel, welche
bei einigen Anwendungen geeignet sein können, umfassen: Stärke, Gummiarabikum,
Guargummi und Carboxymethylcellulose.
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Eine
Beschichtungslösung
gemäß der vorliegenden
Erfindung kann verschiedene Materialien umfassen. Die Beschichtungslösung umfasst
ein Lösemittel
und mehrere hydrophile organische Partikel.
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Wenn
die Beschichtung auf das Substrat 22, 122 aufgetragen
wird, um ein Muster von Vorsprüngen
zu bilden, sind die Vorsprünge
vorzugsweise breiter als die Partikel. Die Partikel sind auch vorzugsweise
im Lösemittel
unlöslich.
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Geeignete
hydrophile organische Partikel umfassen vernetzte Homopolymere und
Copolymere von N-vinyllactamen,
wie beispielsweise Homopolymere und Copolymere von N-vinylpyrrolidon
und Homopolymere und Copolymere von N-vinylcaprolactam, Homopolymere
und Copolymere von N-vinylimidazolen, Homopolymere und Copolymere
von Vinylpyridin und Ersatzderivate davon. Homopolymere und Copolymere
von N-vinyllactamen und N-vinylimidazolen
werden bevorzugt. Vernetzte Partikel von Poly(N-vinylpyrrolidon)
und Poly(N-vinylimidazol) werden am meisten bevorzugt.
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Die
Beschichtungslösung
kann verschiedene Lösemittel
enthalten. In einer bevorzugten Ausführungsform werden das Lösemittel
und die Partikel der Beschichtungslösung derart ausgewählt, dass die
Partikel im Lösemittel
im Wesentlichen unlöslich sind.
Wünschenswerte
Lösemittel
umfassen Wasser und/oder Glycolether (z.B. Diethylenglycol).
-
Bei
einigen Anwendungen kann es vorteilhaft sein, einen oberflächenaktiven
Stoff in die Beschichtungslösung
einzubinden, um die Benetzung des Substrats zu fördern. Beispiele für oberflächenaktive
Stoffe, welche bei einigen Anwendungen geeignet sein können, umfassen
anionische oberflächenaktive
Stoffe, kationische oberflächenaktive Stoffe,
nicht ionische oberflächenaktive
Stoffe und zwitterionische oberflächenaktive Stoffe. Beispiele für Handelsbezeichnungen
von oberflächenaktiven Stoffen
umfassen ZONYL und FLUORAD. ZONYL FSN ist eine Handelsbezeichnung
für einen
fluorierten oberflächenaktiven
Stoff, der von der E. I. Du Pont de Nemours Corporation in Wilmington,
Delaware, USA, erhältlich
ist. FLUORAD FC-754 WELL STIMULATION ADDITIVE ist eine Handelsbezeichnung
für einen
fluorierten oberflächenaktiven
Stoff, der von der Minnesota Mining and Manufacturing (3M Company)
in St. Paul, Minnesota USA, erhältlich
ist.
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Die
Menge des oberflächenaktiven
Stoffes kann ausgewählt
werden, um die gewünschten
Benetzungscharakteristiken zu erhalten. Eine verwendbare Benetzung
kann erhalten werden, wenn die Oberflächenspannung der Beschichtungslösung im Allgemeinen
ge ringer als die Benetzungsspannung des Substratmaterials ist. Eine
vorteilhafte Benetzung kann erhalten werden, wenn die Oberflächenspannung
der Beschichtungslösung
um eine Differenz von etwa 5 mJ/m2 oder
mehr geringer als die Benetzungsspannung des Substratmaterials ist.
Eine besonders vorteilhafte Benetzung kann erhalten werden, wenn
die Oberflächenspannung
der Beschichtungslösung
um eine Differenz von etwa 10 mJ/m2 oder
mehr geringer als die Benetzungsspannung des Substratmaterials ist.
Als Beispiel weist unbehandeltes Polypropylen normalerweise eine
Oberflächenspannung
von etwa 29 mJ/m2 auf. Eine entsprechende
verwendbare Beschichtungslösung
gemäß der vorliegenden
Erfindung weist eine Oberflächenspannung
von weniger als etwa 29 mJ/m2 auf. Eine
bevorzugte Beschichtungslösung
gemäß der vorliegenden Erfindung
weist eine Oberflächenspannung
von weniger als etwa 24 mJ/m2 auf. Eine
besonders bevorzugte Beschichtungslösung gemäß der vorliegenden Erfindung
weist eine Oberflächenspannung
von weniger als etwa 19 mJ/m2 auf.
-
Verwendbare
oberflächenaktive
Stoffe zur Anwendung durch Siebdruck können kationisch, anionisch
oder nicht ionisch sein. Ein bevorzugter oberflächenaktiver Stoff zur Anwendung
durch Siebdruck ist ein kationischer oberflächenaktiver Stoff. Eine verwendbare
Lösung
zur Anwendung durch Siebdruck kann zwischen etwa 0% und etwa 50%
Glycolether umfassen. Eine bevorzugte Lösung zur Anwendung durch Siebdruck
kann zwischen etwa 5% und etwa 40% Glycolether umfassen. Eine besonders
bevorzugte Lösung
zur Anwendung durch Siebdruck kann zwischen etwa 10% und etwa 35%
Glycolether umfassen.
