EP4380801A1 - Luminescent printing ink for security printing, item having luminescent feature, and production method - Google Patents
Luminescent printing ink for security printing, item having luminescent feature, and production methodInfo
- Publication number
- EP4380801A1 EP4380801A1 EP22751290.2A EP22751290A EP4380801A1 EP 4380801 A1 EP4380801 A1 EP 4380801A1 EP 22751290 A EP22751290 A EP 22751290A EP 4380801 A1 EP4380801 A1 EP 4380801A1
- Authority
- EP
- European Patent Office
- Prior art keywords
- luminescent
- printing ink
- capsule
- substance
- phosphorescent
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000007639 printing Methods 0.000 title claims abstract description 117
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 14
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 215
- 239000000049 pigment Substances 0.000 claims abstract description 212
- 239000002775 capsule Substances 0.000 claims abstract description 160
- 238000004020 luminiscence type Methods 0.000 claims abstract description 109
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims abstract description 28
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 claims abstract description 20
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 22
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 19
- 210000002268 wool Anatomy 0.000 claims description 14
- 230000019612 pigmentation Effects 0.000 claims description 9
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 8
- 125000002524 organometallic group Chemical group 0.000 claims description 8
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 4
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims description 2
- 238000011179 visual inspection Methods 0.000 claims description 2
- 239000000976 ink Substances 0.000 description 101
- 206010049155 Visual brightness Diseases 0.000 description 24
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 21
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 15
- 108010043121 Green Fluorescent Proteins Proteins 0.000 description 13
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 11
- 238000007645 offset printing Methods 0.000 description 10
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 9
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 8
- 229910052771 Terbium Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 7
- 229920000877 Melamine resin Polymers 0.000 description 6
- 229920002396 Polyurea Polymers 0.000 description 6
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 6
- IVJISJACKSSFGE-UHFFFAOYSA-N formaldehyde;1,3,5-triazine-2,4,6-triamine Chemical compound O=C.NC1=NC(N)=NC(N)=N1 IVJISJACKSSFGE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 6
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000001748 luminescence spectrum Methods 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 239000000047 product Substances 0.000 description 5
- JYYLQSCZISREGY-UHFFFAOYSA-N 2-amino-4-chlorobenzoic acid Chemical compound NC1=CC(Cl)=CC=C1C(O)=O JYYLQSCZISREGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- HQQTZCPKNZVLFF-UHFFFAOYSA-N 4h-1,2-benzoxazin-3-one Chemical compound C1=CC=C2ONC(=O)CC2=C1 HQQTZCPKNZVLFF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000013461 design Methods 0.000 description 4
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 4
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 4
- GZCRRIHWUXGPOV-UHFFFAOYSA-N terbium atom Chemical compound [Tb] GZCRRIHWUXGPOV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 4
- XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N Ethyl acetate Chemical compound CCOC(C)=O XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000003599 detergent Substances 0.000 description 3
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 description 3
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 3
- 125000002080 perylenyl group Chemical group C1(=CC=C2C=CC=C3C4=CC=CC5=CC=CC(C1=C23)=C45)* 0.000 description 3
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 3
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052692 Dysprosium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052693 Europium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052688 Gadolinium Inorganic materials 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000533950 Leucojum Species 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 239000011258 core-shell material Substances 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 238000000295 emission spectrum Methods 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 239000003446 ligand Substances 0.000 description 2
- CSHWQDPOILHKBI-UHFFFAOYSA-N peryrene Natural products C1=CC(C2=CC=CC=3C2=C2C=CC=3)=C3C2=CC=CC3=C1 CSHWQDPOILHKBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 description 2
- 239000013074 reference sample Substances 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- 235000011121 sodium hydroxide Nutrition 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 210000004243 sweat Anatomy 0.000 description 2
- ULJUVCOAZNLCJZ-UHFFFAOYSA-K trichloroterbium;hexahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.[Cl-].[Cl-].[Cl-].[Tb+3] ULJUVCOAZNLCJZ-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MZZSDCJQCLYLLL-UHFFFAOYSA-N Secalonsaeure A Natural products COC(=O)C12OC3C(CC1=C(O)CC(C)C2O)C(=CC=C3c4ccc(O)c5C(=O)C6=C(O)CC(C)C(O)C6(Oc45)C(=O)OC)O MZZSDCJQCLYLLL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005708 Sodium hypochlorite Substances 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- -1 alkalis Chemical class 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 1
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000003925 fat Substances 0.000 description 1
- 239000007850 fluorescent dye Substances 0.000 description 1
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 1
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052747 lanthanoid Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002602 lanthanoids Chemical class 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000005693 optoelectronics Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 230000009993 protective function Effects 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 125000002294 quinazolinyl group Chemical class N1=C(N=CC2=CC=CC=C12)* 0.000 description 1
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 1
- 239000013558 reference substance Substances 0.000 description 1
- 229940058287 salicylic acid derivative anticestodals Drugs 0.000 description 1
- 150000003872 salicylic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 1
- SUKJFIGYRHOWBL-UHFFFAOYSA-N sodium hypochlorite Chemical compound [Na+].Cl[O-] SUKJFIGYRHOWBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- NZFNXWQNBYZDAQ-UHFFFAOYSA-N thioridazine hydrochloride Chemical compound Cl.C12=CC(SC)=CC=C2SC2=CC=CC=C2N1CCC1CCCCN1C NZFNXWQNBYZDAQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 229910052724 xenon Inorganic materials 0.000 description 1
- FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N xenon atom Chemical compound [Xe] FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B42—BOOKBINDING; ALBUMS; FILES; SPECIAL PRINTED MATTER
- B42D—BOOKS; BOOK COVERS; LOOSE LEAVES; PRINTED MATTER CHARACTERISED BY IDENTIFICATION OR SECURITY FEATURES; PRINTED MATTER OF SPECIAL FORMAT OR STYLE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; DEVICES FOR USE THEREWITH AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; MOVABLE-STRIP WRITING OR READING APPARATUS
- B42D25/00—Information-bearing cards or sheet-like structures characterised by identification or security features; Manufacture thereof
- B42D25/30—Identification or security features, e.g. for preventing forgery
- B42D25/36—Identification or security features, e.g. for preventing forgery comprising special materials
- B42D25/378—Special inks
- B42D25/382—Special inks absorbing or reflecting infrared light
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B42—BOOKBINDING; ALBUMS; FILES; SPECIAL PRINTED MATTER
- B42D—BOOKS; BOOK COVERS; LOOSE LEAVES; PRINTED MATTER CHARACTERISED BY IDENTIFICATION OR SECURITY FEATURES; PRINTED MATTER OF SPECIAL FORMAT OR STYLE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; DEVICES FOR USE THEREWITH AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; MOVABLE-STRIP WRITING OR READING APPARATUS
- B42D25/00—Information-bearing cards or sheet-like structures characterised by identification or security features; Manufacture thereof
- B42D25/20—Information-bearing cards or sheet-like structures characterised by identification or security features; Manufacture thereof characterised by a particular use or purpose
- B42D25/29—Securities; Bank notes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B42—BOOKBINDING; ALBUMS; FILES; SPECIAL PRINTED MATTER
- B42D—BOOKS; BOOK COVERS; LOOSE LEAVES; PRINTED MATTER CHARACTERISED BY IDENTIFICATION OR SECURITY FEATURES; PRINTED MATTER OF SPECIAL FORMAT OR STYLE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; DEVICES FOR USE THEREWITH AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; MOVABLE-STRIP WRITING OR READING APPARATUS
- B42D25/00—Information-bearing cards or sheet-like structures characterised by identification or security features; Manufacture thereof
- B42D25/30—Identification or security features, e.g. for preventing forgery
- B42D25/36—Identification or security features, e.g. for preventing forgery comprising special materials
- B42D25/378—Special inks
- B42D25/387—Special inks absorbing or reflecting ultraviolet light
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D11/00—Inks
- C09D11/02—Printing inks
- C09D11/03—Printing inks characterised by features other than the chemical nature of the binder
- C09D11/037—Printing inks characterised by features other than the chemical nature of the binder characterised by the pigment
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D11/00—Inks
- C09D11/02—Printing inks
- C09D11/10—Printing inks based on artificial resins
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D11/00—Inks
- C09D11/50—Sympathetic, colour changing or similar inks
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
- C09K11/06—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing organic luminescent materials
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D21H21/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties
- D21H21/14—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties characterised by function or properties in or on the paper
- D21H21/40—Agents facilitating proof of genuineness or preventing fraudulent alteration, e.g. for security paper
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D21H21/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties
- D21H21/14—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties characterised by function or properties in or on the paper
- D21H21/40—Agents facilitating proof of genuineness or preventing fraudulent alteration, e.g. for security paper
- D21H21/42—Ribbons or strips
-
- G—PHYSICS
- G07—CHECKING-DEVICES
- G07D—HANDLING OF COINS OR VALUABLE PAPERS, e.g. TESTING, SORTING BY DENOMINATIONS, COUNTING, DISPENSING, CHANGING OR DEPOSITING
- G07D7/00—Testing specially adapted to determine the identity or genuineness of valuable papers or for segregating those which are unacceptable, e.g. banknotes that are alien to a currency
- G07D7/06—Testing specially adapted to determine the identity or genuineness of valuable papers or for segregating those which are unacceptable, e.g. banknotes that are alien to a currency using wave or particle radiation
- G07D7/12—Visible light, infrared or ultraviolet radiation
-
- G—PHYSICS
- G07—CHECKING-DEVICES
- G07D—HANDLING OF COINS OR VALUABLE PAPERS, e.g. TESTING, SORTING BY DENOMINATIONS, COUNTING, DISPENSING, CHANGING OR DEPOSITING
- G07D7/00—Testing specially adapted to determine the identity or genuineness of valuable papers or for segregating those which are unacceptable, e.g. banknotes that are alien to a currency
- G07D7/06—Testing specially adapted to determine the identity or genuineness of valuable papers or for segregating those which are unacceptable, e.g. banknotes that are alien to a currency using wave or particle radiation
- G07D7/12—Visible light, infrared or ultraviolet radiation
- G07D7/1205—Testing spectral properties
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K2211/00—Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
- C09K2211/18—Metal complexes
- C09K2211/182—Metal complexes of the rare earth metals, i.e. Sc, Y or lanthanide
Definitions
- the invention relates to a luminescent printing ink for security printing and a method for producing such a printing ink.
- the invention also relates to an object, in particular a document of value, security paper or product packaging, with a printed luminescence feature using such a luminescent printing ink, and an associated manufacturing method.
- luminescence features have been used for many years, which are printed on the value document and whose presence can be used for proof of authenticity by irradiation with a suitable light source .
- the luminescent substances which are normally invisible to the naked eye in daylight, are excited by UV radiation of a suitable wavelength and their presence is verified by the luminescent light.
- the luminescence can be checked visually, for example the presence of a luminescence emission with a predefined color and the correspondence with a predefined spatial pattern can be checked by an observer.
- a mechanical authenticity check is also possible, in which the luminescence emission is recorded with an optoelectronic detector and the measurement signal is checked for predetermined characteristic properties in order to obtain an indication of the authenticity of the document of value.
- Inorganic phosphors are often used for machine-detectable luminescence characteristics. Because of their short decay times, fluorescent substances are generally less suitable for machine authentication, since many contaminants, such as optical brighteners from household detergents, which are often found on banknotes in circulation, fluoresce themselves and a reliable machine proof of a fluorescent security feature through such background fluorescence is therefore difficult. For machine-verifiable security features, which is why mostly phosphorescent substances are used, which emit light with a characteristic decay time even after the excitation radiation has been switched off, so that the luminescence can be easily distinguished from any background fluorescence.
- inorganic phosphors mentioned generally have good to very good chemical stability and good lightfastness, but they also have a number of disadvantages.
- inorganic phosphors In comparison to the organic luminescence substances typically used for visual verification, inorganic phosphors have significantly lower luminescence intensities. This requires a relatively high loading of a printing ink with the phosphorescence pigments in order to still obtain sufficient visual luminescence intensity for a visual inspection. As a result, however, the loaded printing ink is difficult to print, for example filigree patterns cannot be printed.
- inorganic phosphors have a high mechanical hardness, which can lead to mechanical abrasion and wear in the printing machines. The high density of inorganic phosphors can also lead to the printing inks loaded with them separating during long printing processes in the ink fountain or after prolonged storage.
- Organometallic phosphors are known as an alternative to inorganic phosphors. These are more suitable than inorganic phosphors for being incorporated into common printing inks, but they have lower chemical stability and are sensitive to acids and bases, for example.
- This disadvantage can be countered by using capsule luminescent pigments in which the phosphorescent substances are enclosed in the core and surrounded by a feature-free shell. This increases the chemical stability of the luminescent substances, but only a limited amount of luminescent substance can be distributed in the core, so that encapsulated organometallic phosphorescent pigments mente only have a low luminescence intensity. Although this low luminescence intensity is sufficient for machine authentication, phosphorescent capsule luminescent pigments are often not suitable for visual verification.
- the object of the invention is to overcome the disadvantages of the prior art and in particular to provide a luminescent printing ink for security printing which can be reliably checked for authenticity both visually and mechanically.
- the invention is also intended to provide a manufacturing method for such an ink and to provide an article having a luminescent feature printed with such an ink and a corresponding manufacturing method.
- a luminescent printing ink for security printing contains a fluorescent substance and a phosphorescent substance, each of which luminesces in the visible spectral range when excited with non-visible excitation light.
- the printing ink contains one or more types of capsule luminescent pigments, each of which has a core, a shell encapsulating the core and a luminescent substance present in the core.
- the fluorescent substance and the phosphorescent substance are each present as a luminescent substance in the core of one or more types of capsule luminescent pigments, so that the capsule luminescent pigments form fluorescent and/or phosphorescent capsule luminescent pigments that exhibit fluorescence and phosphorescence.
- the fluorescence and the phosphorescence of the capsule luminescence pigments have the same light fastness and the same chemical stability, and visually they produce an essentially matching color impression.
- Capsule luminescent pigments with the same core-shell structure and the same luminescent substance present in the core are referred to as a type of capsule luminescent pigment.
- the above-mentioned fluorescent capsule luminescent pigments and phosphorescent capsule luminescent pigments each form a kind of capsule luminescent pigment.
- Capsule luminescent pigments, in the core of which there is both a fluorescent substance and a phosphorescent substance also form a type of capsule luminescent pigment.
- UV light in particular in the UV-A range, for example with an illumination focal point at a wavelength of 365 nm, can advantageously be used as the non-visible excitation light.
- IR-excitable luminescent substances are also known, in particular so-called up-converters, which can be excited with non-visible excitation light in the infrared spectral range and then emit in the visible spectral range.
- the UV spectral range extends from 10 to 380 nm, in particular from 200 to 380 nm, the visible spectral range from 380 to 780 nm, the IR spectral range from 780 nm to 30 pm, in particular from 780 to 3000 nm.
