一种应力发光型防伪油墨、制备方法及使用方法

技术领域

本发明涉及油墨技术领域，尤其涉及一种应力发光型防伪油墨、制备方法及使用方法。

背景技术

税务票据、有价证券、彩票及刮刮乐产品等是生活中常见的印刷品，对国家税收、福利事业及经济发展起到了重要作用。在税务票据等印刷品中，为了将兑奖号码或二维码等信息隐藏，通常采取在加密区域印刷不透光的易刮型银浆油墨，隐藏信息被该油墨所遮盖，当票据由消费者刮开后即显现隐藏信息。近年来，随着国内印刷技术整体水平的快速发展，部分不法分子开始试图伪造具有高额价值的该类印刷品，以获取非法利益，因此，提高防伪产品的安全性成为亟待解决的问题。

当前用于刮刮卡型的银浆油墨已在市场上使用多年，暴露出了诸多问题有待解决：一方面，该油墨基本已不具备防伪的功能，首次刮开后可轻易经过再次印刷实现恢复，普通用户无法辨别隐藏信息是否已被窃取；另一方面，传统刮刮银通常采用溶剂型油墨印刷，存在一定程度的溶剂残留，危害身体健康，且含有重金属成分，手刮时残留在指甲缝隙中，存在较大的安全问题；此外，由于金属成分的密度较大，在油墨中不能很好的分散，造成印刷后质地不均匀的问题，且容易掉粉影响产品印刷质量。

因此，现有技术有待进一步改善。

发明内容

为解决上述技术问题，本申请公开了一种应力发光型防伪油墨、制备方法及使用方法，能够解决现有技术中应力发光型防伪油墨防伪力度差，安全系数低及产品质量不稳定低问题。

本发明的技术方案如下：

一种应力发光型防伪油墨，其中，所述油墨包括：应力发光材料和稀释剂；所述稀释剂包括：水性聚氨酯树脂；亲水扩链剂；水性溶剂；热敏变色颜料；助剂；填料。

其中，所述应力发光材料包括掺杂型化合物；其基质包括CsZnOS，掺杂稀土离子包括：Pr

其中，在所述应力发光材料中，所述掺杂稀土离子的质量分数为8-10％。

其中，所述水性聚氨酯树脂包括多异氰酸酯与低聚多元醇的共聚物；所述亲水扩链剂包括乙二胺基乙磺酸钠；所述水性溶剂包括水和乙醇的混合物；所述热敏变色颜料包括CoCl

其中，按照质量份计算，所述油墨包括：应力发光材料2-10份；水性聚氨酯树脂25-40份；亲水扩链剂2-4份；水性溶剂25-40份；热敏变色颜料15-20份；助剂8-16份；填料12-25份。

为解决上述技术问题，本申请还公开了一种应力发光型防伪油墨的制备方法，其中，所述方法用于制备上述的应力发光型防伪油墨，所述方法包括：

提供水性聚氨酯乳液；

向所述水性聚氨酯乳液中加入热敏变色颜料、应力发光材料及填料，并在一定转速下搅拌一定时间，得到所述应力发光型防伪油墨。

为解决上述技术问题，本申请还公开了一种应力发光型防伪油墨的使用方法，其中，所述应力发光型防伪油墨为上述的应力发光型防伪油墨，所述使用方法包括：

提供印刷载体，至少包括相对设置的第一表面和第二表面

在所述第一表面的目标区域上印刷待隐藏信息；

在所述待隐藏信息上涂覆所述应力发光型防伪油墨以遮盖所述待隐藏信息。

其中，所述使用方法还包括：

在所述第二表面上涂刷防透光油墨，所述防透光油墨的涂刷区域至少与所述待隐藏信息的位置对应，以对所述待隐藏信息进行保密；

在所述待隐藏信息上涂覆所述应力发光型防伪油墨之前，所述使用方法还包括：

在所述第一表面上涂刷隔离光油，所述隔离光油至少覆盖所述待隐藏信息。

其中，所述应力发光型防伪油墨的涂覆厚度为20-40μm。

区别于现有技术的，本申请的应力发光型防伪油墨采用了热敏变色颜料，通过手指体温接触或外部加热至30-35℃，即可产生变色现象，恢复至室温后恢复；而由于采用了所述应力发光材料，在受到应力和摩擦的作用，会发出亮光，具有极高的防伪鉴别作用。此外，本油墨采用水性环保配方，不挥发有害物质、无溶剂残留，另外不含有重金属粉末，印刷适性好、生产效率高、产品质量稳定。