-
Ein
Verfahren gemäß der vorliegenden
Erfindung kann einen Oberflächenbehandlungsschritt
umfassen, um die Benetzungsspannung des Substratmaterials zu ändern. Beispiele
für Oberflächenbehandlungsverfahren,
welche bei einigen Anwendungen geeignet sein können, umfassen Plasmabehandlung,
Koronabehandlung, chemische Behandlung und Flammenbehandlung. Flammenbehandlungsge räte, welche
bei einigen Anwendungen geeignet sein können, sind von der Flynn Burner
Corporation in New Rochelle, New York, USA; der Aerogon Company
Ltd. in Alton, Großbritannien,
und der Sherman Treaters Ltd. in Thame, Großbritannien, im Handel erhältlich.
Koronabehandlungsgeräte,
welche bei einigen Anwendungen geeignet sein können, sind von der Enercon
Industries Corporation in Menomonee Falls, Wisconsin, USA; Pillar
Technologies in Hartland, Wisconsin, USA, und der Corotec Corporation
in Farmington, Connecticut, USA, im Handel erhältlich.
-
Wie
bereits erwähnt,
enthält
die Beschichtungslösung
mehrere hydrophile organische Partikel. Geeignete hydrophile organische
Partikel umfassen vernetzte Homopolymere und Copolymere von N-vinyllactamen,
wie beispielsweise Homopolymere und Copolymere von N-vinylpyrrolidon
und Homopolymere und Copolymere von N-vinylcaprolactam, Homopolymere
und Copolymere von N-vinylimidazolen, Homopolymere
und Copolymere von Vinylpyridin und Ersatzderivate davon. Homopolymere
und Copolymere von N-vinyllactamen und N-vinylimidazolen werden
bevorzugt. Vernetzte Partikel von Poly(N-vinylpyrrolidon) und Poly(N-vinylimidazol)
werden am meisten bevorzugt.
-
Vernetzte
Poly(vinylpyrrolidon)-Partikel sind von der BASF Corporation in
Ludwigshafen, Deutschland, erhältlich,
welche sie zum Beispiel mit den Handelsbezeichnungen LUVICROSS und
LUVICROSS M. kennzeichnet. Vernetzte Poly(vinylpyrrolidon)-Partikel
sind im Handel auch von der International Specialty Products in
Wayne, New Jersey, USA, erhältlich,
welche sie zum Beispiel mit der Handelsbezeichnung POLYPLASDONE,
POLYCLAR und DIVERGAN kennzeichnet. Vernetzte Vinylpyrrolidon-Vinylimidazol-Copolymerpartikel
sind von der BASF Corporation in Ludwigshafen, Deutschland, erhältlich,
welche diese zum Beispiel mit den Handelsbezeichnungen LUVICROSS
VI und LUVICROSS VI-M kennzeichnet. Ein verwendbarer mittlerer Partikeldurchmesser
für organische
Partikel liegt zwischen etwa 0,1 μm
und etwa 400 μm.
Ein bevorzugter mittlerer Partikeldurchmesser für organische Partikel liegt
zwischen etwa 0,5 μm
und etwa 100 μm.
Ein mehr bevorzugter mittlerer Partikeldurchmesser für organische
Partikel liegt zwischen etwa 1 μm
und etwa 30 μm.
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Druckbild
-
In
einer bevorzugten Ausführungsform
ist die Tintenaufnahmeschicht 26, 126 imstande,
ein Druckbild aufzunehmen, welches wässrige Tinte umfasst. In einem
bevorzugten Verfahren wird das Bild unter Verwendung eines Tintenstrahldruckverfahrens
auf die Tintenaufnahmeschicht 26, 126 gedruckt.
Es können
auch andere Druckverfahren verwendet werden. Beispiele für Druckverfahren,
welche bei einigen Anwendungen geeignet sein können, umfassen Laserdruck,
Tiefdruck, Offsetdruck, Seidensiebdruck, elektrostatischen Druck
und flexografischen Druck.
-
In
einer bevorzugten Ausführungsform
gemäß der vorliegenden
Erfindung wird das Druckbild 32 unter Verwendung eines
Tintenstrahldruckverfahrens auf die Tintenaufnahmeschicht 26, 126 aufgetragen.
Ein Vorteil des Tintenstrahldruckverfahrens ist, dass Tintenstrahldruckgeräte leicht
zu niedrigen Kosten erhältlich
sind. Ein zweiter Vorteil des Tintenstrahldruckverfahrens ist, dass
Tintenstrahldrucker Farbbilder mit fotoähnlicher Qualität ohne Einstellungskosten
(z.B. Druckplatten und dergleichen) erzeugen können, vorausgesetzt, sie werden
mit einem geeigneten Substrat verwendet.
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Ein
Druckbild gemäß der vorliegenden
Erfindung enthält
vorzugsweise ein oder mehr Sicherheitsvermerke. Beispiele für Sicherheitsvermerke, welche
bei einigen Anwendungen geeignet sein können, umfassen ein Foto eines
menschlichen Gesichts, eine Darstellung eines menschlichen Fingerabdrucks,
einen Strichcode und eine Darstellung einer Unterschrift des Karteninhabers.