- the information relates to the focal point of a spectrum.
- Fluorescent substances and phosphorescent substances are both luminescent substances, but they differ in their luminescence decay time.
- Luminescent substances that have a decay time of 10 gs or more are referred to as phosphorescent substances in the context of this description, while luminescent substances that have a decay time of 1 ⁇ s or less are referred to as fluorescent substances.
- a Lumi For the purposes of this specification, nescence with a decay time of 10 gs or more is referred to as phosphorescence, and luminescence with a decay time of 1 ⁇ s or less as fluorescence.
- the luminescent printing ink must have at least one fluorescent substance and at least one phosphorescent substance, but it goes without saying that it can also have a number of fluorescent substances and/or a number of phosphorescent substances.
- a fluorescent substance or a phosphorescent substance can also be present as a mixture of several fluorescent substances or phosphorescent substances.
- the phosphors of the present invention advantageously have a decay time of at least 100 gs, particularly preferably between 250 gs and 5 ms. In this time window, an exact detection of the decay behavior of a marking printed with the luminescent printing ink is also possible on fast-running bank note processing machines.
- a further advantage of phosphorescent substances is that the characteristic luminescence decay time of a phosphorescent substance used can be used as a further authenticity feature.
- the decay time of the fluorescers of the present invention is advantageously even below 0.1 gs and can be down to the nano or even picosecond range.
- the phosphorescent substance of the luminescent printing ink advantageously has a luminescence decay time that is at least a factor of 10, preferably even a factor of 50 or even 100, longer than the fluorescent substance.
- the at least one phosphorescent substance is advantageously an organic or organometallic phosphorescent substance, preferably a metallo- ganic phosphorescent substance with Ir, Pt, Zn, Cu, Eu, Tb, Dy, Gd, or Sm as the central atom, particularly preferably around a lanthanide complex with Eu, Tb, Dy, Gd, or Sm as the central atom, and very particularly preferably with Eu or Tb as the central atom.
- the phosphorescent substance is preferably selected in such a way that it can be excited with UV radiation, preferably in the UV-A range, particularly preferably with radiation having an illumination focus of 365 nm, and emits in the visible spectral range.
- the mass fraction of the phosphorescent substance in the core of the capsule luminescent pigments is advantageously between 0.1 and 30%, preferably between 5 and 25%, the percentages relating to weight percent.
- the proportion of phosphorescent substance is above 30%, there is a risk that the phosphorescent substance will interfere with the crosslinking during the formation of the core polymer or the polymer of the shell, so that the shell has cracks, for example, and the protective function of the shell can thus be lost.
- the capsule luminescent pigment appears relatively faint visually under UV light, although the phosphorescence intensity is sufficient for machine readability. According to the invention, this problem is overcome by combining the phosphorescent substance with a fluorescent substance or with fluorescent capsule luminescent pigments with an essentially matching color impression, since the fluorescent substance can significantly increase the visual brightness.
- the lower chemical stability of the organometallic phosphorescent substances mentioned at the outset is overcome within the scope of the present invention by the use of capsule luminescent pigments in which the luminescent substance is enclosed in the core and surrounded by a feature-free shell. This makes it possible to increase the chemical resistance of the luminescent substances and to achieve good incorporation into the printing ink. Due to their relatively low density, the capsule luminescent pigments according to the invention do not separate from the thus loaded inks during long printing runs in the ink fountain and remain homogeneously dispersed in the ink of the invention. Their low hardness enables the printing plates to have a long service life. The ink itself is also suitable for attractive, delicate print designs, such as high-resolution screen printing.
- the combination according to the invention with a fluorescent substance of the same color allows a high visual brightness of the luminescence despite the use of encapsulated phosphorescent substances.
- the at least one fluorescent substance is preferably one or more organic or organometallic fluorescent substances.
- the fluorescent substance is preferably selected in such a way that it can be excited under irradiation with UV radiation, preferably in the UVA range, particularly preferably with radiation having an illumination focus of 365 nm, and emits in the visible spectral range.
- suitable organic fluorescent substances are perylene, benzoxazinone, oxinate, benzothiazone, anthranilic, aldazine and salicylic acid derivatives.
- the fluorescent substance and the phosphorescent substance are particularly preferably matched to one another in such a way that they can be excited with the same non-visible excitation radiation.
- the combination according to the invention of the two types of capsule luminescent pigment means that the luminescent printing ink simultaneously achieves high visual brightness despite a low visual brightness of the machine-readable phosphorescent capsule luminescent pigments. Because of the essentially matching color impression, the effects of the two luminescences are visually intensified.
- the combination also offers the possibility of increasing the intensity of the visual and machine-readable luminescence in a targeted manner, in particular independently of one another, by means of the Setting the mixing ratio of the two luminescent substances and adapting it to an intended application.
- the luminescence spectra of the fluorescent substance and of the phosphorescent substance are different from one another despite the essentially matching visual color impression.
- the existence of different luminescence spectra with essentially the same visual color impression is known from color theory as metamerism and is based on the physiological structure of the color receptors in the eye, so that it is not possible to draw conclusions about the composition of the color stimulus (here: the luminescence spectrum) from the color impression.
- the different luminescence spectra can serve as a further machine-readable mark of authenticity, since the measured luminescence emission then has different spectral distributions depending on the time of measurement due to the different decay times of the luminescent substances.
- the total emission represents a weighted addition of the two luminescence spectra.
- the total emission shows the spectrum of the phosphor alone.
- the capsule luminescent pigments of the printing ink advantageously each have a polymer core with at least one luminescent substance dissolved or dispersed therein, and a shell made of a second polymer.
- Suitable polymers for the core and shell are selected in particular from publication WO 2017/080654 A1, the disclosure of which is incorporated into the present application in this respect.
- Such a core/shell structure ensures high chemical stability of the luminescence of the encapsulated luminescent pigments with respect to external influences.
- external influences are understood to mean in particular humidity, watery environment, sweat, fats, detergents, solvents or chemical compounds such as alkalis, acids, alcohols or acetone.
- the core and the shell of the different types of capsule luminescent pigment are preferably made of the same materials, so that they differ only in the luminescent substance in the core.
- the core consists of a first polymer and the shell consists of a second polymer which differs from the core polymer in at least one monomer.
- the two types of capsule luminescence pigment of the luminescent printing ink do not essentially differ in their chemical and physical properties.
- This can be achieved by a coordinated choice of the materials for the capsule core and capsule shell, for example in the simplest case the same materials can be selected for the core and the shell of different types of capsule luminescent pigments, as described above. It is particularly important that the fluorescence and the phosphorescence have the same light fastness, ie do not differ in their stability to exposure to daylight.
- Light fastness is defined in the present description as described in publication WO 2017/080654 A1, in which case the luminescence of the capsule luminescent pigments of a luminescent printing ink according to the invention can be tested for light fastness in particular using the test method described there. Accordingly, the same light fastness is present in particular when the intensities of the fluorescence and phosphorescence of the capsule luminescent pigments normalized to the initial value are each on a wool scale of 1 to 4 according to test method B of WO 2017/080654 A1 differ from one another by less than 20 percentage points, particularly preferably by less than 10 percentage points. This makes it possible for the fluorescence and phosphorescence of the printing ink to not degrade at different rates when exposed to daylight.
- the encapsulation of the two luminescent substances can also ensure that the fluorescence and the phosphorescence do not differ in their chemical stability. This offers a significant advantage over an alternative approach in which fluorescers and phosphors are mixed without a shell. Without encapsulation, one of the pigments can be lost or faded after washing, for example, so that machine readability could be lost without this being visually recognizable.
- the visually visible component could also be dissolved out by treating the document of value with a solvent, while the machine-readable component would remain.
- the security feature would then no longer be recognizable or only with difficulty for the normal user and would therefore be of no use to the public.
- a substantially equally high chemical stability of fluorescence and phosphorescence is understood to mean that the intensity of fluorescence remaining after exposure to a chemical, measured for example during continuous excitation illumination (see below), and of phosphorescence, measured for example 10 ps after the end of the excitation (see below), a test print is higher than 80% of the initial intensity, in particular after exposure for 5 minutes to toluene, ethyl acetate, hydrochloric acid (5%), caustic soda (2%), sodium hypochlorite solution (5% active chlorine) and acetone.
- test method A5 of WO 2017/080654 A1 for details of the test method.
- the printing ink contains several types of capsule luminescent pigment, these advantageously have the same grain size, with the D99 value of the capsule luminescent pigments advantageously being less than 25 gm, preferably even less than 12 gm, in particular less than 6 gm.
- the same grain size means a maximum deviation of the D99 values of the capsule luminescent pigments of 20% or less, preferably 10% or less.
- the capsule luminescent pigment types Due to the advantageous similarity of the physical and chemical properties of the capsule luminescent pigment types, they can be easily mixed in a security ink. Since the pigments have the same printing properties, the mixture in the printing ink cannot separate again because the pigments have the same density.
- the visual and machine-readable impressions also do not change independently of one another as a result of external influences, so that even if the overall color impression changes over time, the color impressions generated by the fluorescent substance and the phosphorescent substance remain the same. It is therefore not possible for an observer to recognize without the aid of optical devices, for example a spectrometer, that the printing ink not only contains a single luminescent pigment but actually a mixture of two luminescent pigments of the same color. This makes it significantly more difficult to reproduce a luminescence feature produced with the printing ink.
- the fluorescence and the phosphorescence of the capsule luminescent pigments visually produce an essentially matching color impression.
- two luminescences have a substantially matching color impression, in particular if the standard color value components (xi, yi) and (x2, ?) of the luminescences in two color regions adjoining one another along a line or a corner, preferably in the same color region of the CIE standard color space (CIE-1931), as described in the article by Kenneth L. Kelly, "Color Designations for Lights", Journal of the Optical Society of America, vol. 33 (1943) pp. 627-632, are defined. These color regions are also briefly referred to below as Kelly color regions.
- Fig. 4 shows the CIE 1931 color diagram in the coordinate system of the standard color value components x and y with the Kelly color regions No. 1 to No. 23 drawn in.
- the color impression of the color region No. 23 is referred to as "green” according to Kelly, for example, the color impression of the adjoining color regions No. 2 and No. 22 as "yellowish green” or “bluish green", etc.
- the specific designations of the color regions are not essential for the present invention, they only serve to briefly name the different color regions.
- the phosphorescent substance and the fluorescent substance are each introduced separately into the cores of different capsule luminescent pigments.
- the printing ink therefore contains a first, fluorescent capsule luminescence pigment type whose cores contain only fluorescent substances but no phosphorescent substances, and a second, phosphorescent capsule luminescent pigment type whose cores contain only phosphorescent substances but no fluorescent substances.
- This configuration has the advantage that the quantitative ratio of phosphorescent substances and fluorescent substances in the printing ink can easily be adjusted individually and the relative intensities of the fluorescence and the phosphorescence can thereby be set as desired.
- the phosphorescent substance and the fluorescent substance are introduced together into the cores of capsule luminescent pigments, so that the printing ink contains a fluorescent and at the same time phosphorescent capsule luminescent pigment type whose cores contain both fluorescent substances and phosphorescent substances.
- the same chemical stability and printability is automatically guaranteed and both luminescent substances are always homogeneously distributed in the printing ink.
- a combination of the two configurations is also possible, so that in a printing ink, for example, there is a first type of capsule luminescent pigment whose cores contain both phosphorescent and fluorescent substances, and a second type of capsule luminescent pigment whose cores contain only fluorescent substances or only phosphorescent substances .
- a combination of all three varieties is also possible.
- the fluorescent substance of the capsule luminescent pigments is present in the printing ink in particular in a concentration that allows the luminescence to be checked visually.
- the luminescence brightness of the printing ink is preferably at least 100%, preferably at least 150%, in particular at least 200%, of the reference brightness of a green luminescent printing ink with a ZnS:Cu standard safety pigment with 10% by weight pigmentation with the same pressure strength. Further advantageous details on the standard security pigment and a preferred definition of the reference sample are given below.
- the spectral integral over the luminescence spectrum during the excitation, multiplied by the visual sensitivity curve of the human eye advantageously serves as a measure of the brightness.
- the phosphorescent substance of the capsule luminescent pigments is present in the printing ink, in particular in a concentration that allows the luminescence to be checked mechanically in a bank note processing machine.
- the phosphorescence intensity of the printing ink is preferably at least 100%, preferably at least 120%, in particular at least 130%, of the reference intensity of a green luminescent printing ink with a ZnS:Cu standard safety pigment with 10% by weight pigmentation with the same pressure force. Further advantageous details on the standard security pigment and a preferred definition of the reference sample are given below.
- the concentration of a luminescent substance in the ink is the product of the concentration of the luminescent substance in the associated capsule luminescent pigment and the concentration of the associated capsule luminescent pigments in the ink.
- the invention also includes methods of making a luminescent ink of the type described above for security printing.
- a luminescent ink of the type described above for security printing in a first advantageous variant of the method, it is provided that
- a fluorescent substance and a phosphorescent substance are provided, which each luminesce when excited with non-visible excitation light in the visible spectral range, and whose luminescences visually produce an essentially matching color impression and have the same light fastness,
- the fluorescent substance is introduced into the core of the first capsule luminescent pigments and the phosphorescent substance is introduced into the core of the second capsule luminescent pigments
- the capsule luminescent pigments each having a core and a shell encapsulating the core and the materials of the core and shell of the capsule -luminescence pigments are chosen such that the luminescences of the first and second capsule luminescence pigments have the same chemical stability
- the first and second capsule luminescent pigments are introduced into a printing ink with the luminescent substances introduced into the core.
- a fluorescent substance and a phosphorescent substance are provided, which each luminesce when excited with non-visible excitation light in the visible spectral range, and whose luminescences visually produce an essentially matching color impression and have the same light fastness
- E2 the fluorescent substance and the phosphorescent substance are introduced together into the core of third capsule luminescent pigments which have a core and a shell encapsulating the core, and
- the third capsule luminescent pigments are introduced into a printing ink with the luminescent substances introduced into the core.
- the invention also includes an object, in particular a document of value, security paper, a security element or product packaging, with a printed luminescent feature, which comprises at least one luminescent printing ink of the type described.
- the invention also includes a method of manufacturing an article of the type described, in which a luminescent feature is printed onto the article using at least one luminescent ink of the type described.
- FIG. 1 shows a schematic representation of a banknote with a machine-readable security element printed on the banknote paper
- FIG. 2 shows the security element of FIG. 1 in a schematic cross-sectional view
- FIG. 6 shows a section of a bank note with a paper substrate and a luminescent security element according to the invention printed on the paper substrate, and
- FIG. 7 shows a security element on a paper substrate of a document of value according to a further exemplary embodiment of the invention.