附图说明

图1是本发明一种应力发光型防伪油墨的制备方法第一实施方式的流程示意图；

图2是本发明一种应力发光型防伪油墨的使用方法第一实施方式的流程示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

应力发光材料是一种能将力信号转换为光信号的能量转换材料，在外界施加机械应力(如压力、摩擦等)后，会以发光的形式向外界释放能量。但该材料产生发光的条件要求较高、能够实际与其结合的产品较少，因此限制了其应用场景。

本申请公开了一种应力发光型防伪油墨，其中，所述油墨包括：应力发光材料和稀释剂；所述稀释剂包括：水性聚氨酯树脂；亲水扩链剂；水性溶剂；热敏变色颜料；助剂；填料。

在本实施方式中，由于所述应力发光型防伪油墨采用了热敏变色颜料，通过手指体温接触或外部加热至30-35℃，即可产生变色现象，恢复至室温后恢复；而由于采用了所述应力发光材料，在受到应力和摩擦的作用，会发出亮光，具有极高的防伪鉴别作用。此外，本油墨采用水性环保配方，不挥发有害物质、无溶剂残留，另外不含有重金属粉末，印刷适性好、生产效率高、产品质量稳定。

在一个实施方式中，所述应力发光材料包括掺杂型化合物；其基质包括CsZnOS，掺杂稀土离子包括：Pr

进一步的，在所述应力发光材料中，所述掺杂稀土离子的质量分数为8-10％，如，8％、9％或10％，所述掺杂离子的质量分数与应力发光型防伪油墨的发光强度相关，在一定范围内，随着所述掺杂离子的质量分数的增加，发光强度增加。

在一个实施方式中，本申请的应力发光型防伪油墨采用环保型水性溶剂作为稀释剂，所述水性聚氨酯树脂包括多异氰酸酯(如，TDI、MDI、PAPI)与低聚多元醇(如，PEG、PPG、PTMG)的共聚物，用于承载并分散颜料；所述亲水扩链剂包括乙二胺基乙磺酸钠，主通过在聚氨酯主链上引入亲水基团，从而提高聚氨酯树脂的水溶性，同时加快交联反应速度；所述水性溶剂包括水和乙醇的混合物，用于提高油墨的干燥速度；所述助剂包括水性消泡剂、水性分散剂和pH调节剂等；所述填料包括胶质碳酸钙、碳酸镁和硫酸钡中的至少一种，用于提高油墨干燥速度和油墨遮盖力；其中，所述填料的粒径分布为0.03-0.15μm，如，0.03μm、0.09μm或0.15μm。更进一步的，所述填料还可以包括极性聚乙烯蜡，用于提升油墨抗刮性。

热敏变色颜料是指，温度到达一定条件时，可从一种颜色变为另一种颜色的颜料；在本实施例中，所述热敏变色颜料包括CoCl

另外，热敏变色颜料与树脂的比例会影响油墨最终的变色温度，热敏变色颜料在树脂连接料中分散，增大热敏变色颜料的占比，能够降低反应条件，提高反应程度，从而使变色温度降低。

其中，按照质量份计算，所述油墨包括：应力发光材料2-10份，如，2份、6份或10份等；水性聚氨酯树脂25-40份，如，25份、33份或40份等；亲水扩链剂2-4份，如，2份、3份或4份等；水性溶剂25-40份，如，25份、33份或40份等；热敏变色颜料15-20份，如，15份、18份或20份等；助剂8-16份，如，8份、12份或16份等；填料12-25份，如，12份、18份或25份等。

为解决上述技术问题，本申请还公开了一种应力发光型防伪油墨的制备方法，请参考图1，其中，所述方法用于制备上述的应力发光型防伪油墨，所述方法包括步骤：

S10、提供水性聚氨酯乳液。

在所述步骤S10中，将多异氰酸酯与低聚多元醇混合，并用高速分散机400-600r/min搅拌，加热至70-90℃反应1.5-2.5小时，降温至60℃再加入亲水扩链剂继续反应40-80分钟得到水性聚氨酯预聚物，继续降温至25-35℃加入水性溶剂，持续搅拌得到所述水性聚氨酯树脂乳液。