-
Viele
Tinten können
in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Beispiele für Tinten,
welche bei einigen Anwendungen geeignet sein können, umfassen Tinten auf der
Basis von organischen Lösemitteln,
wasserbasierte Tinten, Phasenwechseltinten und strahlungspolymerisierbare
Tinten. Bevorzugte Tinten sind wasserbasierte Tinten. Mehr bevorzugte
Tinten sind wasserbasierte Tinten, welche zur Verwendung in einem
Tintenstrahldrucker geeignet sind. Tinten, welche verschiedene Färbemittel
verwenden, können
in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Beispiele
für Färbemittel,
welche bei einigen Anwendungen geeignet sein können, umfassen farbstoffbasierte
Färbemittel
und pigmentbasierte Färbemittel.
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Laminat
-
In
einer bevorzugten Ausführungsform
umfasst das Laminat 24, 124 eine optisch transparente Folie.
In einer bevorzugten Ausführungsform
wird das Laminat 24, 124 an die Tintenaufnahmeschicht 26, 126 gebunden.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird das Laminat 24, 124 an
die Tintenaufnahmeschicht 26, 126 und das Substrat 22, 122 gebunden.
Es können
verschiedene Verfahren verwendet werden, um das Laminat 24, 124 an
die Tintenaufnahmeschicht 26, 126 zu binden. In
einer bevorzugten Ausführungsform
wird Druck verwendet, um eine Bindung zu erzeugen. In einer besonders
bevorzugten Ausführungsform
werden Wärme und
Druck verwendet, um eine Bindung zu erzeugen. Beispiele für Druckanwendungsverfahren,
welche bei einigen Anwendungen geeignet sein können, umfassen die Verwendung
einer Walzenpresse und die Verwendung einer Tiegeldruckpresse. Beispiele
für Heizverfahren,
welche bei einigen Anwendungen geeignet sein können, umfassen Heizverfahren,
welche Leitung, Konvektion und Strahlung verwenden.
-
In
einem bevorzugten Verfahren gemäß der vorliegenden
Erfindung werden ein oder mehr Walzen verwendet, um Wärme und
Druck an das Laminat 24, 124 und das Substrat 22, 122 anzulegen.
In einer bevorzugten Ausführungsform
gemäß der vorliegenden
Erfindung wird das Laminat 24, 124 unter Verwendung
eines Thermolaminiermaschine, wie beispielsweise einer Passlaminiermaschine
von TLC Modell 6060P (von der TLC in Evenston, Illinois, erhältlich),
an die Tintenaufnahmeschicht 26, 126 und das Substrat 22, 122 gebunden.
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Es
sollte zu erkennen sein, dass das Laminat 24, 124 mehrere
Schichten umfassen kann. Zum Beispiel kann das Laminat 24, 124 eine
Basisschicht und eine verbindende Schicht umfassen. Als zweites
Beispiel kann das Laminat 24, 124 eine Basisschicht
und eine druckempfindliche Klebstoff- oder PSA-Schicht (PSA für engl.
pressure sensitive adhesive) umfassen.
-
Das
Laminat 24, 124 kann verschiedene Materialien
umfassen. Beispiele für
Materialien, welche bei einigen Anwendungen geeignet sein können, umfassen
Polyethylen (PE), Polypropylen (PP), Poly(vinylchlorid) (PVC), Polyurethane
(PU) und Polyethylenterephthalat (PET). Eine PET-Folie ist im Handel von
der E. I. Du Pont de Nemours Corporation in Wilmington, Delaware,
USA, erhältlich,
welche dieses Material mit der Handelsbezeichnung MYLAR kennzeichnet.
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Wie
bereits erwähnt,
sind Ausführungsformen
des Laminats 24, 124 möglich, in welchen das Laminat 24, 124 eine
verbindende Schicht enthält. Die
verbindende Schicht kann verschiedene Materialien umfassen. Beispiele
für verbindende
Materialien, welche bei einigen Anwendungen geeignet sein können, umfassen
Polyethylen (PE), Ethylenvinylacetatcopolymere (EVA), Polyvinyl chlorid
(PVC)/Vinylacetatcopolymere, säure/acrylatmodifizierte
Ethylen-Vinylacetatcopolymere, säure/anhydridmodifiziertes Polyethylen
und Ethylenacrylcopolymere (z.B. PRIMACOR, das von Dow Chemical
erhältlich
ist).
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Säure/acrylatmodifiziertes
Ethylenvinylacetat ist im Handel von der E. I. Du Pont de Nemours Corporation
in Wilmington, Delaware, USA, erhältlich, welche dieses Material
mit der Handelsbezeichnung BYNEL kennzeichnet. Säure/anhydridmodifiziertes Polyethylen
ist im Handel von der Equistar Chemicals LP in Houston, Texas, USA,
erhältlich, welche
dieses Material mit der Handelsbezeichnung PLEXAR kennzeichnet.
-
In
einer bevorzugten Ausführungsform
enthält
das Laminat 24, 124 eine oder mehr Sicherheitsmarkierungen.