- FIG. 1 shows a schematic representation of a banknote 10 with a machine-readable security element 14 printed on the banknote paper 12.
- the security element 14 represents a luminescence feature that is not visible under normal daylight illumination and that when irradiated with non-visible excitation light, for example UV -Light 16, luminescent in the visible spectral range.
- the security element 14 is printed onto the banknote paper 12 with a luminescent security printing ink 20 which contains a combination of two different capsule luminescent pigment types 22-F, 22-P.
- the Si- Security element 14 is shown as a homogeneous surface, but it goes without saying that luminescence markings are in practice usually formed in the form of a spatial pattern from a plurality of surface areas with possibly different luminescence colors, for example in the form of a raster print. In this case, part or all of the luminescence marking can be printed with security printing inks according to the invention.
- the capsule luminescent pigments 22 of the security printing ink 20 each contain a core 24 made of a first polymer with a luminescent substance 28 dissolved or dispersed therein and a core encapsulating shell 26 made of a second polymer.
- Suitable polymers are advantageously chosen according to the teaching of publication WO 2017/080654 A1.
- Such a core/shell structure ensures high chemical stability of the luminescence of the encapsulated capsule luminescent pigments with respect to external influences.
- the core 24 and the shell 26 of the various capsule luminescent pigment varieties 22 are preferably each made of the same materials, in the first capsule luminescent pigment variety 22-F, however, a fluorescent substance 28-F is introduced into the core, while the second Capsule luminescent pigment type 22-P a phosphorescent substance 28-P is introduced into the core.
- the two capsule luminescent pigment types 22-F, 22-P therefore essentially have the same physical and chemical properties, but differ in the decay times of the luminescent substances contained in the core.
- the fluorescent substance 28-F and the phosphorescent substance 28-P are selected in such a way that the fluorescence and the phosphorescence, and thus the two capsule luminescent pigment types 22-F, 22-P, visually produce an essentially matching color impression in produce luminescence.
- the exact luminescence spectra of the two luminescent substances 28 can differ definitely differ, what is essential is the visual agreement of the color impression perceived by the eye.
- the formed capsule luminescent pigment types 22-F, 22-P By embedding the luminescent substances 28 in core-shell particles, whose cores and shells are each formed from the same materials, the formed capsule luminescent pigment types 22-F, 22-P, and thus the fluorescence and phosphorescence, the same chemical stability and the same light fastness, i.e. the same stability when exposed to daylight.
- This same level of stability is important because the security element 14 is exposed to various environmental influences, such as sunlight, sweat, detergents or solvents, while the bank note 10 is in circulation. Due to the same light fastness, the color impressions of the fluorescence and the phosphorescence not only match initially, but the match is maintained throughout the life of the banknote 10 even when exposed to the sun for a long time.
- the security element 14 can be easily checked both visually and by machine and has a high degree of security against forgery.
- the phosphorescent substance 28-P of the security element 14 enables reliable machine detection, while the color-matching fluorescent substance 28-F ensures a high visual brightness of the luminescence and thus enables a reliable visual check.
- the same lightfastness and chemical stability of the luminescence of the two capsule luminescence pigment types 22-P, 22-F also ensures that the two types do not degrade at different rates during the life of the banknote 10, but rather behave like a single luminescence pigment.
- each capsule luminescent pigment 22 contains either only phosphorescent substances or only fluorescent substances.
- the proportion of phosphors and fluorescers in the printing ink can thereby easily be individually adjusted in order to adjust the relative intensities of the fluorescence and the phosphorescence as desired.
- FIG. 3 schematically shows in (a) an embodiment in which phosphorescent substances 28-P and fluorescent substances 28-F are introduced together into the core of the capsule luminescent pigments 22-FP, which thus each have both a phosphorescent substance and a fluorescent substance.
- the security ink 20 of FIG. 3(a) therefore contains only a single type of luminescent pigment, the capsule luminescent pigments 22-FP of which are both fluorescent and phosphorescent. In this configuration, the same chemical stability of the luminescence and printability is automatically ensured and both luminescent substances are always distributed homogeneously in the printing ink.
- the printing ink 20 contains two types of capsule luminescent pigments, namely mixed capsule luminescent pigments 22-FP, whose cores contain phosphorescent substances 28-P and fluorescent substances 28-F, and fluorescent ones Capsule luminescent pigments 22-F, whose cores contain only fluorescers 28-F, and which serve to increase visual brightness.
- the printing ink 20 contains mixed capsule luminescent pigments 22-FP and, to improve machine readability, phosphorescent capsule luminescent pigments 22-P, or designs in which the printing ink 20 contains mixed capsule luminescent pigments 22-FP, fluorescent Capsule Luminescent Pigments 22-F and Capsule Luminescent Phosphorescent Pigments 22-P.
- FIG 4 illustrates the essentially matching color impression of the capsule luminescence pigments 22-F, 22-P.
- the figure shows the CIE 1931 color diagram 30 in the coordinate system of the standard color value components x and y and the Kelly Color regions #1 through #23 as defined in the above-referenced Kenneth L. Kelly article, "Color Designations for Lights".
- color coordinates of the capsule luminescent pigments of a modification of the luminescent printing ink of FIG. 2 in which the color coordinates of the fluorescent capsule luminescent pigments 32-F are in color region no.
- Luminescent pigments 32-P is in color region no. 23 ("green").
- Color regions #2 and #23 border one another along an edge such that the capsule luminescent pigments 32-P, 32-F, and thus the fluorescence and phosphorescence, visually produce a substantially matching color impression in luminescence.
- the color point of the included fluorescent capsule luminescent pigments 34-F is in color region no. 12 ("pink") and the color point of the included phosphorescent capsule luminescent pigments 34-P is in color region no. 14 ("red purple ").
- the color regions No. 12 and No. 14 adjoin one another at a corner, so that the luminescence pigments 34-P, 34-F, and thus the fluorescence and the phosphorescence, visually produce an essentially matching color impression in luminescence.
- the standard color value components (x,y) of a luminescence for example a fluorescence or a phosphorescence, can be determined according to DIN EN ISO 11664:2007 using the steady-state emission spectra of proofs.
- a Horiba FluoroMax-4P spectrometer with the following spectrometer settings is used for the measurement:
- a reference substance is used to assess visual brightness and machine-readable phosphorescence intensity, Honeywell's CD140 inorganic phosphor.
- This phosphorescent substance is a green luminescent standard security pigment (ZnS:Cu) for use in banknote printing.
- the pigment was mixed into a printing ink with a pigment content of 10 wt. -% and printed in offset printing with a pressure of 1 g/m 2 on security paper (banknote paper) without optical brighteners in order to obtain a reference proof.
- Inorganic phosphor CD140 has low visual brightness but good machine readability.
- the reference print and the test print are excited with non-visible excitation light, in particular UV light, and the steady-state luminescence spectrum is measured in each case.
- non-visible excitation light in particular UV light
- the steady-state luminescence spectrum is measured in each case.
- a Horiba FluoroMax-4P spectrometer with the following spectrometer settings can be used: The measured luminescence spectra are multiplied by the human eye's spectral sensitivity curve and spectrally integrated to obtain a measure of visual brightness. The visual lightness of the proof is then divided by the visual lightness of the reference and normalized thereby to obtain a relative visual lightness of the proof.
- the reference print and the test print are excited with non-visible excitation light, in particular UV light, and the phosphorescence intensity is measured and spectrally integrated after the excitation has been switched off.
- non-visible excitation light in particular UV light
- a Horiba FluoroMax 4P spectrometer with the following spectrometer settings is used for the measurement:
- the measured spectrally integrated phosphorescence intensity of the proof is then divided by the spectrally integrated phosphorescence intensity of the reference proof and normalized thereby to obtain a relative phosphorescence intensity of the proof.
- the relative phosphorescence intensity is a measure of machine readability.
- luminescent printing inks with their properties are described in more detail below.
- the chemicals and reagents used for the preparation of the exemplary embodiments were obtained from the following companies and used without further purification: 2-amino-4-chlorobenzoic acid (acbs) from TCI, terbium chloride hexahydrate from Sigma- Aldrich, CD396, CD397, CD740, CD748 from Honeywell and Lumogen Red F305 from BASF.
- acbs 2-amino-4-chlorobenzoic acid
- terbium chloride hexahydrate from Sigma- Aldrich
- CD396, CD397, CD740, CD748 from Honeywell
- Lumogen Red F305 from BASF.
- Exemplary embodiment 1 is based on a pigment system composed of a green fluorescent capsule luminescent pigment and a green phosphorescent capsule luminescent pigment.
- the pigments used were produced in accordance with example 1 of publication WO 2017/080656 A1.
- the green fluorescent capsule luminescent pigment GF1 consists of a polyurea core with an organic fluorescent substance from the class of quinazoline derivatives (CD 396 from Honeywell) distributed in it and a melamine-formaldehyde shell.
- the green phosphorescent capsule luminescent pigment GP1 consists of a polyurea core with a rare earth metal complex distributed therein (CD 748 from Honeywell) and a melamine-formaldehyde shell.
- the mass fraction of the two luminescent substances in the core polymer is in each case 20% by weight, based on the core polymer.
- Both capsule luminescent pigments are green luminescent under excitation with UV light with a focal point of illumination at 365 nm. If it is mentioned below for short that these pigments or colors or proofs derived from them luminesce, this always means that they luminesce under UV excitation at 365 nm.
- a x B y The two colors A and B are mixed with each other in respective proportions with the help of a three-roller machine in such a way that the two colors A and B have an x:y ratio of 2:1 (A2BI), 1: 1 (AiBi), 1:2 (A1B2) or 1:3 (A1B3).
- the offset printing inks obtained luminesce green.
- the pure colors A, B and the mixed colors A x B y are printed on security paper with a pressure of 1 g/m 2 and the proofs are dried at 60° C. for 2 hours.
- the corresponding proofs are referred to below as proofs A, B and A x B y .
- the table below shows the color regions of the CIE standard color space of FIGS. 4 and 5 and the visual brightness and phosphorescence intensities of the luminescence emissions of the proofs.
- Proof B is visually about as bright as the reference proof, but at 189% its phosphorescence intensity is significantly higher than the reference.
- visual brightness is enhanced while machine readability is maintained.
- the proportion of the pure phosphorescence color B, or of the phosphorescence pigment in the mixture should be above 50% in order to still obtain a sufficiently high level of machine readability.
- FIG. 5 shows the color locations of the proofs A (white point), B (black point) and the proofs A x B y (hatched points) in the CIE color diagram 30.
- the proofs A and B and thus the fluorescence and the phosphorescence, also have the same lightfastness of the luminescence when exposed to sunlight. Since the emission spectrum remains constant with aging, the spectrally integrated intensity of the fluorescence emission is measured as a parameter of the visual brightness. The spectrally integrated intensity of the phosphorescence emission is measured as a parameter of the machine-readable intensity. Both intensities show a similar course of the wool scale.
- the visual brightness and machine luminescence intensity of a proof is measured quantitatively before irradiation, for example using a Horiba FluoroMax 4 spectrometer with the settings mentioned above, and normalized to 100%.
- the pressure strip is then subjected to a wool scale test analogous to EN ISO 105-B01:1999, referred to below as the light test, for example in a Q-Lab xenon test chamber (Q-SUN Xe-2-H).
- Q-SUN Xe-2-H Q-Lab xenon test chamber
- the fluorescent capsule luminescent pigments (proof A) and the phosphorescent capsule luminescent pigments (proof B) have, by definition, the same light fastness of the luminescence.
- the mixed printing inks also show phosphorescence and fluorescence with the same light fastness, as shown by proof A1B2:
- the intensities of the fluorescence and the phosphorescence of the proof A1B2 normalized to the initial value differ by less than 10 percentage points on the wool scale 1 to 4 and therefore, by definition, have the same light fastness of the luminescence.
- the proof A1B2 therefore represents a green-luminescent luminescence feature according to the invention, in which the machine-readable component and the visual visible component age uniformly in the light test. Both the visual brightness (314%) and the phosphorescence intensity (132%) are significantly increased compared to the reference. The same applies to the proof AiBs, in which the phosphorescence and fluorescence also have the same light fastness, and in which both the visual brightness (241%) and the phosphorescence intensity (143%) are significantly increased compared to the reference.
- the two luminescent substances in the mixtures A x B y are also chemically stable to external influences.
- Exemplary embodiment 2 is based on a pigment system composed of a green fluorescent capsule luminescent pigment and a green phosphorescent capsule luminescent pigment.
- the capsule luminescent green phosphorescent pigment GP1 of Working Example 1 was used as the capsule luminescent phosphorescent pigment.
- the green fluorescent capsule luminescent pigment GF2 of Example 2 consists of a polyurea core with an organic fluorescent substance distributed therein from the class of benzoxazinone derivatives (CD 397 from Honeywell) and a melamine-formaldehyde shell.
- the pure fluorescent color C was produced analogously to exemplary embodiment 1 with the named capsule luminescence pigment GF2.
- the table below shows the color regions of the CIE standard color space of FIGS. 4 and 5 and the visual brightness and phosphorescence intensities of the luminescence emissions of the proofs.
- proofs B and C show the following residual intensities of the luminescence: Since the residual intensities of proofs C and B differ by 10 percentage points or less for all wool scale points considered, the fluorescent capsule luminescent pigments (proof C) and the phosphorescent capsule luminescent pigments (proof B) have the same lightfastness by definition.
- the mixed printing ink C1B2 also shows phosphorescence and fluorescence with the same light fastness.
- the fluorescence and phosphorescence of proof C1B2 show the following residual intensities in a light test:
- the intensities of fluorescence and phosphorescence normalized to the initial value differ by less than 10 percentage points on a wool scale of 1 to 4 and therefore, by definition, have the same light fastness.
- the proof C1B2 therefore represents a further green luminescent luminescent feature according to the invention, in which both the machine-readable component and the visual component age uniformly in the light test. Both the visual brightness (194%) and the phosphorescence intensity (130%) are significantly increased compared to the reference. Due to the core/shell structure of the pigments, both luminescent substances in the C1B2 mixture are chemically stable to external influences.
- Exemplary embodiment 3 is based on a pigment system composed of a red fluorescent capsule luminescent pigment and a red phosphorescent capsule luminescent pigment.
- the pigments used were produced analogously to Example 1 of publication WO 2017/080656 A1.
- analogous production means that the encapsulation method was adopted, but other dyes were used.
- the red fluorescent capsule luminescent pigment RF1 consists of a polyurea core with distributed organic fluorescent substances from the class of benzoxazinone derivatives (CD 397 from Honeywell) and perylenes (Lumogen Red F305 from BASF) and a melamine-formaldehyde -Covering.
- the mass fraction of the two luminescent substances in the core polymer is 15% by weight of the benzoxazinone derivative and 1% by weight of the perylene, based on the core polymer.