S20、向所述水性聚氨酯乳液中加入热敏变色颜料、应力发光材料及填料，并在一定转速下搅拌一定时间，得到所述应力发光型防伪油墨。

在所述步骤S20中，向水性聚氨酯树脂乳液中加入热敏变色颜料、应力发光材料及填料，使用高速分散机1000-1400r/min的速度搅拌20-40min。

进一步的，向所述水性聚氨酯乳液中加入热敏变色颜料、应力发光材料及填料之后，还可以继续加入助剂，调节pH值为8.5-9.5，并以600-900r/min搅拌40-80分钟，过程中持续加入水性溶剂，将其黏度调整至30-35s(蔡恩4#杯，25℃)，得到所述应力发光型防伪油墨。

为解决上述技术问题，本申请还公开了一种应力发光型防伪油墨的使用方法，请参考图2，其中，所述应力发光型防伪油墨上述的应力发光型防伪油墨，所述方法包括包括步骤：

S100、提供印刷载体，至少包括相对设置的第一表面和第二表面。

在所述步骤S100中，所述印刷载体为需要设置防伪信息的任何载体，包括但不限于税务票据、有价证券、彩票及刮刮乐产品等。所述第一表面与第二表面对应设置，第一表面可以是平面也可以是曲面，此处不做具体限定。进一步的，所述步骤S100中还包括，在所述印刷载体上印刷图文信息，如，证券信息，彩票信息或刮刮乐产品信息等，所述图文信息可以印刷在所述第一表面和/或所述第二表面。

S200、在所述第一表面的目标区域上印刷待隐藏信息。

在所述步骤S200中，所述第一表面上设置目标区域，所述目标区域可以是印刷载体的刮开区域，待隐藏的信息可通过喷码印刷的方式印刷。

S300、在所述待隐藏信息上涂覆所述应力发光型防伪油墨以遮盖所述待隐藏信息。

在所述步骤S300中，所述应力发光型防伪油墨的涂覆方式可以为凹印、丝印等方式；涂覆范围可以大于所述目标区域的面积，也可以小于所述目标区域的面积，只要能覆盖所述隐藏信息即可。进一步的，为了简化涂覆工艺难度，所述应力发光型防伪油墨的涂覆范围即为所述目标区域；而为了降低成本，所述应力发光型防伪油墨仅覆盖所述目标区域。同理，涂覆厚度可以根据实际情况进行选择，只要能对所述隐藏信息进行有效遮盖即可。在一个实施方式中，所述应力发光型防伪油墨的涂覆厚度为20-40μm，如，20μm、30μm或40μm等，能够对所述待隐藏信息进行有效遮盖。

在另一个实施方式中，在所述待隐藏信息上涂覆所述应力发光型防伪油墨之前，所述方法还包括：在所述第一表面上涂刷隔离光油，所述隔离光油至少覆盖所述待隐藏信息。所述隔离光油可以保护隐藏信息并提高可刮性，有利于所述应力发光型防伪油墨的推广应用。进一步的，所述隔离光油的覆盖范围可以大于、等于或小于所述目标区域的面积，只要能覆盖所述待隐藏信息即可，故此处不做具体限定。此时，所述应力发光型防伪油墨覆在所述隔离光油上，只要能覆盖所述隐藏信息即可。为便于操作，提高涂覆效率，所述隔离光油、所述应力发光型防伪油墨的涂覆区域均为刚好覆盖所述目标区域。

更进一步的，所述方法还包括：在所述第二表面上涂刷防透光油墨，所述防透光油墨的涂刷区域至少与所述待隐藏信息的位置对应，以对所述待隐藏信息进行保密；该步骤可以在制备所述步骤S100之后是任意步骤前后进行。在一个实施方式中，该步骤在上述步骤S200之前进行。

下面通过具体的实施例对本发明的技术方案进行详细阐释：

实施例1

将多异氰酸酯与低聚多元醇混合，并用高速分散机400r/min搅拌，加热至90℃反应1.5小时，降温至60℃再加入亲水扩链剂继续反应80分钟得到水性聚氨酯预聚物，继续降温至25℃加入水性溶剂，持续搅拌得到所述水性聚氨酯树脂乳液1。