Beispiele für
Sicherheitsmarkierungen, welche bei einigen Anwendungen geeignet
sein können,
umfassen ein Sicherheitsmuster, das UV-Fluoreszenztinte und UV-Fluoreszenzfasern
umfasst. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform umfasst das Laminat 24, 124 CONFIRM
1301, das im Handel von der 3M Company in St. Paul, Minnesota, USA
erhältlich
ist. CONFIRM 1301 ist ein Sicherheitslaminat, das eine verbindende
Ethylenacrylsäureschicht
enthält.
-
Tintenaufnahmezusammensetzungen
gemäß der vorliegenden
Erfindung sind verwendbar, um Papier derart zu modifizieren, dass
es bedruckbar ist, um mit wässrigen
Tinten, insbesondere von einem Tintenstrahldrucker, ein annehmbares
Bild zu erhalten. Druckbilder auf Papier mit der aufgetragenen Tintenaufnahmezusammensetzung
stellen im Vergleich zu Papier ohne die Tintenaufnahmezusammensetzung
eine ausgezeichnete Bildqualität
bereit. Die Tintenaufnahmezusammensetzung ist insbesondere für Wertzeichendokumente
und andere Anwendungen verwendbar, bei welchen ein heiß verschweißbares Laminat
auf den Abbildungsgegenstand zu kleben ist.
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Materialien
-
Die
Materialien, die in den folgenden Beispielen verwendet werden, werden
nachstehend beschrieben:
„CONFIRM
1301" ist ein Sicherheitslaminat
mit einer verbindenden Ethylen-Acrylsäureschicht, das von der 3M
Company in St. Paul, Minnesota, USA, erhältlich ist.
„POLYPLASDONE
INF-10" ist eine
Handelsbezeichnung für
vernetzte Poly(vinylpyrrolidon)-Partikel, die von International
Specialty Products in Wayne, New Jersey, USA, erhältlich sind.
„LUVICROSS
VI-M" ist eine Handelsbezeichnung
für vernetzte
Vinylpyrrolidon-Vinylimidazol-Copolymerpartikel, die von der BASF
Corporation in Ludwigshafen, Deutschland, erhältlich sind.
„AIRFLEX
426" ist eine Handelsbezeichnung
für eine Ethylen-Vinylacetat-Latexbindemittelemulsion,
die von Air Products and Chemicals in Allentown, Pennsylvania, USA,
erhältlich
ist.
„HYCAR
26084" und „VYCAR
460X46" sind Handelsbezeichnungen
für Acryl-
und Vinylchlorid-Latexbindemittelemulsionen, die von der B. F. Goodrich Co.
in Philadelphia, USA, erhältlich
sind.
„RHOPLEX
B-60A" und „RHOPLEX
AC-1230M" sind Handelsbezeichnungen
für Acryllatexbindemittelemulsionen,
die von der Rohm and Haas Company in Philadelphia, USA, erhältlich sind.
„FLUORAD
FC-754 WELL STIMULATION ADDITIVE" ist
eine Handelsbezeichnung für
eine Mischung aus quartären
Fluoralkylammoniumchloriden und 50 Gew.-% Isopropanol/Wasser, die
von der 3M Company in St. Paul, Minnesota, USA, erhältlich ist.
„ZONYL
FSN" ist eine Handelsbezeichnung
für einen fluorierten
oberflächenaktiven
Stoff, der von der E. I. Du Pont de Nemours Corporation in Wilmington,
Delaware, USA, erhältlich
ist.
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Allgemeine
Prozeduren
-
Die
folgenden Beispiele wurden in vielen Fällen unter Verwendung der nachstehend
aufgelisteten Zusammensetzungen hergestellt. Alle Mengenangaben
erfolgen auf Gewichtbasis, sofern nicht anders angegeben.
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Zusammensetzung
A: Eine Mischung aus 20 Teilen POLYPLASDONE INF-10 und 80 Teilen
Wasser.
-
Zusammensetzung
B: Eine Mischung aus 20 Teilen POLYPLASDONE INF-10, 60 Teilen Isopropylalkohol
und 20 Teilen Wasser.
-
Zusammensetzung
C: Eine Mischung aus 20 Teilen Bindemittel (auf einer Feststoffbasis)
und 80 Teilen Wasser (Wasser von der Bindemittelemulsion enthaltend).
-
Zusammensetzung
D: Es wurde eine Mischung aus 100 Teilen POLYPLASDONE INF-10, 250
Teilen entionisiertem Wasser und 200 Teilen Diethylenglycol hergestellt.
Diese Mischung wurde mit einem Rotor/Stator-Mischer 15 Minuten lang
gemischt, woraufhin 67 Teile AIRFLEX 426 EMULSION und 5 Teile FLUORAD
FC-754 WELL STIMUALTION ADDITIVE beigegeben wurden.
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Beispiel 1
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(Vergleichsbeispiel)
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Es
wurde eine Mischung hergestellt, die 70 Teile Zusammensetzung A,
30 Teile Zusammensetzung C (unter Verwendung von AIRFLEX 426 als
ein Bindemittel hergestellt), 25 Teile Wasser und 0,7 Teile ZONYL
FSN umfasste.