- the red phosphorescent capsule luminescent pigment RP1 consists of a polyurea core with a rare earth metal complex distributed therein (CD 740 from Honeywell) and a melamine-formaldehyde shell.
- the mass fraction of the luminescent substances in the core polymer is 1 to 20% by weight, based on the core polymer.
- the pure fluorescent ink E and the pure phosphorescent ink F were produced analogously to Example 1 with the capsule luminescent pigments mentioned.
- the pure fluorescent ink E contains the red fluorescent pigment RF1 and the pure phosphorescent ink F contains the red phosphorescent pigment RP1.
- the mixed ink E1F2 40 g of the red fluorescent pigment RF1 and 80 g of the red phosphorescent pigment RP1 were incorporated into an offset printing ink (Sicpa Holding SA) using a three-roll mill. The degree of pigmentation of the color is 15% by weight. The resulting offset ink is red luminescent. Proofs E, F and E1F2 were produced in the same way as in example 1.
- the table below shows the color regions of the CIE standard color space of FIGS. 4 and 5 and the visual brightness and phosphorescence intensities of the luminescence emissions of the proofs.
- the color locations of the proofs E (white dot), F (black dot) and the proof E1F2 (hatched dot) are also shown in FIG.
- proofs E and F show the following residual luminescence intensities: Since the residual intensities of proofs E and F differ by less than 10 percentage points for all wool scale points considered, the fluorescent capsule luminescent pigments (proof E) and the phosphorescent capsule luminescent pigments (proof F) have the same lightfastness of luminescence by definition. Accordingly, the mixed printing inks E1F2 also show phosphorescence and fluorescence with the same light fastness.
- the fluorescence and phosphorescence of proof E1F2 show the following residual intensities in a light test:
- the intensities of fluorescence and phosphorescence normalized to the initial value differ by less than 10 percentage points on a wool scale of 1 to 4 and therefore, by definition, have the same light fastness.
- the proof E1F2 therefore represents a red-luminescent luminescence feature according to the invention, in which both the machine-readable component and the visual component age uniformly in the light test. Both the visual brightness (166%) and the phosphorescence intensity (121%) are significantly increased compared to the reference. Due to the core/shell structure of the pigments, both luminescent substances in the E1F2 mixture are chemically stable to external influences.
- Comparative example 1 relates to a combination of luminescent pigments with different color impressions, specifically a green fluorescent capsule luminescent pigment and a red phosphorescent capsule luminescent pigment.
- the pigment GF1 of exemplary embodiment 1 was used as the green fluorescent capsule luminescent pigment
- the pigment RP1 of exemplary embodiment 3 was used as the red phosphorescent capsule luminescent pigment.
- the printing colors A and F from example 1 or 3 were mixed with each other with the help of a three-roll mill with the respective proportions in such a way that the two colors A and F were mixed in an x:y ratio of 1 :2 (AIF2), 1:3 (A1F3) and 1:5 (A1F5) are present.
- the offset printing inks obtained luminesce yellow to orange.
- the phosphorescence intensities of the comparison proofs A x F y are higher than those of the reference. But since the color region no. 2 ("yellowish green") of proof A, i.e. the fluorescence, and color region no. 12 ("pink") of proof F, i.e. the phosphorescence, do not adjoin one another, the fluorescence and the phosphorescence of the Mixed colors do not have a matching or essentially matching color impression. Accordingly, the standard color values of the comparison proofs A x F y are neither in color region No. 2 of proof A nor in color region No. 12 of proof F. Rather, the mixture of a green fluorescent pigment A and a red phosphorescent pigment F results a yellow or orange luminescent ink. The luminescence pigments A and F cannot therefore be mixed with one another in order to obtain a security printing ink according to the invention, since in particular the fluorescence and phosphorescence intensity cannot be adjusted while retaining the luminescence color impression.
- Comparative example 2 contains a phosphorescent substance with poorer light fastness of the luminescence, a terbium complex with 2-amino-4-chlorobenzoic acid (acbs) as a ligand being used as the phosphorescent substance.
- acbs 2-amino-4-chlorobenzoic acid
- the pigment GF1 of Example 1 was used as the green fluorescent capsule luminescent pigment.
- a pigment GP2 was produced analogously to example 1 of publication WO 2017/080656A1 as the green phosphorescent capsule luminescence pigment.
- the pigment GP2 consists of a polyurea core with the terbium complex described above distributed therein and a melamine-formaldehyde shell. The mass fraction of the two luminescent substances in the core polymer is in each case 20% by weight, based on the core polymer. Both pigments are green luminescent.
- the pure phosphorescent color G was produced analogously to exemplary embodiment 1 with the named capsule luminescent pigment GP2.
- the comparative mixed ink AiGi 40 g of the green fluorescent pigment GF1 and 40 g of the green phosphorescent pigment GP2 were incorporated into an offset printing ink (Sicpa Holding SA) using a three-roll mill.
- the degree of pigmentation of the paint is 15% by weight.
- the offset printing inks obtained luminesce green.
- the standard color values of the two proofs A and G, and thus the fluorescence and phosphorescence, are in the adjacent Kelly color regions No. 2 and No. 23, so visually they have an essentially identical color impression.
- Your binary mixture A1G1 is in the same color region no. 2 as the pure fluorescent color A.
- the proofs A and G, and thus the fluorescence and the phosphorescence show the following residual intensities of the luminescence: Since the luminescence intensity of proof G, i.e. in particular the phosphorescence, falls significantly faster in the light test than that of proof A, i.e. in particular the fluorescence, the residual intensities differ by more than 20 percentage points for the wool scale points 1 to 4.
- the capsule luminescent pigments A and G therefore have different degrees of lightfastness of the luminescence.
- the fluorescence and phosphorescence of the proof AiGi show the following residual intensities in a light test:
- the intensities of fluorescence and phosphorescence normalized to the initial value differ by more than 20 percentage points on wool scale 3 and 4 and therefore have different lightfastness.
- the phosphorescence intensity of the proof AiGi already falls below that of the reference at wool scale 1.
- a green luminescent security feature not according to the invention was obtained with the comparison proof AiGi.
- the machine-readable component ages faster than the visual component in the light test. After exposure to daylight, the security feature is still visually bright enough, for example with a wool scale of 4, but is no longer machine-readable and would therefore be sorted out by a bank note processing machine.
- FIGS. 6 and 7 show two exemplary embodiments of objects according to the invention provided with the described luminescent printing ink.
- 6 shows a section of a banknote 10 with a paper substrate 12 and a luminescent security element 40 printed on the paper substrate with two partial areas 42, 44, each of which is printed with a luminescent printing ink of the type described above.
- the visual impression of the security element 40 when viewed in white light is not the focus of the present invention.
- the security element can be invisible in white light or appear as a homogeneous, monochromatic area, for example by the luminescent printing inks of the partial areas 42, 44 being mixed with suitable remission pigments in addition to the capsule luminescent pigments described.
- the security element 40 When excited with non-visible excitation light, for example UV light 16, the security element 40 luminesces and shows a multicolored luminescence motif with different luminescent color impressions in the partial areas 42, 44.
- the luminescent motif can represent a national flag with a partial area 42 that luminesces green under UV illumination 16 and a partial area 44 that luminesces red.
- the green luminescent partial area 42 can be printed with an ink based on the above-described mixed color A1B2 of exemplary embodiment 1, for example, and the red luminescent partial area 44 can be printed with an ink based on the above-described mixed color E1F2 of exemplary embodiment 3.
- the security element 40 shows both a high visual luminescence brightness and a high phosphorescence intensity for the machine authenticity check in both partial areas 42, 44.
- the sub-areas are printed with a luminescent printing ink according to the invention and that the other sub-area is printed, for example, with a printing ink of high visual brightness but without machine readability. Both subareas are then involved in the visual authenticity check, while only the subarea printed with the luminescent printing ink according to the invention takes part in the machine authenticity check.
- FIG. 7 shows a further exemplary embodiment of a security element 50 on a paper substrate 12 of a document of value which, when excited with UV light 16, shows a natural motif, specifically a white snowflake 52 in front of a blue sky background 54.
- the security element can be invisible or appear as a homogeneous, monochromatic area.
- the white luminescence of the partial area 52 is obtained by a suitable mixture of red, green and blue luminous capsule luminescence pigments in a printing ink, which have the same stability against environmental influences, so that the white color impression does not change over time.
- capsule luminescent pigments are used, in whose cores red or blue fluorescent luminescent substances have been introduced. Red or blue phosphors are not included in the ink for the white portion.
- the printing ink contains, for example, the green fluorescent capsule luminescent pigment GF1 and the green phosphorescent capsule luminescent pigment GP1 of exemplary embodiment 1.
- the security element 50 visually shows the nature motif with a white snowflake 52 in front of a blue sky background 54, as illustrated in FIG.
- the excitation radiation is switched off, the fluorescence emission of the red and blue capsule luminescent pigments and the green fluorescent capsule luminescent pigment GF1 ends.
- the more slowly decaying phosphorescence emission of the pigment GP1 is used for the automatic authenticity check, with both the decay time and the luminescence spectrum of the pigments in the green, as well as the outline of the green phosphorescent partial area 52 being able to be used as a mark of authenticity.
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Finance (AREA)
- Business, Economics & Management (AREA)
- Accounting & Taxation (AREA)
- Inks, Pencil-Leads, Or Crayons (AREA)
- Printing Methods (AREA)
- Credit Cards Or The Like (AREA)
Abstract
The invention relates to a luminescent printing ink (20) for security printing, having a fluorescent substance (28-F) and a phosphorescent substance (28-P) which each luminesce in the visible spectral range when excited with non-visible excitation light. The printing ink (20) contains one or more capsule luminescent pigment varieties (22-F, 22-P), each of which has a core (24), a shell (26) encapsulating the core and a luminescent substance (28) present in the core. The fluorescent substance (28-F) and the phosphorescent substance (28-P) are each present as a luminescent substance in the core (24) of one or more of the capsule luminescent pigment varieties (22-F, 22-P) so that the capsule luminescent pigments form fluorescent capsule luminescent pigments (22-F) and/or phosphorescent capsule luminescent pigments (22-P). The luminescences of the fluorescent and the phosphorescent capsule luminescence pigments (22-F, 22-P) have the same light-fastness and the same chemical stability, and their luminescences visually produce a substantially matching colour impression.
Description
Lumineszierende Druckfarbe für den Sicherheitsdruck, Gegenstand mit Lumineszenzmerkmal und Herstellungsverfahren Luminescent printing ink for security printing, object with a luminescent feature and manufacturing process
Die Erfindung betrifft eine lumineszierende Druckfarbe für den Sicherheitsdruck und ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Druckfarbe. Die Erfindung betrifft auch einen Gegenstand, insbesondere ein Wertdokument, ein Sicherheitspapier oder eine Produktverpackung, mit einem aufgedruckten Lumineszenzmerkmal mit einer solchen lu- mineszierenden Druckfarbe, sowie ein zugehöriges Herstellungsverfahren. The invention relates to a luminescent printing ink for security printing and a method for producing such a printing ink. The invention also relates to an object, in particular a document of value, security paper or product packaging, with a printed luminescence feature using such a luminescent printing ink, and an associated manufacturing method.
Zur Absicherung von Wertdokumenten, wie etwa Banknoten oder Bankkarten, von Produktverpackungen und anderen abzusichernden Produkten, wie etwa Medikamenten, werden seit vielen Jahren Lumineszenzmerkmale eingesetzt, die auf das Wertdokument aufgedruckt werden und deren Vorhandensein durch Bestrahlung mit einer geeigneten Lichtquelle für einen Echtheitsnachweis herangezogen werden kann. Die unter Tageslicht für das Auge normalerweise unsichtbaren Lumineszenzstoffe werden durch UV-Strahlung geeigneter Wellenlänge angeregt und deren Anwesenheit durch das lu- mineszierte Licht verifiziert. Die Lumineszenz kann dabei visuell geprüft werden, beispielsweise kann das Vorhandensein einer Lumineszenzemission mit einer vorgegebenen Farbe und die Übereinstimmung mit einem vorgegebenen räumlichen Muster von einem Betrachter geprüft werden. Auch eine maschinelle Echtheitsprüfung ist möglich, bei der die Lumineszenzemission mit einem optoelektronischen Detektor aufgenommen und das Messsignal auf vorgegebene charakteristische Eigenschaften geprüft wird, um einen Hinweis auf die Echtheit des Wertdokuments zu erhalten. To protect value documents, such as banknotes or bank cards, product packaging and other products to be protected, such as medicines, luminescence features have been used for many years, which are printed on the value document and whose presence can be used for proof of authenticity by irradiation with a suitable light source . The luminescent substances, which are normally invisible to the naked eye in daylight, are excited by UV radiation of a suitable wavelength and their presence is verified by the luminescent light. In this case, the luminescence can be checked visually, for example the presence of a luminescence emission with a predefined color and the correspondence with a predefined spatial pattern can be checked by an observer. A mechanical authenticity check is also possible, in which the luminescence emission is recorded with an optoelectronic detector and the measurement signal is checked for predetermined characteristic properties in order to obtain an indication of the authenticity of the document of value.
Für maschinell nachweisbare Lumineszenzmerkmale werden oft anorganische Phos- phore verwendet. Fluoreszenzstoffe sind wegen ihrer kurzen Abklingzeiten für die maschinelle Echtheitsprüfung in der Regel weniger geeignet, da viele Verunreinigungen, wie etwa optische Aufheller aus haushaltsüblichen Waschmitteln, die oft auf im Umlauf befindlichen Banknoten zu finden sind, selbst fluoreszieren und ein sicherer maschineller Nachweis eines fluoreszierenden Sicherheitsmerkmals durch solche Hintergrundfluoreszenzen daher erschwert ist. Für maschinell nachweisbare Sicherheitsmerkmale wer-
den daher meist Phosphoreszenzstoffe eingesetzt, die auch nach Abschalten der Anregungsstrahlung Licht mit einer charakteristischen Abklingzeit emittieren, so dass die Lumineszenz leicht von eventuellen Hintergrundfluoreszenzen unterschieden werden kann. Inorganic phosphors are often used for machine-detectable luminescence characteristics. Because of their short decay times, fluorescent substances are generally less suitable for machine authentication, since many contaminants, such as optical brighteners from household detergents, which are often found on banknotes in circulation, fluoresce themselves and a reliable machine proof of a fluorescent security feature through such background fluorescence is therefore difficult. For machine-verifiable security features, which is why mostly phosphorescent substances are used, which emit light with a characteristic decay time even after the excitation radiation has been switched off, so that the luminescence can be easily distinguished from any background fluorescence.