向所述水性聚氨酯树脂乳液1中加入热敏变色颜料、应力发光材料及填料，使用高速分散机1400r/min的速度搅拌20min。

之后，继续加入助剂，调节pH值为9.5，并以600r/min搅拌80分钟，过程中持续加入水性溶剂，将其黏度调整至30s(蔡恩4#杯，25℃)，得到所述应力发光型防伪油墨1。

在印刷载体的第二表面上与第一表面的目标区域对应的位置涂刷；在所述第一表面的目标区域涂刷防透光油墨；在所述第一表面的目标区域上印刷待隐藏信息。在所述第一表面上涂刷隔离光油，所述隔离光油至少覆盖所述待隐藏信息。在所述隔离光油层上涂覆所述应力发光型防伪油墨1以遮盖所述待隐藏信息，所述应力发光型防伪油墨的涂覆厚度为20μm，得到具有防伪信息的印刷品1。

实施例2

应力发光型防伪油墨的制备：

将多异氰酸酯与低聚多元醇混合，并用高速分散机500r/min搅拌，加热至80℃反应2小时，降温至60℃再加入亲水扩链剂继续反应60分钟得到水性聚氨酯预聚物，继续降温至30℃加入水性溶剂，持续搅拌得到所述水性聚氨酯树脂乳液2。

向所述水性聚氨酯树脂乳液2中加入热敏变色颜料、应力发光材料及填料，使用高速分散机1200r/min的速度搅拌30min。

之后，继续加入助剂，调节pH值为9，并以750r/min搅拌60分钟，过程中持续加入水性溶剂，将其黏度调整至30s(蔡恩4#杯，25℃)，得到所述应力发光型防伪油墨2。

在印刷载体的第二表面上与第一表面的目标区域对应的位置涂刷；在所述第一表面的目标区域涂刷防透光油墨；在所述第一表面的目标区域上印刷待隐藏信息。在所述第一表面上涂刷隔离光油，所述隔离光油至少覆盖所述待隐藏信息。在所述隔离光油层上涂覆所述应力发光型防伪油墨2以遮盖所述待隐藏信息，所述应力发光型防伪油墨的涂覆厚度为40μm，得到具有防伪信息的印刷品2。

实施例3

将多异氰酸酯与低聚多元醇混合，并用高速分散机600r/min搅拌，加热至70℃反应2.5小时，降温至60℃再加入亲水扩链剂继续反应40分钟得到水性聚氨酯预聚物，继续降温至35℃加入水性溶剂，持续搅拌得到所述水性聚氨酯树脂乳液3。

向所述水性聚氨酯树脂乳液3中加入热敏变色颜料、应力发光材料及填料，使用高速分散机1400r/min的速度搅拌40min。

之后，继续加入助剂，调节pH值为8.5，并以900r/min搅拌40分钟，过程中持续加入水性溶剂，将其黏度调整至35s(蔡恩4#杯，25℃)，得到所述应力发光型防伪油墨3。

在印刷载体的第二表面上与第一表面的目标区域对应的位置涂刷；在所述第一表面的目标区域涂刷防透光油墨；在所述第一表面的目标区域上印刷待隐藏信息。在所述第一表面上涂刷隔离光油，所述隔离光油至少覆盖所述待隐藏信息。在所述隔离光油层上涂覆所述应力发光型防伪油墨3以遮盖所述待隐藏信息，所述应力发光型防伪油墨的涂覆厚度为30μm，得到具有防伪信息的印刷品3。

表1，本申请的应力发光型防伪油墨用于防伪产品的性能比较表

从上表1可以看出，本身的油墨用于防伪产品中，不仅防伪力度强，安全系数高且产品质量稳定可靠。

综上所述，使用该油墨印刷后的票据、刮刮卡等印刷品，消费者在刮开隐藏区域的应力发光型防伪油墨前，可通过手指接触该区域，待其温度升至30-35℃以上时，油墨会发生明显的变色效应(温度和颜色均可调整)，而在刮开应力发光型防伪油墨的过程中，由于压力和摩擦的作用，使油墨内部的应力发光材料发出荧光(荧光颜色可变)，告知消费者真伪。由于本油墨仿制难度极高，一旦刮开墨层后，便无法再次被还原，具有较强的防伪效果。

以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。