-
Diese
Tintenaufnahmezusammensetzung wurde unter Verwendung eines Mayer-Stabes
#22 (von R D Specialties in Webster, New York, USA, erhältlich,
nominale Nassdicke = 0,050 mm) auf ein Passpapier (im Handel von
der Jon. Enschede en Zohnen Grafishe Inrichting B. V. in Haarlem,
Niederlande, erhältlich)
aufgetragen und anschließend
in einem Ofen bei 110°C
getrocknet. Die Sicherheitsmerkmale im Passpapier (z.B. vorgedrucktes
Muster, Wassermarken, UV-Fluoreszenzfasern) waren durch die Beschichtung
hindurch klar zu erkennen.
-
Dieses
Material wurde dann unter Verwendung eines Tintenstrahldruckers
EPSON STYLUS COLOR 850 (von der US Epson, Inc. in Torrance, Kalifornien,
USA, erhältlich),
der mit Tintenstrahltinten aus einer Pigment/Farbstoffmischung (Patronen ARC-S020108
(Schwarz) und ARC-S020089 (Farbe) von der MIS Associates Inc. in
Lake Orion, Michigan, USA) ausgestattet war, bebildert. Das resultierende Bild
wies eine hohe Farbdichte und eine ausgezeichnete Linienschärfe ohne
Ausbluten oder Ineinanderlaufen zwischen Farben auf.
-
Ein
Stück CONFIRM
1301 Sicherheitslaminat wurde auf der Oberseite des Bildes angeordnet, und
die Konstruktion wurde unter Verwendung einer Passlaminiermaschine
von TLC Modell 6060P mit einer Grenzflächentemperatur von etwa 115°C laminiert.
Es wurden mehrere solcher Konstruktionen hergestellt.
-
Beim
Versuch, das Laminat bei Umgebungsbedingungen vom Bild zu trennen,
riss das Passpapier, was anzeigt, dass die Grenzflächenhaftung
zwischen dem Papier, der Beschichtung und dem Laminat stärker war
als die Eigenfestigkeit des Papiers.
-
Ein
Stück der
laminierten Probe wurde 11 Tage lang jeweils in einer Umgebung mit
66°C/98% relativer
Feuchtigkeit, 32°C/90%
relativer Feuchtigkeit und 66°C/Umgebungsfeuchtigkeit
angeordnet. Die verschiedenen Umgebungsbedingungen änderten
die Bildqualität
nicht merklich. Es wurde eine erhebliche Kraft benötigt, um
die Trennung des Laminats vom Bild bei 32°C/90% relativer Feuchtigkeit
zu versuchen, wobei das Druckbild zerriss (und ein Teil des Bildes
auf dem Laminat zurückblieb
und ein Teil auf dem Papier verblieb), derart dass weder das Papier
noch das Laminat wieder verwendbar waren.
-
Beispiel 2
-
(Vergleichsbeispiel)
-
Es
wurde eine Tintenaufnahmezusammensetzung wie in Beispiel 1 hergestellt,
mit der Ausnahme, dass 65 Teile Zusammensetzung A und 35 Teile Zusammensetzung
C verwendet wurden. Diese Tintenaufnahmezusammensetzung wurde aufgetragen, bedruckt
und laminiert wie in Beispiel 1. Nach dem Auftrag waren die Sicherheitsmerkmale
im Passpapier durch die Beschichtung hindurch wie in Beispiel 1
leicht zu erkennen. Die Bildqualität nach dem Drucken war der
von Beispiel 1 ähnlich.
-
Beim
Versuch, das Laminat bei Umgebungsbedingungen vom Bild zu trennen,
riss das Passpapier, was anzeigt, dass die Grenzflächenhaftung
zwischen dem Papier, der Beschichtung und dem Laminat stärker war
als die Eigenfestigkeit des Papiers.
-
Ein
Stück der
laminierten Probe wurde 11 Tage lang jeweils in einer Umgebung mit
66°C/98% relativer
Feuchtigkeit, 32°C/90%
relativer Feuchtigkeit und 66°C/Umgebungsfeuchtigkeit
angeordnet.
-
Die
verschiedenen Umgebungsbedingungen änderten die Bildqualität nicht
merklich. Es wurde eine ähnliche
Kraft wie in Beispiel 1 benötigt,
um die Trennung des Laminats vom Bild bei 32°C/90% relativer Feuchtigkeit
zu versuchen, wobei das Druckbild zerriss (und ein Teil des Bildes
auf dem Laminat zurückblieb
und ein Teil auf dem Papier verblieb), derart dass weder das Papier
noch das Laminat wieder verwendbar waren.
-
Beispiel 3
-
(Vergleichsbeispiel)
-
Es
wurde eine Tintenaufnahmezusammensetzung wie in Beispiel 1 hergestellt,
mit der Ausnahme, dass 75 Teile Zusammensetzung A und 25 Teile Zusammensetzung
C verwendet wurden. Diese Tintenaufnahmezusammensetzung wurde aufgetragen, bedruckt
und laminiert wie in Beispiel 1. Nach dem Auftrag waren die Sicherheitsmerkmale
im Passpapier durch die Beschichtung hindurch wie in Beispiel 1
leicht zu erkennen. Die Bildqualität nach dem Drucken war der
von Beispiel 1 ähnlich.