Die genannten anorganischen Phosphore weisen in der Regel gute bis sehr gute chemische Stabilitäten und eine gute Lichtechtheit auf, haben jedoch auch eine Reihe von Nachteilen. So haben anorganische Phosphore verglichen mit den typischerweise für die visuelle Verifikation verwendeten organischen Lumineszenzstoffen deutlich geringere Lumineszenzintensitäten. Dies erfordert eine relativ hohe Beladung einer Druckfarbe mit den Phosphoreszenzpigmenten, um noch eine ausreichende visuelle Lumineszenzintensität für eine visuelle Prüfung zu erhalten. Als Folge lässt sich die beladene Druckfarbe allerdings nur schwer verdrucken, beispielsweise können keine filigranen Muster gedruckt werden. Weiter weisen anorganische Phosphore eine hohe mechanische Härte auf, die zu mechanischem Abrieb und Verschleiß in den Druckmaschinen führen kann. Die hohe Dichte anorganischer Phosphore kann auch dazu führen, dass sich die damit beladenen Druckfarben während langen Druckvorgängen im Farbkasten oder nach längerer Lagerung entmischen. The inorganic phosphors mentioned generally have good to very good chemical stability and good lightfastness, but they also have a number of disadvantages. In comparison to the organic luminescence substances typically used for visual verification, inorganic phosphors have significantly lower luminescence intensities. This requires a relatively high loading of a printing ink with the phosphorescence pigments in order to still obtain sufficient visual luminescence intensity for a visual inspection. As a result, however, the loaded printing ink is difficult to print, for example filigree patterns cannot be printed. Furthermore, inorganic phosphors have a high mechanical hardness, which can lead to mechanical abrasion and wear in the printing machines. The high density of inorganic phosphors can also lead to the printing inks loaded with them separating during long printing processes in the ink fountain or after prolonged storage.
Als Alternative zu anorganischen Phosphoreszenzstoffen sind metallorganische Phosphoreszenzstoffe bekannt. Diese sind besser als anorganische Phosphore geeignet, in gängige Druckfarben eingebracht zu werden, weisen allerdings eine geringere chemische Stabilität auf und sind beispielsweise gegen Säuren und Basen empfindlich. Diesem Nachteil kann durch die Verwendung von Kapsel-Lumineszenzpigmenten begegnet werden, bei denen die Phosphoreszenzstoffe im Kern eingeschlossen und von einer merkmalsfreien Hülle umhüllt sind. Dadurch wird die chemische Beständigkeit der Lumineszenzstoffe erhöht, allerdings kann nur eine begrenzte Menge an Lumineszenzstoff im Kern verteilt werden, so dass verkapselte metallorganische Phosphoreszenzpig-
mente nur eine geringe Lumineszenzintensität aufweisen. Obwohl diese geringe Lumineszenzintensität für eine maschinelle Echtheitsprüfung ausreicht, sind phosphoreszierende Kapsel-Lumineszenzpigmente oft nicht für eine visuelle Verifikation geeignet. Organometallic phosphors are known as an alternative to inorganic phosphors. These are more suitable than inorganic phosphors for being incorporated into common printing inks, but they have lower chemical stability and are sensitive to acids and bases, for example. This disadvantage can be countered by using capsule luminescent pigments in which the phosphorescent substances are enclosed in the core and surrounded by a feature-free shell. This increases the chemical stability of the luminescent substances, but only a limited amount of luminescent substance can be distributed in the core, so that encapsulated organometallic phosphorescent pigments mente only have a low luminescence intensity. Although this low luminescence intensity is sufficient for machine authentication, phosphorescent capsule luminescent pigments are often not suitable for visual verification.
Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Nachteile des Stands der Technik zu überwinden und insbesondere eine lumineszierende Druckfarbe für den Sicherheitsdruck bereitzustellen, die sowohl visuell als auch maschinell zuverlässig auf Echtheit geprüft werden kann. Die Erfindung soll auch ein Herstellungsverfahren für eine solche Druckfarbe angeben, und es soll ein Gegenstand mit einem mit einer solchen Druckfarbe aufgedruckten Lumineszenzmerkmal, sowie ein entsprechendes Herstellungsverfahren bereitgestellt werden. Proceeding from this, the object of the invention is to overcome the disadvantages of the prior art and in particular to provide a luminescent printing ink for security printing which can be reliably checked for authenticity both visually and mechanically. The invention is also intended to provide a manufacturing method for such an ink and to provide an article having a luminescent feature printed with such an ink and a corresponding manufacturing method.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. This object is solved by the features of the independent claims. Developments of the invention are the subject matter of the dependent claims.
Gemäß der Erfindung enthält eine lumineszierende Druckfarbe für den Sicherheitsdruck einen Fluoreszenzstoff und einen Phosphoreszenzstoff, die jeweils bei Anregung mit nicht-sichtbarem Anregungslicht im sichtbaren Spektralbereich lumineszieren. According to the invention, a luminescent printing ink for security printing contains a fluorescent substance and a phosphorescent substance, each of which luminesces in the visible spectral range when excited with non-visible excitation light.
Die Druckfarbe enthält dabei eine oder mehrere Kapsel-Lumineszenzpigment-Sorten, die jeweils einen Kern, eine den Kern verkapselnde Hülle und einen im Kern vorliegenden Lumineszenzstoff aufweisen. The printing ink contains one or more types of capsule luminescent pigments, each of which has a core, a shell encapsulating the core and a luminescent substance present in the core.
Der Fluoreszenzstoff und der Phosphoreszenzstoff liegen dabei jeweils als Lumineszenzstoff im Kern einer oder mehrerer der Kapsel-Lumineszenzpigment-Sorten vor, so dass die Kapsel-Lumineszenzpigmente fluoreszierende und/ oder phosphoreszierende Kapsel-Lumineszenzpigmente bilden, die eine Fluoreszenz und eine Phosphoreszenz aufweisen.
Dabei weisen die Fluoreszenz und die Phosphoreszenz der Kapsel-Lumineszenzpigmente die gleiche Lichtechtheit und gleiche Chemikalienstabilität auf, und sie erzeugen visuell einen im Wesentlichen übereinstimmenden Farbeindruck. The fluorescent substance and the phosphorescent substance are each present as a luminescent substance in the core of one or more types of capsule luminescent pigments, so that the capsule luminescent pigments form fluorescent and/or phosphorescent capsule luminescent pigments that exhibit fluorescence and phosphorescence. The fluorescence and the phosphorescence of the capsule luminescence pigments have the same light fastness and the same chemical stability, and visually they produce an essentially matching color impression.
Als eine Kapsel-Lumineszenzpigment-Sorte werden dabei Kapsel-Lumineszenzpigmente mit jeweils gleichem Kern-Hülle- Aufbau und gleichem im Kern vorliegenden Lumineszenzstoff bezeichnet. Beispielsweise bilden die oben genannten fluoreszierenden Kapsel-Lumineszenzpigmente und die phosphoreszierenden Kapsel-Lumineszenzpigmente jeweils eine Kapsel-Lumineszenzpigment-Sorte. Auch Kapsel-Lumineszenzpigmente, in deren Kern sowohl ein Fluoreszenzstoff als auch ein Phosphoreszenzstoff vorliegt, bilden eine Kapsel-Lumineszenzpigment-Sorte. Capsule luminescent pigments with the same core-shell structure and the same luminescent substance present in the core are referred to as a type of capsule luminescent pigment. For example, the above-mentioned fluorescent capsule luminescent pigments and phosphorescent capsule luminescent pigments each form a kind of capsule luminescent pigment. Capsule luminescent pigments, in the core of which there is both a fluorescent substance and a phosphorescent substance, also form a type of capsule luminescent pigment.
Als nicht-sichtbares Anregungslicht kommt vorteilhaft UV-Licht, insbesondere im UV- A-Bereich, beispielsweise mit einem Beleuchtungsschwerpunkt bei einer Wellenlänge von 365 nm, in Frage. Daneben sind auch IR-anregbare Lumineszenzstoffe bekannt, insbesondere sogenannte Up-Converter, die mit nicht-sichtbarem Anregungslicht im infraroten Spektralbereich angeregt werden können und dann eine Emission im sichtbaren Spektralbereich zeigen. UV light, in particular in the UV-A range, for example with an illumination focal point at a wavelength of 365 nm, can advantageously be used as the non-visible excitation light. In addition, IR-excitable luminescent substances are also known, in particular so-called up-converters, which can be excited with non-visible excitation light in the infrared spectral range and then emit in the visible spectral range.
Der UV-Spektralbereich erstreckt sich dabei für die Zwecke der vorliegenden Beschreibung von 10 bis 380 nm, insbesondere von 200 bis 380 nm, der sichtbare Spektralbereich von 380 bis 780 nm, der IR-Spektralbereich von 780 nm bis 30 pm, insbesondere von 780 bis 3000 nm. Die Angaben beziehen sich jeweils auf den Schwerpunkt eines Spektrums. For the purposes of the present description, the UV spectral range extends from 10 to 380 nm, in particular from 200 to 380 nm, the visible spectral range from 380 to 780 nm, the IR spectral range from 780 nm to 30 pm, in particular from 780 to 3000 nm. The information relates to the focal point of a spectrum.
Fluoreszenzstoffe und Phosphoreszenzstoffe sind beides Lumineszenzstoffe, sie unterscheiden sich allerdings in ihrer Lumineszenzabklingzeit. Lumineszenzstoffe, die eine Abklingzeit von 10 gs oder mehr aufweisen, werden im Rahmen dieser Beschreibung als Phosphoreszenzstoffe bezeichnet, während Lumineszenzstoffe, die eine Abklingzeit von 1 |is oder weniger aufweisen, als Fluoreszenzstoffe bezeichnet werden. Eine Lumi-
neszenz mit einer Abklingzeit von 10 gs oder mehr wird im Rahmen dieser Beschreibung als Phosphoreszenz bezeichnet, und eine Lumineszenz mit einer Abklingzeit von 1 |is oder weniger als Fluoreszenz. Fluorescent substances and phosphorescent substances are both luminescent substances, but they differ in their luminescence decay time. Luminescent substances that have a decay time of 10 gs or more are referred to as phosphorescent substances in the context of this description, while luminescent substances that have a decay time of 1 μs or less are referred to as fluorescent substances. A Lumi For the purposes of this specification, nescence with a decay time of 10 gs or more is referred to as phosphorescence, and luminescence with a decay time of 1 μs or less as fluorescence.
Die lumineszierende Druckfarbe muss mindestens einen Fluoreszenzstoff und mindestens einen Phosphoreszenzstoff aufweisen, es versteht sich aber, dass sie auch mehrere Fluoreszenzstoffe und/ oder mehrere Phosphoreszenzstoffe aufweisen kann. Ein Fluoreszenzstoff bzw. ein Phosphoreszenzstoff kann auch als Mischung mehrerer Fluoreszenzstoffe bzw. Phosphoreszenzstoffe vorliegen. The luminescent printing ink must have at least one fluorescent substance and at least one phosphorescent substance, but it goes without saying that it can also have a number of fluorescent substances and/or a number of phosphorescent substances. A fluorescent substance or a phosphorescent substance can also be present as a mixture of several fluorescent substances or phosphorescent substances.
Die Phosphoreszenzstoffe der vorliegenden Erfindung weisen vorteilhaft eine Abklingzeit von mindestens 100 gs, besonders bevorzugt zwischen 250 gs und 5 ms, auf. In diesem Zeitfenster ist eine genaue Detektion des Abklingverhaltens einer mit der lumines- zierenden Druckfarbe gedruckten Markierung auch auf schnell laufenden Banknotenbearbeitungsmaschinen möglich. Ein weiterer Vorteil von Phosphoreszenzstoffen besteht darin, dass die charakteristische Lumineszenzabklingzeit eines verwendeten Phosphoreszenzstoffs als weiteres Echtheitsmerkmal genutzt werden kann. The phosphors of the present invention advantageously have a decay time of at least 100 gs, particularly preferably between 250 gs and 5 ms. In this time window, an exact detection of the decay behavior of a marking printed with the luminescent printing ink is also possible on fast-running bank note processing machines. A further advantage of phosphorescent substances is that the characteristic luminescence decay time of a phosphorescent substance used can be used as a further authenticity feature.
Die Abklingzeit der Fluoreszenzstoffe der vorliegenden Erfindung liegt vorteilhaft sogar unterhalb von 0,1 gs und kann bis in den Nano- oder sogar Pikosekundenbereich herabreichen. The decay time of the fluorescers of the present invention is advantageously even below 0.1 gs and can be down to the nano or even picosecond range.
Der Phosphoreszenzstoff der lumineszierenden Druckfarbe weist mit Vorteil eine zumindest um einen Faktor 10, vorzugsweise sogar eine um einen Faktor 50 oder sogar 100, größere Lumineszenzabklingzeit als der Fluoreszenzstoff auf. The phosphorescent substance of the luminescent printing ink advantageously has a luminescence decay time that is at least a factor of 10, preferably even a factor of 50 or even 100, longer than the fluorescent substance.
Bei dem mindestens einen Phosphoreszenzstoff handelt es sich vorteilhaft um einen organischen oder metallorganischen Phosphoreszenzstoff, bevorzugt um einen metallor-
ganischen Phosphoreszenzstoff mit Ir, Pt, Zn, Cu, Eu, Tb, Dy, Gd, oder Sm als Zentralatom, besonders bevorzugt um einen Lanthanoid-Komplex mit Eu, Tb, Dy, Gd, oder Sm als Zentralatom, und ganz besonders bevorzugt mit Eu oder Tb als Zentralatom. The at least one phosphorescent substance is advantageously an organic or organometallic phosphorescent substance, preferably a metallo- ganic phosphorescent substance with Ir, Pt, Zn, Cu, Eu, Tb, Dy, Gd, or Sm as the central atom, particularly preferably around a lanthanide complex with Eu, Tb, Dy, Gd, or Sm as the central atom, and very particularly preferably with Eu or Tb as the central atom.
Der Phosphoreszenzstoff ist bevorzugt so gewählt, dass er mit UV-Strahlung, bevorzugt im UV-A-Bereich, besonders bevorzugt mit Strahlung mit einem Beleuchtungsschwerpunkt von 365 nm, anregbar ist und im sichtbaren Spektralbereich emittiert. Der Massenanteil des Phosphoreszenzstoffs im Kern der Kapsel-Lumineszenzpigmente liegt vorteilhaft zwischen 0,1 und 30 %, bevorzugt zwischen 5 und 25 %, wobei sich die Prozentangaben auf Gewichtsprozent beziehen. The phosphorescent substance is preferably selected in such a way that it can be excited with UV radiation, preferably in the UV-A range, particularly preferably with radiation having an illumination focus of 365 nm, and emits in the visible spectral range. The mass fraction of the phosphorescent substance in the core of the capsule luminescent pigments is advantageously between 0.1 and 30%, preferably between 5 and 25%, the percentages relating to weight percent.