-
Beim
Versuch, das Laminat bei Umgebungsbedingungen vom Bild zu trennen,
riss das Passpapier, was anzeigt, dass die Grenzflächenhaftung
zwischen dem Papier, der Beschichtung und dem Laminat stärker war
als die Eigenfestigkeit des Papiers.
-
Ein
Stück der
laminierten Probe wurde 11 Tage lang jeweils in einer Umgebung mit
66°C/98% relativer
Feuchtigkeit, 32°C/90%
relativer Feuchtigkeit und 66°C/Umgebungsfeuchtigkeit
angeordnet.
-
Die
verschiedenen Umgebungsbedingungen änderten die Bildqualität nicht
merklich. Es wurde etwas weniger Kraft wie in Beispiel 1 benötigt, um
die Trennung des Laminats vom Bild bei 32°C/90% relativer Feuchtigkeit
zu versuchen, wobei das Druckbild zerriss (und ein Teil des Bildes
auf dem Laminat zurückblieb
und ein Teil auf dem Papier verblieb), derart dass weder das Papier
noch das Laminat wieder verwendbar waren.
-
Beispiel 4
-
(Vergleichsbeispiel)
-
Es
wurde eine Tintenaufnahmezusammensetzung wie in Beispiel 1 hergestellt,
mit der Ausnahme, dass das Bindemittel, das in der Zusammensetzung
C verwendet wurde, VYCAR 460X46 war. Diese Tintenaufnahmezusammensetzung
wurde aufgetragen, bedruckt und laminiert wie in Beispiel 1. Nach dem
Auftrag waren die Sicherheitsmerkmale im Passpapier durch die Beschichtung
hindurch wie in Beispiel 1 leicht zu erkennen. Die Bildqualität nach dem
Drucken war der von Beispiel 1 ähnlich.
-
Es
wurde eine erhebliche Kraft benötigt,
um die Trennung des Laminats vom Bild bei Umgebungsbedingungen zu
versuchen, wobei das Druckbild zerriss (und ein Teil des Bildes
auf dem Laminat zurückblieb
und ein Teil auf dem Papier verblieb), derart dass weder das Papier
noch das Laminat wieder verwendbar waren.
-
Ein
Stück der
laminierten Probe wurde 4 Tage lang in einer Umgebung mit 32°C/90% relativer Feuchtigkeit
angeordnet. Diese Umgebungsbedingung änderte die Bildqualität nicht
merklich. Es wurde etwas weniger Kraft wie in Beispiel 1 benötigt, um die
Trennung des Laminats vom Bild bei 32°C/90% relativer Feuchtigkeit
zu versuchen, wobei das Druckbild zerriss (und ein Teil des Bildes
auf dem Laminat zurückblieb
und ein Teil auf dem Papier verblieb), derart dass weder das Papier
noch das Laminat wieder verwendbar waren.
-
Beispiel 5
-
(Vergleichsbeispiel)
-
Es
wurde eine Tintenaufnahmezusammensetzung wie in Beispiel 1 hergestellt,
mit der Ausnahme, dass das Bindemittel, das in der Zusammensetzung
C verwendet wurde, HYCAR 26084 war. Diese Tintenaufnahmezusammensetzung
wurde aufgetragen, bedruckt und laminiert wie in Beispiel 1. Nach dem
Auftrag waren die Sicherheitsmerkmale im Passpapier durch die Beschichtung
hindurch wie in Beispiel 1 leicht zu erkennen. Die Bildqualität nach dem
Drucken war der von Beispiel 1 ähnlich.
-
Es
wurde eine ähnliche
Kraft wie in Beispiel 4 benötigt,
um die Trennung des Laminats vom Bild bei Umgebungsbedingungen zu
versuchen, wobei das Druckbild zerriss (und ein Teil des Bildes
auf dem Laminat zurückblieb
und ein Teil auf dem Papier verblieb), derart dass weder das Papier
noch das Laminat wieder verwendbar waren.
-
Ein
Stück der
laminierten Probe wurde 4 Tage lang in einer Umgebung mit 32°C/90% relativer Feuchtigkeit
angeordnet. Diese Umgebungsbedingung änderte die Bildqualität nicht
merklich. Es wurde eine ähnliche
Kraft wie in Beispiel 4 benötigt,
um die Trennung des Laminats vom Bild bei 3°C/90% relativer Feuchtigkeit
zu versuchen, wobei das Druckbild zerriss (und ein Teil des Bildes
auf dem Laminat zurückblieb
und ein Teil auf dem Papier verblieb), derart dass weder das Papier
noch das Laminat wieder verwendbar waren.
-
Beispiel 6
-
(Vergleichsbeispiel)
-
Es
wurde eine Tintenaufnahmezusammensetzung wie in Beispiel 1 hergestellt,
mit der Ausnahme, dass das Bindemittel, das in der Zusammensetzung
C verwendet wurde, eine 80:20-Mischung (auf Feststoffbasis) aus
RHOPLEX B-60A und RHOPLEX AC-1230M war. Diese Tintenaufnahmezusammensetzung
wurde aufgetragen, bedruckt und laminiert wie in Beispiel 1. Nach
dem Auftrag waren die Sicherheitsmerkmale im Passpapier durch die
Beschichtung hindurch wie in Beispiel 1 leicht zu er kennen. Die
Bildqualität
nach dem Drucken war der von Beispiel 1 ähnlich.