Bei einem Phosphoreszenzstoffanteil oberhalb von 30 % besteht die Gefahr, dass der Phosphoreszenzstoff die Vernetzung bei der Bildung des Kern-Polymers oder des Polymers der Hülle stört, so dass die Hülle beispielsweise Risse aufweist und damit die Schutzfunktion der Hülle verloren gehen kann. Durch den maximalen Phosphoreszenzstoffanteil von 30 % erscheint das Kapsel-Lumineszenzpigment allerdings visuell unter UV-Licht relativ leuchtschwach, obwohl die Phosphoreszenzintensität für die maschinelle Lesbarkeit ausreichend ist. Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Kombination des Phosphoreszenzstoffs mit einem Fluoreszenzstoff bzw. mit fluoreszierenden Kapsel-Lumineszenzpigmenten mit im Wesentlichen übereinstimmenden Farbeindrucks überwunden, da der Fluoreszenzstoff die visuelle Helligkeit wesentlich erhöhen kann. If the proportion of phosphorescent substance is above 30%, there is a risk that the phosphorescent substance will interfere with the crosslinking during the formation of the core polymer or the polymer of the shell, so that the shell has cracks, for example, and the protective function of the shell can thus be lost. However, due to the maximum phosphorescent content of 30%, the capsule luminescent pigment appears relatively faint visually under UV light, although the phosphorescence intensity is sufficient for machine readability. According to the invention, this problem is overcome by combining the phosphorescent substance with a fluorescent substance or with fluorescent capsule luminescent pigments with an essentially matching color impression, since the fluorescent substance can significantly increase the visual brightness.
Die eingangs angesprochene geringere chemische Stabilität der metallorganischen Phosphoreszenzstoffe wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung durch die Verwendung von Kapsel-Lumineszenzpigmenten überwunden, bei der der Lumineszenzstoff im Kern eingeschlossen und von einer merkmalsfreien Hülle umhüllt ist. Dadurch ist es möglich, die chemische Beständigkeit der Lumineszenzstoffe zu erhöhen und eine gute Einbringbarkeit in die Druckfarbe zu erreichen. Aufgrund ihrer relativ geringen Dichte entmischen sich die erfindungsgemäßen Kapsel-Lumineszenzpigmente nicht von den
damit beladenen Druckfarben während langer Druckvorgänge im Farbkasten und bleiben homogen in der erfindungsgemäßen Druckfarbe dispergiert. Ihre geringe Härte ermöglicht eine lange Lebensdauer der Druckplatten. Die Druckfarbe selbst eignet sich auch für attraktive filigrane Druckdesigns, beispielsweise einen Raster druck mit hoher Auflösung. Während herkömmlich die begrenzte Menge an Phosphoreszenzstoff, die im Kern eines Kapsel-Lumineszenzpigments verteilt werden kann, aufgrund der geringen Lumineszenzintensität eine visuelle Verifikation meist nicht zulässt, erlaubt die erfindungsgemäße Kombination mit einem farbgleichen Fluoreszenzstoff trotz des Einsatzes verkapselter Phosphoreszenzstoffe eine hohe visuelle Helligkeit der Lumineszenz. The lower chemical stability of the organometallic phosphorescent substances mentioned at the outset is overcome within the scope of the present invention by the use of capsule luminescent pigments in which the luminescent substance is enclosed in the core and surrounded by a feature-free shell. This makes it possible to increase the chemical resistance of the luminescent substances and to achieve good incorporation into the printing ink. Due to their relatively low density, the capsule luminescent pigments according to the invention do not separate from the thus loaded inks during long printing runs in the ink fountain and remain homogeneously dispersed in the ink of the invention. Their low hardness enables the printing plates to have a long service life. The ink itself is also suitable for attractive, delicate print designs, such as high-resolution screen printing. While conventionally the limited amount of phosphorescent substance that can be distributed in the core of a capsule luminescent pigment usually does not allow visual verification due to the low luminescence intensity, the combination according to the invention with a fluorescent substance of the same color allows a high visual brightness of the luminescence despite the use of encapsulated phosphorescent substances.
Bei dem mindestens einen Fluoreszenzstoff handelt es sich vorzugsweise um einen oder mehrere organische oder metallorganische Fluoreszenzstoffe. Der Fluoreszenzstoff ist bevorzugt so gewählt, dass er unter Bestrahlung mit UV-Strahlung, bevorzugt im UVA- Bereich, besonders bevorzugt mit Strahlung mit einem Beleuchtungsschwerpunkt von 365 nm, anregbar ist und im sichtbaren Spektralbereich emittiert. Geeignete organische Fluoreszenzstoffe sind beispielsweise Perylen-, Benzoxazinon-, Oxinat-, Benzthiazon-, Anthranilsäure-, Aldazin- und Salicylsäurederivate. The at least one fluorescent substance is preferably one or more organic or organometallic fluorescent substances. The fluorescent substance is preferably selected in such a way that it can be excited under irradiation with UV radiation, preferably in the UVA range, particularly preferably with radiation having an illumination focus of 365 nm, and emits in the visible spectral range. Examples of suitable organic fluorescent substances are perylene, benzoxazinone, oxinate, benzothiazone, anthranilic, aldazine and salicylic acid derivatives.
Besonders bevorzugt sind der Fluoreszenzstoff und der Phosphoreszenzstoff so aufeinander abgestimmt, dass sie mit der gleichen nicht-sichtbaren Anregungsstrahlung anregbar sind. The fluorescent substance and the phosphorescent substance are particularly preferably matched to one another in such a way that they can be excited with the same non-visible excitation radiation.
Durch die erfindungsgemäße Kombination der beiden Kapsel-Lumineszenzpigment- Sorten erreicht die lumineszierende Druckfarbe trotz einer geringen visuellen Helligkeit der maschinenlesbaren phosphoreszierenden Kapsel-Lumineszenzpigmente zugleich eine hohe visuelle Helligkeit. Wegen des im Wesentlichen übereinstimmenden Farbeindrucks verstärken sich visuell die Wirkungen der beiden Lumineszenzen. Die Kombination bietet darüber hinaus die Möglichkeit, die Intensität der visuellen und maschinenlesbaren Lumineszenz gezielt, insbesondere unabhängig voneinander, durch das
Mischungsverhältnis der beiden Lumineszenzstoffe einzustellen und so einer vorgesehenen Anwendung anzupassen. The combination according to the invention of the two types of capsule luminescent pigment means that the luminescent printing ink simultaneously achieves high visual brightness despite a low visual brightness of the machine-readable phosphorescent capsule luminescent pigments. Because of the essentially matching color impression, the effects of the two luminescences are visually intensified. The combination also offers the possibility of increasing the intensity of the visual and machine-readable luminescence in a targeted manner, in particular independently of one another, by means of the Setting the mixing ratio of the two luminescent substances and adapting it to an intended application.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Lumineszenzspektren des Fluoreszenzstoffs und des Phosphoreszenzstoffs trotz des im Wesentlichen übereinstimmenden visuellen Farbeindrucks voneinander verschieden. Das Vorliegen unterschiedlicher Lumineszenzspektren bei im Wesentlichen übereinstimmendem visuellen Farbeindruck ist aus der Farblehre als Metamerie bekannt und begründet sich im physiologischen Aufbau der Farbrezeptoren im Auge, sodass es nicht möglich ist, aus dem Farbeindruck auf die Zusammensetzung des Farbreizes (hier: das Lumineszenzspektrum) zurückzuschließen. Die unterschiedlichen Lumineszenzspektren können als weiteres maschinenlesbares Echtheitskennzeichen dienen, da die gemessene Lumineszenzemission wegen der unterschiedlichen Abklingzeiten der Lumineszenzstoffe dann abhängig vom Messzeitpunkt unterschiedliche spektrale Verteilung aufweist. Bei einer Messung während der Dauer der nicht-sichtbaren Anregung tragen sowohl der Fluoreszenzstoff als auch der Phosphoreszenzstoff zur Emission bei, die Gesamtemission stellt eine gewichtete Addition der beiden Lumineszenzspektren dar. Bei einer Messung nach dem Ende der Anregung während der Abklingdauer des Phosphoreszenzstoffs trägt dagegen nur noch der Phosphoreszenzstoff zur Emission bei, so dass die Gesamtemission das Spektrum des Phosphoreszenzstoffs alleine zeigt. In an advantageous embodiment, the luminescence spectra of the fluorescent substance and of the phosphorescent substance are different from one another despite the essentially matching visual color impression. The existence of different luminescence spectra with essentially the same visual color impression is known from color theory as metamerism and is based on the physiological structure of the color receptors in the eye, so that it is not possible to draw conclusions about the composition of the color stimulus (here: the luminescence spectrum) from the color impression. The different luminescence spectra can serve as a further machine-readable mark of authenticity, since the measured luminescence emission then has different spectral distributions depending on the time of measurement due to the different decay times of the luminescent substances. In the case of a measurement during the duration of the non-visible excitation, both the fluorescent substance and the phosphorescent substance contribute to the emission, the total emission represents a weighted addition of the two luminescence spectra. In the case of a measurement after the end of the excitation during the decay period of the phosphorescent substance, on the other hand, only contributes nor does the phosphor contribute to the emission, so that the total emission shows the spectrum of the phosphor alone.
Die Kapsel-Lumineszenzpigmente der Druckfarbe weisen mit Vorteil jeweils einen Polymer-Kern mit mindestens einem darin gelösten oder dispergierten Lumineszenzstoff, und eine Hülle aus einem zweiten Polymer auf. Geeignete Polymere für Kern und Hülle sind insbesondere gemäß der Druckschrift WO 2017/080654 Al ausgewählt, deren Offenbarung insoweit in die vorliegende Anmeldung aufgenommen wird. The capsule luminescent pigments of the printing ink advantageously each have a polymer core with at least one luminescent substance dissolved or dispersed therein, and a shell made of a second polymer. Suitable polymers for the core and shell are selected in particular from publication WO 2017/080654 A1, the disclosure of which is incorporated into the present application in this respect.
Eine solche Kern/ Hülle-Struktur gewährleistet eine hohe chemische Stabilität der Lumineszenz der verkapselten Lumineszenzpigmente gegenüber äußeren Einflüssen. Da-
bei werden unter äußeren Einflüssen insbesondere Luftfeuchtigkeit, wässrige Umgebung, Schweiß, Fette, Waschmittel, Lösungsmittel oder chemische Verbindungen wie Laugen, Säuren, Alkohole oder Aceton verstanden. Der Kern und die Hülle der verschiedenen Kapsel-Lumineszenzpigment-Sorten bestehen vorzugsweise jeweils aus den gleichen Materialien, so dass diese sich lediglich durch den im Kern befindlichen Lumineszenzstoff unterscheiden. In einer vorteilhaften Variante besteht der Kern aus einem ersten Polymer und die Hülle aus einem zweiten Polymer, das vom Kern-Polymer in mindestens einem Monomer verschieden ist. Such a core/shell structure ensures high chemical stability of the luminescence of the encapsulated luminescent pigments with respect to external influences. There- in external influences are understood to mean in particular humidity, watery environment, sweat, fats, detergents, solvents or chemical compounds such as alkalis, acids, alcohols or acetone. The core and the shell of the different types of capsule luminescent pigment are preferably made of the same materials, so that they differ only in the luminescent substance in the core. In an advantageous variant, the core consists of a first polymer and the shell consists of a second polymer which differs from the core polymer in at least one monomer.
Mit besonderem Vorteil unterscheiden sich die beiden Kapsel-Lumineszenzpigment- Sorten der lumineszierenden Druckfarbe im Wesentlichen nicht in ihren chemischen und physikalischen Eigenschaften. Dies kann durch eine aufeinander abgestimmte Wahl der Materialien für Kapsel-Kern und Kapsel-Hülle erreicht werden, beispielsweise können im einfachsten Fall jeweils gleiche Materialien für den Kern und die Hülle verschiedener Kapsel-Lumineszenzpigment-Sorten gewählt werden, wie oben beschrieben. Dabei ist es insbesondere wichtig, dass die Fluoreszenz und die Phosphoreszenz gleiche Lichtechtheit aufweisen, sich also in ihrer Stabilität gegenüber der Bestrahlung mit Tageslicht nicht unterscheiden. Anderenfalls könnte es bei einer Echtheitsprüfung zu Unstimmigkeiten kommen, da ein mit der Druckfarbe gedrucktes Lumineszenzmerkmal dann beispielsweise visuell noch ausreichend lumineszieren kann, von einem Banknotenprüfgerät aber wegen zu geringer Intensität abgelehnt wird, da die phosphoreszierende Komponente bereits degradiert ist. With particular advantage, the two types of capsule luminescence pigment of the luminescent printing ink do not essentially differ in their chemical and physical properties. This can be achieved by a coordinated choice of the materials for the capsule core and capsule shell, for example in the simplest case the same materials can be selected for the core and the shell of different types of capsule luminescent pigments, as described above. It is particularly important that the fluorescence and the phosphorescence have the same light fastness, ie do not differ in their stability to exposure to daylight. Otherwise, there could be discrepancies in an authenticity check, since a luminescent feature printed with the printing ink can then, for example, still luminesce visually enough, but is rejected by a banknote checking device because the intensity is too low, since the phosphorescent component is already degraded.
Lichtechtheit ist in der vorliegenden Beschreibung wie in der Druckschrift WO 2017/080654 Al beschrieben definiert, wobei die Lumineszenz der Kapsel-Lumineszenzpigmente einer erfindungsgemäßen lumineszierenden Druckfarbe insbesondere mit der dort beschriebenen Testmethode auf ihre Lichtechtheit getestet werden kann. Gleiche Lichtechtheit liegt demnach insbesondere dann vor, wenn die auf den Anfangswert normierten Intensitäten der Fluoreszenz und der Phosphoreszenz der Kapsel-Lumineszenzpigmente sich jeweils bei Wollskala 1 bis 4 gemäß Testverfahren B der WO
2017/080654 Al voneinander um weniger als 20 Prozentpunkte, insbesondere bevorzugt um weniger als 10 Prozentpunkte, unterscheiden. Dadurch wird ermöglicht, dass die Fluoreszenz und die Phosphoreszenz der Druckfarbe bei Tageslichtbeleuchtung nicht unterschiedlich schnell degradieren. Light fastness is defined in the present description as described in publication WO 2017/080654 A1, in which case the luminescence of the capsule luminescent pigments of a luminescent printing ink according to the invention can be tested for light fastness in particular using the test method described there. Accordingly, the same light fastness is present in particular when the intensities of the fluorescence and phosphorescence of the capsule luminescent pigments normalized to the initial value are each on a wool scale of 1 to 4 according to test method B of WO 2017/080654 A1 differ from one another by less than 20 percentage points, particularly preferably by less than 10 percentage points. This makes it possible for the fluorescence and phosphorescence of the printing ink to not degrade at different rates when exposed to daylight.