-
Es
wurde etwas weniger Kraft als in Beispiel 4 benötigt, um die Trennung des Laminats
vom Bild bei Umgebungsbedingungen zu versuchen, wobei das Druckbild
zerriss (und ein Teil des Bildes auf dem Laminat zurückblieb
und ein Teil auf dem Papier verblieb), derart dass weder das Papier
noch das Laminat wieder verwendbar waren.
-
Ein
Stück der
laminierten Probe wurde 4 Tage lang in einer Umgebung mit 32°C/90% relativer Feuchtigkeit
angeordnet. Diese Umgebungsbedingung änderte die Bildqualität nicht
merklich. Es wurde etwas weniger Kraft wie in Beispiel 4 benötigt, um die
Trennung des Laminats vom Bild bei 32°C/90% relativer Feuchtigkeit
zu versuchen, wobei das Druckbild zerriss (und ein Teil des Bildes
auf dem Laminat zurückblieb
und ein Teil auf dem Papier verblieb), derart dass weder das Papier
noch das Laminat wieder verwendbar waren.
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Beispiel 7
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(Vergleichsbeispiel)
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Die
Zusammensetzung B wurde als die Tintenaufnahmezusammensetzung hergestellt.
Diese Tintenaufnahmezusammensetzung wurde wie in Beispiel 1 aufgetragen,
mit der Ausnahme, dass ein Mayer-Stab #14 (nominale Nassdicke =
0,032 mm) verwendet wurde. Das beschichtete Papier wurde bedruckt
und laminiert wie in Beispiel 1. Nach dem Auftrag waren die Sicherheitsmerkmale
im Passpapier durch die Beschichtung hindurch wie in Beispiel 1
leicht zu erkennen. Die Bildqualität nach dem Drucken war der
von Beispiel 1 ähnlich.
Beim Versuch, das Laminat bei Umgebungsbedingungen vom Bild zu trennen,
riss das Passpapier, was anzeigt, dass die Grenzflächenhaftung
zwischen dem Papier, der Be schichtung und dem Laminat stärker war
als die Eigenfestigkeit des Papiers.
-
Beispiel 8
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(Vergleichsbeispiel)
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Es
wurde eine Mischung hergestellt, die 20 Teile LUVICROSS VI-M, 60
Teile Isopropylalkohol und 20 Teile Wasser umfasste. Diese Tintenaufnahmezusammensetzung
wurde aufgetragen, bedruckt und laminiert wie in Beispiel 7. Nach
dem Auftrag waren die Sicherheitsmerkmale im Passpapier durch die
Beschichtung hindurch wie in Beispiel 1 leicht zu erkennen. Die
Bildqualität
nach dem Drucken war der von Beispiel 1 ähnlich. Beim Versuch, das Laminat bei
Umgebungsbedingungen vom Bild zu trennen, riss das Passpapier, was
anzeigt, dass die Grenzflächenhaftung
zwischen dem Papier, der Beschichtung und dem Laminat stärker war
als die Eigenfestigkeit des Papiers.
-
Beispiel 9
-
Die
Tintenaufnahmezusammensetzung D wurde unter Verwendung eines Siebes
mit Maschenweite 157 (61 Fäden/cm)
auf ein 10-Punkt-110-Pfund-Papier (Springhill-Papier von International
Paper) siebgedruckt. Das aufgetragene Material wurde in einem Ofen
bei 100°C
getrocknet. Das trockene Material wurde dann unter Verwendung eines
Tintenstrahldruckers EPSON STYLUS COLOR 850 (von der US Epson, Inc.
in Torrance, Kalifornien, USA, erhältlich) wie in Beispiel 1 bedruckt.
Das resultierende Bild wies eine hohe Farbdichte und eine ausgezeichnete
Linienschärfe
ohne Ausbluten und Ineinanderlaufen zwischen Farben auf. Ein Stück CONFIRM
1301 Sicherheitslaminat wurde auf der Oberseite des Bildes angeordnet,
und die Konstruktion wurde unter Verwendung einer Passlaminiermaschine
TLC MODEL 6060P PASSPORT LAMINATOR mit einer Grenzflächentemperatur
von etwa 138°C
laminiert. Es wurden mehrere solcher Konstruktionen hergestellt.
Beim Versuch, das Laminat bei Umgebungsbedingungen vom Bild zu trennen, riss
das Papier, was anzeigt, dass die Grenzflächenhaftung zwischen dem Papier,
der Beschichtung und dem Laminat stärker war als die Eigenfestigkeit
des Papiers.
-
Beispiel 10
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Beispiel
9 wurde unter Verwendung eines Siebes mit Maschenweite 230 (90 Fäden/cm)
wiederholt. Die Bildqualität
und die Laminathaftung waren ähnlich
wie jene, die in Beispiel 9 beobachtet wurden.