Durch die Verkapselung der beiden Lumineszenzstoffe kann außerdem gewährleistet werden, dass sich die Fluoreszenz und die Phosphoreszenz nicht in ihrer chemischen Stabilität unterscheiden. Dies bietet einen wesentlichen Vorteil gegenüber einer alternativen Vorgehensweise, bei der Fluoreszenz- und Phosphoreszenzstoffe ohne Hülle gemischt werden. Ohne Verkapselung kann es etwa nach einem Waschmaschinengang zu einem Verlust oder Ausbleichen eines der Pigmente kommen, sodass beispielsweise die Maschinenlesbarkeit verloren gehen könnte, ohne dass dies visuell erkennbar wäre.The encapsulation of the two luminescent substances can also ensure that the fluorescence and the phosphorescence do not differ in their chemical stability. This offers a significant advantage over an alternative approach in which fluorescers and phosphors are mixed without a shell. Without encapsulation, one of the pigments can be lost or faded after washing, for example, so that machine readability could be lost without this being visually recognizable.
Auch könnte durch Behandlung des Wertdokuments mit einem Lösungsmittel die visuell sichtbare Komponente herausgelöst werden, während die maschinenlesbare Komponente erhalten bliebe. Das Sicherheitsmerkmal wäre für den normalen Anwender dann nicht mehr oder nur noch schwer erkennbar und hätte damit keinen Nutzen für die Bürger. The visually visible component could also be dissolved out by treating the document of value with a solvent, while the machine-readable component would remain. The security feature would then no longer be recognizable or only with difficulty for the normal user and would therefore be of no use to the public.
Im Rahmen dieser Erfindung wird unter einer im Wesentlichen gleich hohen chemischen Stabilität der Fluoreszenz und der Phosphoreszenz verstanden, dass die nach Einwirkung einer Chemikalie verbleibende Intensität der Fluoreszenz, gemessen beispielsweise während einer kontinuierlichen Anregungsbeleuchtung (siehe unten), und der Phosphoreszenz, gemessen beispielsweise 10 ps nach Ende der Anregung (siehe unten), eines Probeandrucks jeweils höher ist als 80 % der Anfangsintensität, insbesondere nach einer Exposition für 5 Minuten gegenüber Toluol, Ethylacetat, Salzsäure (5 %), Natronlauge (2 %), Natriumhypochlorit-Lösung (5 % aktives Chlor) sowie Aceton. Für Details des Testverfahrens wird auf das Testverfahren A5 der WO 2017/080654 Al verwiesen.
Enthält die Druckfarbe mehrere Kapsel-Lumineszenzpigment-Sorten, so weisen diese vorteilhaft gleiche Korngröße auf, wobei der D99-Wert der Kapsel-Lumineszenzpigmente mit Vorteil kleiner als 25 gm, bevorzugt sogar kleiner als 12 gm, insbesondere kleiner als 6 gm ist. Gleiche Korngröße bedeutet dabei eine maximale Abweichung der D99-Werte der Kapsel-Lumineszenzpigmente von 20 % oder weniger, bevorzugt von 10 % oder weniger. In the context of this invention, a substantially equally high chemical stability of fluorescence and phosphorescence is understood to mean that the intensity of fluorescence remaining after exposure to a chemical, measured for example during continuous excitation illumination (see below), and of phosphorescence, measured for example 10 ps after the end of the excitation (see below), a test print is higher than 80% of the initial intensity, in particular after exposure for 5 minutes to toluene, ethyl acetate, hydrochloric acid (5%), caustic soda (2%), sodium hypochlorite solution (5% active chlorine) and acetone. For details of the test method, reference is made to test method A5 of WO 2017/080654 A1. If the printing ink contains several types of capsule luminescent pigment, these advantageously have the same grain size, with the D99 value of the capsule luminescent pigments advantageously being less than 25 gm, preferably even less than 12 gm, in particular less than 6 gm. The same grain size means a maximum deviation of the D99 values of the capsule luminescent pigments of 20% or less, preferably 10% or less.
Aufgrund der vorteilhaften Gleichheit der physikalischen und der chemischen Eigenschaften der Kapsel-Lumineszenzpigment-Sorten können diese ohne Weiteres in einer Sicherheitsdruckfarbe gemischt werden. Da die Pigmente gleiche Druckeigenschaften aufweisen, kann sich die Mischung in der Druckfarbe wegen der gleichen Dichte der Pigmente nicht wieder entmischen. Auch verändern sich der visuelle und der maschinenlesbare Eindruck durch äußere Einwirkungen nicht unabhängig voneinander, so dass selbst bei einer Veränderung des Gesamtfarbeindrucks mit der Zeit die von dem Fluoreszenzstoff und dem Phosphoreszenzstoff erzeugten Farbeindrücke untereinander gleich bleiben. Einem Betrachter ist es daher ohne Zuhilfenahme optischer Geräte, beispielsweise eines Spektrometers, nicht möglich zu erkennen, dass die Druckfarbe nicht nur ein einziges Lumineszenzpigment, sondern tatsächlich eine Mischung aus zwei farbgleichen Lumineszenzpigmenten enthält. Eine Nachstellung eines mit der Druckfarbe erzeugten Lumineszenzmerkmals ist dadurch deutlich erschwert. Due to the advantageous similarity of the physical and chemical properties of the capsule luminescent pigment types, they can be easily mixed in a security ink. Since the pigments have the same printing properties, the mixture in the printing ink cannot separate again because the pigments have the same density. The visual and machine-readable impressions also do not change independently of one another as a result of external influences, so that even if the overall color impression changes over time, the color impressions generated by the fluorescent substance and the phosphorescent substance remain the same. It is therefore not possible for an observer to recognize without the aid of optical devices, for example a spectrometer, that the printing ink not only contains a single luminescent pigment but actually a mixture of two luminescent pigments of the same color. This makes it significantly more difficult to reproduce a luminescence feature produced with the printing ink.
Die Fluoreszenz und die Phosphoreszenz der Kapsel-Lumineszenzpigmente erzeugen visuell einen im Wesentlichen übereinstimmenden Farbeindruck. Zwei Lumineszenzen weisen im Rahmen der vorliegenden Erfindung insbesondere dann einen im Wesentlichen übereinstimmenden Farbeindruck auf, wenn die Normfarbwertanteile (xi, yi) und (x2, ?) der Lumineszenzen in zwei entlang einer Linie oder einer Ecke aneinander angrenzenden Farbregionen, vorzugsweise in derselben Farbregion des CIE- Normfarbraums (CIE-1931) liegen, wie sie im Artikel Kenneth L. Kelly, "Color Designations for Lights", Journal of the Optical Society of America, vol. 33 (1943) pp. 627-632,
definiert sind. Diese Farbregionen werden nachfolgend kurz auch als Kelly-Farbregio- nen bezeichnet. The fluorescence and the phosphorescence of the capsule luminescent pigments visually produce an essentially matching color impression. In the context of the present invention, two luminescences have a substantially matching color impression, in particular if the standard color value components (xi, yi) and (x2, ?) of the luminescences in two color regions adjoining one another along a line or a corner, preferably in the same color region of the CIE standard color space (CIE-1931), as described in the article by Kenneth L. Kelly, "Color Designations for Lights", Journal of the Optical Society of America, vol. 33 (1943) pp. 627-632, are defined. These color regions are also briefly referred to below as Kelly color regions.
Zur Illustration zeigt Fig. 4 das CIE-1931-Farbdiagramm im Koordinatensystem der Normfarbwertanteile x und y mit den eingezeichneten Kelly-Farbregionen Nr. 1 bis Nr. 23. Der Farbeindruck der Farbregion Nr. 23 wird nach Kelly beispielsweise als "grün" bezeichnet, der Farbeindruck der angrenzenden Farbregionen Nr. 2 und Nr. 22 als "gelblich grün" bzw. "bläulich grün", etc. Die konkreten Bezeichnungen der Farbregionen sind für die vorliegende Erfindung nicht wesentlich, sie dienen nur der kurzen Benennung der verschiedenen Farbregionen. For illustration, Fig. 4 shows the CIE 1931 color diagram in the coordinate system of the standard color value components x and y with the Kelly color regions No. 1 to No. 23 drawn in. The color impression of the color region No. 23 is referred to as "green" according to Kelly, for example, the color impression of the adjoining color regions No. 2 and No. 22 as "yellowish green" or "bluish green", etc. The specific designations of the color regions are not essential for the present invention, they only serve to briefly name the different color regions.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung sind der Phosphoreszenzstoff und der Fluoreszenzstoff jeweils separat in die Kerne verschiedener Kapsel-Lumineszenzpigmente eingebracht. Die Druckfarbe enthält daher eine erste, fluoreszierende Kapsel-Lumines- zenzpigment-Sorte, deren Kerne nur Fluoreszenzstoffe, aber keine Phosphoreszenzstoffe enthalten, und eine zweite, phosphoreszierende Kapsel-Lumineszenzpigment- Sorte, deren Kerne nur Phosphoreszenzstoffe, aber keine Fluoreszenzstoffe enthalten. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass das Mengenverhältnis von Phosphoreszenzstoffen und Fluoreszenzstoffen in der Druckfarbe leicht individuell angepasst werden kann und dadurch die relativen Intensitäten der Fluoreszenz und der Phosphoreszenz nach Wunsch eingestellt werden können. In an advantageous embodiment, the phosphorescent substance and the fluorescent substance are each introduced separately into the cores of different capsule luminescent pigments. The printing ink therefore contains a first, fluorescent capsule luminescence pigment type whose cores contain only fluorescent substances but no phosphorescent substances, and a second, phosphorescent capsule luminescent pigment type whose cores contain only phosphorescent substances but no fluorescent substances. This configuration has the advantage that the quantitative ratio of phosphorescent substances and fluorescent substances in the printing ink can easily be adjusted individually and the relative intensities of the fluorescence and the phosphorescence can thereby be set as desired.
In einer anderen, ebenfalls vorteilhaften Ausgestaltung sind der Phosphoreszenzstoff und der Fluoreszenzstoff gemeinsam in die Kerne von Kapsel-Lumineszenzpigmenten eingebracht, so dass die Druckfarbe eine fluoreszierende und zugleich phosphoreszierende Kapsel-Lumineszenzpigment-Sorte enthält, deren Kerne sowohl Fluoreszenzstoffe als auch Phosphoreszenzstoffe enthalten. Bei dieser Ausgestaltung ist die gleiche chemische Stabilität und Verdruckbarkeit automatisch gewährleistet und beide Lumineszenzstoffe sind immer homogen in der Druckfarbe verteilt.
Auch eine Kombination der beiden Ausgestaltungen ist möglich, so dass in einer Druckfarbe beispielsweise eine erste Kapsel-Lumineszenzpigment-Sorte vorliegt, deren Kerne sowohl Phosphoreszenz- als auch Fluoreszenzstoffe enthalten und eine zweite Kapsel-Lumineszenzpigment-Sorte, deren Kerne nur Fluoreszenzstoffe oder nur Phosphoreszenzstoffe enthalten. Auch eine Kombination aller drei Sorten ist möglich. In another, likewise advantageous embodiment, the phosphorescent substance and the fluorescent substance are introduced together into the cores of capsule luminescent pigments, so that the printing ink contains a fluorescent and at the same time phosphorescent capsule luminescent pigment type whose cores contain both fluorescent substances and phosphorescent substances. With this configuration, the same chemical stability and printability is automatically guaranteed and both luminescent substances are always homogeneously distributed in the printing ink. A combination of the two configurations is also possible, so that in a printing ink, for example, there is a first type of capsule luminescent pigment whose cores contain both phosphorescent and fluorescent substances, and a second type of capsule luminescent pigment whose cores contain only fluorescent substances or only phosphorescent substances . A combination of all three varieties is also possible.
Der Fluoreszenzstoff der Kapsel-Lumineszenzpigmente liegt in der Druckfarbe insbesondere in einer Konzentration vor, die eine visuelle Prüfung der Lumineszenz gestattet. Bevorzugt beträgt die Lumineszenz-Helligkeit der Druckfarbe mindestens 100 %, vorzugsweise mindestens 150 %, insbesondere mindestens 200 %, der Referenzhelligkeit einer grün lumineszierenden Druckfarbe mit einem ZnS:Cu-Standardsicherheits- pigment mit 10 Gew.-% Pigmentierung bei gleicher Andruckstärke. Weitere vorteilhafte Details zu dem Standardsicherheitspigment und einer bevorzugten Definition der Referenzprobe sind weiter unten angegeben. Als Maß für die Helligkeit dient dabei vorteilhaft das spektrale Integral über das Lumineszenzspektrum während der Anregung multipliziert mit der visuellen Empfindlichkeitskurve des menschlichen Auges. The fluorescent substance of the capsule luminescent pigments is present in the printing ink in particular in a concentration that allows the luminescence to be checked visually. The luminescence brightness of the printing ink is preferably at least 100%, preferably at least 150%, in particular at least 200%, of the reference brightness of a green luminescent printing ink with a ZnS:Cu standard safety pigment with 10% by weight pigmentation with the same pressure strength. Further advantageous details on the standard security pigment and a preferred definition of the reference sample are given below. The spectral integral over the luminescence spectrum during the excitation, multiplied by the visual sensitivity curve of the human eye, advantageously serves as a measure of the brightness.
Der Phosphoreszenzstoff der Kapsel-Lumineszenzpigmente liegt in der Druckfarbe insbesondere in einer Konzentration vor, die eine maschinelle Prüfung der Lumineszenz in einer Banknotenbearbeitungsmaschine gestattet. Bevorzugt beträgt die Phosphoreszenzintensität der Druckfarbe mindestens 100 %, vorzugsweise mindestens 120 %, insbesondere mindestens 130 %, der Referenzintensität einer grün lumineszierenden Druckfarbe mit einem ZnS:Cu-Standardsicherheitspigment mit 10 Gew.-% Pigmentierung bei gleicher Andruckstärke. Weitere vorteilhafte Details zu dem Standardsicherheitspigment und einer bevorzugten Definition der Referenzprobe sind weiter unten angegeben. The phosphorescent substance of the capsule luminescent pigments is present in the printing ink, in particular in a concentration that allows the luminescence to be checked mechanically in a bank note processing machine. The phosphorescence intensity of the printing ink is preferably at least 100%, preferably at least 120%, in particular at least 130%, of the reference intensity of a green luminescent printing ink with a ZnS:Cu standard safety pigment with 10% by weight pigmentation with the same pressure force. Further advantageous details on the standard security pigment and a preferred definition of the reference sample are given below.
Als Maß für die Phosphoreszenzintensität dient dabei vorteilhaft das spektrale Integral über das Lumineszenzspektrum nach dem Ausschalten der Anregungsbeleuchtung, beispielsweise 10 ps nach dem Ausschalten der Anregungsbeleuchtung.