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Beispiel 11
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Beispiel
9 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, dass die Tintenaufnahmezusammensetzung
unter Verwendung eines Kerbbeschichtungsstabes mit einem Spalt von
0,051 mm (2 Milli-Inch) aufgetragen wurde. Die Bildqualität und die
Laminathaftung waren ähnlich
wie jene, die in Beispiel 9 beobachtet wurden.
-
Beispiel 12
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Die
Tintenaufnahmezusammensetzung D wurde unter Verwendung eines Siebes
mit Maschenweite 110 (43 Fäden/cm)
auf die Klebstoffseite eines Sicherheitslaminats CONFIRM 1301 siebgedruckt. Das
aufgetragene Material wurde bei 100°C getrocknet. Dieses Material
wurde dann unter Verwendung eines Tintenstrahldruckers EPSON STYLUS
COLOR 850 wie in Beispiel 1 bedruckt (Bild umgekehrt). Das resultierende
Bild wies eine hohe Farbdichte und eine ausgezeichnete Linienschärfe bei
ganz leichtem Ausbluten/Ineinanderlaufen zwischen Farben auf. Ein
Stück 10-Punkt-110-Pfund-Papier
(Springhill-Papier von International Paper) wurde auf der Oberseite des
Bildes angeordnet, und die Konstruktion wurde unter Verwendung einer
Passlaminier maschine TLC MODEL 6060P PASSPORT LAMINATOR mit einer Grenzflächentemperatur
von etwa 138°C
laminiert. Die Bildqualität
war nach dem Laminieren unverändert,
und das Bild war durch das Sicherheitslaminat hindurch leicht zu
erkennen. Beim Versuch, das Laminat bei Umgebungsbedingungen vom
Bild zu trennen, riss das Papier, was anzeigt, dass die Grenzflächenhaftung
zwischen dem Papier, der Beschichtung und dem Laminat stärker war
als die Eigenfestigkeit des Papiers. Ein Stück der laminierten Konstruktion wurde
etwa eine Stunde lang in Wasser gelegt. Beim Versuch, das Laminat
vom Bild zu trennen, riss das Papier, wobei der Laminatklebstoff
noch immer völlig mit
Papierfasern bedeckt zurückblieb.
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Beispiel 13
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Beispiel
12 wurde unter Verwendung eines Siebes mit Maschenweite 157 wiederholt.
Das Bild wies eine hohe Farbdichte mit etwas mehr Ausbluten/Ineinanderlaufen
als in Beispiel 12 auf. Nach dem Laminieren des Papiers war die
Haftung zwischen dem Papier und dem Sicherheitslaminat bei Umgebungsbedingungen ähnlich wie
jene, die in Beispiel 12 beobachtet wurde. Ein Stück der laminierten
Konstruktion wurde eine Stunde lang in Wasser gelegt. Beim Versuch,
das Laminat vom Bild zu trennen, riss das Papier, wobei der Laminatklebstoff
großteils
mit Papierfasern (weniger als in Beispiel 12) bedeckt zurückblieb.
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Beispiel 14
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Beispiel
12 wurde unter Verwendung eines Siebes mit Maschenweite 230 wiederholt.
Das Bild wies eine hohe Farbdichte mit mehr Ausbluten/Ineinanderlaufen
als in Beispiel 13 auf. Nach dem Laminieren des Papiers war die
Haftung zwischen dem Papier und dem Sicherheitslaminat bei Umgebungsbedingungen ähnlich wie
jene, die in Beispiel 12 beobachtet wurde. Ein Stück der lami nierten
Konstruktion wurde eine Stunde lang in Wasser gelegt. Beim Versuch,
das Laminat vom Bild zu trennen, riss das Papier etwas, wobei der
Laminatklebstoff mit einigen Papierfasern (weniger als in Beispiel
13) noch immer haftend zurückblieb.
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Beispiel 15
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(Vergleichsbeispiel)
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Beispiel
12 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, dass die Tintenaufnahmezusammensetzung unter
Verwendung eines Kerbbeschichtungsstabes mit einem Spalt von 0,051
mm (2 Milli-Inch) auf die Klebstoffseite des Sicherheitslaminats
CONFIRM 1301 aufgetragen wurde. Nach dem Laminieren konnte das Papier
bei Anwenden geringer Kraft vom Laminat getrennt werden, was anzeigt,
dass die Grenzflächenhaftung
zwischen dem Papier, der Beschichtung und dem Laminat schwächer war
als die Eigenfestigkeit des Papiers.
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Nach
der Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung ist für
die Fachleute zu erkennen, dass noch andere Ausführungsformen innerhalb des
Rahmens der hierzu angefügten
Patentansprüche
hergestellt und verwendet werden können. Zahlreiche Vorteile der
Erfindung, welche durch dieses Dokument erfasst werden, wurden durch
die vorstehende Beschreibung dargelegt. Es versteht sich jedoch
von selbst, dass diese Offenbarung in vielerlei Hinsicht lediglich
veranschaulichend ist. Es können Änderungen
an Einzelheiten, insbesondere hinsichtlich der Form, Größe und Anordnung
von Teilen, vorgenommen werden, ohne den Rahmen der Erfindung zu
verlassen. Der Rahmen der Erfindung wird natürlich durch den Wortlaut definiert,
in dem die angehängten
Ansprüche ausgedrückt sind.