In allen Gestaltungen ergibt sich die Konzentration eines Lumineszenzstoffs in der Druckfarbe als Produkt der Konzentration des Lumineszenzstoffs im zugehörigen Kapsel-Lumineszenzpigment und der Konzentration der zugehörigen Kapsel-Lumineszenzpigmente in der Druckfarbe. The spectral integral over the luminescence spectrum after the excitation illumination has been switched off, for example 10 ps after the excitation illumination has been switched off, advantageously serves as a measure for the phosphorescence intensity. In all configurations, the concentration of a luminescent substance in the ink is the product of the concentration of the luminescent substance in the associated capsule luminescent pigment and the concentration of the associated capsule luminescent pigments in the ink.
Die Erfindung enthält auch Verfahren zur Herstellung einer lumineszierenden Druckfarbe der oben beschriebenen Art für den Sicherheitsdruck. Bei einer ersten vorteilhaften Verfahrens Variante ist dabei vorgesehen, dass The invention also includes methods of making a luminescent ink of the type described above for security printing. In a first advantageous variant of the method, it is provided that
B) ein Fluoreszenzstoff und ein Phosphoreszenzstoff bereitgestellt werden, die jeweils bei Anregung mit nicht-sichtbarem Anregungslicht im sichtbaren Spektralbereich lumineszieren, und deren Lumineszenzen visuell einen im Wesentlichen übereinstimmenden Farbeindruck erzeugen und die gleiche Lichtechtheit aufweisen, B) a fluorescent substance and a phosphorescent substance are provided, which each luminesce when excited with non-visible excitation light in the visible spectral range, and whose luminescences visually produce an essentially matching color impression and have the same light fastness,
El) der Fluoreszenzstoff in den Kern erster Kapsel-Lumineszenzpigmente eingebracht wird und der Phosphoreszenzstoff in den Kern zweiter Kapsel-Lumineszenzpigmente eingebracht wird, wobei die Kapsel-Lumineszenzpigmente jeweils einen Kern und eine den Kern verkapselnde Hülle aufweisen und die Materialien von Kern und Hülle der Kapsel-Lumineszenzpigmente so gewählt werden, dass die Lumineszenzen der ersten und zweiten Kapsel-Lumineszenzpigmente gleiche Chemikalienstabilität aufweisen, und El) the fluorescent substance is introduced into the core of the first capsule luminescent pigments and the phosphorescent substance is introduced into the core of the second capsule luminescent pigments, the capsule luminescent pigments each having a core and a shell encapsulating the core and the materials of the core and shell of the capsule -luminescence pigments are chosen such that the luminescences of the first and second capsule luminescence pigments have the same chemical stability, and
D) die ersten und zweiten Kapsel-Lumineszenzpigmente mit den in den Kern eingebrachten Lumineszenzstoffen in eine Druckfarbe eingebracht werden. D) the first and second capsule luminescent pigments are introduced into a printing ink with the luminescent substances introduced into the core.
Bei einer anderen, ebenfalls vorteilhaften Verfahrens Variante ist vorgesehen, dassIn another, also advantageous variant of the method, it is provided that
B) ein Fluoreszenzstoff und ein Phosphoreszenzstoff bereitgestellt werden, die jeweils bei Anregung mit nicht-sichtbarem Anregungslicht im sichtbaren Spektralbereich lumineszieren, und deren Lumineszenzen visuell einen im Wesentlichen übereinstimmenden Farbeindruck erzeugen und die gleiche Lichtechtheit aufweisen,
E2) der Fluoreszenzstoff und der Phosphoreszenzstoff gemeinsam in den Kern dritter Kapsel-Lumineszenzpigmente eingebracht werden, die einen Kern und eine den Kern verkapselnde Hülle aufweisen, und B) a fluorescent substance and a phosphorescent substance are provided, which each luminesce when excited with non-visible excitation light in the visible spectral range, and whose luminescences visually produce an essentially matching color impression and have the same light fastness, E2) the fluorescent substance and the phosphorescent substance are introduced together into the core of third capsule luminescent pigments which have a core and a shell encapsulating the core, and
D) die dritten Kapsel-Lumineszenzpigmente mit den in den Kern eingebrachten Lumineszenzstoffen in eine Druckfarbe eingebracht werden. D) the third capsule luminescent pigments are introduced into a printing ink with the luminescent substances introduced into the core.
Die Erfindung enthält weiter einen Gegenstand, insbesondere ein Wertdokument, ein Sicherheitspapier, ein Sicherheitselement oder eine Produktverpackung, mit einem aufgedruckten Lumineszenzmerkmal, welches zumindest eine lumineszierende Druckfarbe der beschriebenen Art umfasst. The invention also includes an object, in particular a document of value, security paper, a security element or product packaging, with a printed luminescent feature, which comprises at least one luminescent printing ink of the type described.
Die Erfindung enthält schließlich auch ein Verfahren zum Herstellen eines Gegenstands der beschriebenen Art, bei dem mit zumindest einer lumineszierenden Druckfarbe der beschriebenen Art ein Lumineszenzmerkmal auf den Gegenstand aufgedruckt wird. Finally, the invention also includes a method of manufacturing an article of the type described, in which a luminescent feature is printed onto the article using at least one luminescent ink of the type described.
Weitere Ausführungsbeispiele sowie Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren erläutert, bei deren Darstellung auf eine maßstabs- und proportionsgetreue Wiedergabe verzichtet wurde, um die Anschaulichkeit zu erhöhen. Further exemplary embodiments and advantages of the invention are explained below with reference to the figures, which are not shown to scale and proportions in order to improve clarity.
Es zeigen: Show it:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Banknote mit einem auf dem Banknotenpapier aufgedruckten maschinenlesbaren Sicherheitselement, 1 shows a schematic representation of a banknote with a machine-readable security element printed on the banknote paper,
Fig. 2 das Sicherheitselement der Fig. 1 in einer schematischen Querschnittsdarstellung, FIG. 2 shows the security element of FIG. 1 in a schematic cross-sectional view,
Fig. 3 (a) ein Sicherheitselement, bei dem Phosphoreszenzstoffe und Fluoreszenzstoffe gemeinsam in den Kern von Kapsel-Lumineszenzpigmenten eingebracht sind, und (b) ein Sicherheitselement mit ersten, gemischten
Kapsel-Lumineszenzpigmenten und mit zweiten, fluoreszierenden Kapsel-Lumineszenzpigmenten, 3 (a) a security element in which phosphorescent substances and fluorescent substances are introduced together into the core of capsule luminescent pigments, and (b) a security element with first mixed ones capsule luminescent pigments and with second, fluorescent capsule luminescent pigments,
Fig. 4 das CIE-1931-Farbdiagramm im Koordinatensystem der Normfarbwertanteile x und y mit den eingezeichneten Kelly-Farbregionen Nr. 1 bis Nr. 23, 4 shows the CIE 1931 color diagram in the coordinate system of the standard color value components x and y with the Kelly color regions No. 1 to No. 23 drawn in,
Fig. 5 in einer Darstellung wie Fig. 4 im CIE-Farbdiagramm die Farborte der Andrucke A, B und AxBy (Farbregionen Nr. 2, 23) und der Andrucke E, F und E1F2 (Farbregionen Nr. 9, 12), 5 in a representation like FIG. 4 in the CIE color diagram, the color locations of proofs A, B and A x B y (color regions Nos. 2, 23) and proofs E, F and E1F2 (color regions Nos. 9, 12) ,
Fig. 6 einen Ausschnitt einer Banknote mit einem Papiersubstrat und einem auf dem Papiersubstrat aufgedruckten erfindungsgemäßen lumineszierenden Sicherheitselement, und 6 shows a section of a bank note with a paper substrate and a luminescent security element according to the invention printed on the paper substrate, and
Fig. 7 ein Sicherheitselement auf einem Papiersubstrat eines Wertdokuments nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung. 7 shows a security element on a paper substrate of a document of value according to a further exemplary embodiment of the invention.
Die Erfindung wird nun am Beispiel von Banknoten und anderen Wertdokumenten mit aufgedruckten Lumineszenzmerkmalen erläutert. Figur 1 zeigt dazu eine schematische Darstellung einer Banknote 10 mit einem auf dem Banknotenpapier 12 aufgedruckten maschinenlesbaren Sicherheitselement 14. Das Sicherheitselement 14 stellt ein Lumineszenzmerkmal dar, das bei normaler Beleuchtung mit Tageslicht nicht sichtbar ist und das bei Bestrahlung mit nicht-sichtbarem Anregungslicht, beispielsweise UV-Licht 16, im sichtbaren Spektralbereich luminesziert. The invention will now be explained using the example of banknotes and other documents of value with printed luminescence features. Figure 1 shows a schematic representation of a banknote 10 with a machine-readable security element 14 printed on the banknote paper 12. The security element 14 represents a luminescence feature that is not visible under normal daylight illumination and that when irradiated with non-visible excitation light, for example UV -Light 16, luminescent in the visible spectral range.
Wie anhand der schematischen Querschnittsdarstellung der Fig. 2 illustriert, ist das Sicherheitselement 14 auf das Banknotenpapier 12 mit einer lumineszierenden Sicherheitsdruckfarbe 20 aufgedruckt, die eine Kombination von zwei verschiedenen Kapsel- Lumineszenzpigment-Sorten 22-F, 22-P enthält. Zur einfacheren Erläuterung ist das Si-
cherheitselement 14 als homogene Fläche gezeigt, es versteht sich aber, dass Lumineszenzmarkierungen in der Praxis meist in Form eines räumlichen Musters aus mehreren Flächenbereichen mit gegebenenfalls unterschiedlichen Lumineszenzfarben gebildet sind, beispielsweise in Form eines Rasterdrucks. In diesem Fall kann ein Teil oder auch die gesamte Lumineszenzmarkierung mit erfindungsgemäßen Sicherheitsdruckfarben gedruckt sein. As illustrated by the schematic cross-sectional representation of FIG. 2, the security element 14 is printed onto the banknote paper 12 with a luminescent security printing ink 20 which contains a combination of two different capsule luminescent pigment types 22-F, 22-P. For easier explanation, the Si- Security element 14 is shown as a homogeneous surface, but it goes without saying that luminescence markings are in practice usually formed in the form of a spatial pattern from a plurality of surface areas with possibly different luminescence colors, for example in the form of a raster print. In this case, part or all of the luminescence marking can be printed with security printing inks according to the invention.
Die Kapsel-Lumineszenzpigmente 22 der Sicherheitsdruckfarbe 20 enthalten jeweils einen Kern 24 aus einem ersten Polymer mit einem darin gelösten oder dispergierten Lumineszenzstoff 28 und eine den Kern verkapselnde Hülle 26 aus einem zweiten Polymer. Geeignete Polymere sind vorteilhaft gemäß der Lehre der Druckschrift WO 2017/080654 Al gewählt. Eine solche Kern/ Hülle-Struktur gewährleistet eine hohe chemische Stabilität der Lumineszenz der verkapselten Kapsel-Lumineszenzpigmente gegenüber äußeren Einflüssen. The capsule luminescent pigments 22 of the security printing ink 20 each contain a core 24 made of a first polymer with a luminescent substance 28 dissolved or dispersed therein and a core encapsulating shell 26 made of a second polymer. Suitable polymers are advantageously chosen according to the teaching of publication WO 2017/080654 A1. Such a core/shell structure ensures high chemical stability of the luminescence of the encapsulated capsule luminescent pigments with respect to external influences.
Der Kern 24 und die Hülle 26 der verschiedenen Kapsel-Lumineszenzpigment-Sorten 22 bestehen vorzugsweise jeweils aus den gleichen Materialien, bei der ersten Kapsel- Lumineszenzpigment-Sorte 22-F ist allerdings ein Fluoreszenzstoff 28-F in den Kern eingebracht, während bei der zweiten Kapsel-Lumineszenzpigment-Sorte 22-P ein Phosphoreszenzstoff 28-P in den Kern eingebracht ist. Die beiden Kapsel-Lumineszenzpigment-Sorten 22-F, 22-P weisen daher im Wesentlichen dieselben physikalischen und chemischen Eigenschaften auf, unterscheiden sich aber durch die Abklingzeiten der im Kern enthaltenen Lumineszenzstoffe. The core 24 and the shell 26 of the various capsule luminescent pigment varieties 22 are preferably each made of the same materials, in the first capsule luminescent pigment variety 22-F, however, a fluorescent substance 28-F is introduced into the core, while the second Capsule luminescent pigment type 22-P a phosphorescent substance 28-P is introduced into the core. The two capsule luminescent pigment types 22-F, 22-P therefore essentially have the same physical and chemical properties, but differ in the decay times of the luminescent substances contained in the core.
Trotz ihres unterschiedlichen Abklingverhaltens sind der Fluoreszenzstoff 28-F und der Phosphoreszenzstoff 28-P so gewählt, dass die Fluoreszenz und die Phosphoreszenz, und damit die beiden Kapsel-Lumineszenzpigment-Sorten 22-F, 22-P, visuell einen im Wesentlichen übereinstimmenden Farbeindruck in Lumineszenz erzeugen. Die genauen Lumineszenzspektren der beiden Lumineszenzstoffe 28 können sich dabei
durchaus unterscheiden, wesentlich ist die visuelle Übereinstimmung des vom Auge wahrgenommenen Farbeindrucks. Despite their different decay behavior, the fluorescent substance 28-F and the phosphorescent substance 28-P are selected in such a way that the fluorescence and the phosphorescence, and thus the two capsule luminescent pigment types 22-F, 22-P, visually produce an essentially matching color impression in produce luminescence. The exact luminescence spectra of the two luminescent substances 28 can differ definitely differ, what is essential is the visual agreement of the color impression perceived by the eye.
Durch die Einbettung der Lumineszenzstoffe 28 in Kern-Hülle-Partikel, deren Kerne und Hüllen jeweils aus denselben Materialien gebildet sind, weisen die gebildeten Kap- sel-Lumineszenzpigment-Sorten 22-F, 22-P, und damit die Fluoreszenz und die Phosphoreszenz, gleiche chemische Stabilität sowie gleiche Lichtechtheit, also gleiche Stabilität unter Bestrahlung mit Tageslicht, auf. Diese gleichen Stabilitäten sind wichtig, da das Sicherheitselement 14 im Umlauf der Banknote 10 verschiedenen Umwelteinflüssen, wie Sonnenlicht, Schweiß, Waschmitteln oder Lösungsmitteln, ausgesetzt ist. Aufgrund der gleichen Lichtechtheit stimmen die Farbeindrücke der Fluoreszenz und der Phosphoreszenz nicht nur anfänglich überein, sondern die Überstimmung bleibt während des Lebens der Banknote 10 auch bei längerer Sonneneinstrahlung erhalten. By embedding the luminescent substances 28 in core-shell particles, whose cores and shells are each formed from the same materials, the formed capsule luminescent pigment types 22-F, 22-P, and thus the fluorescence and phosphorescence, the same chemical stability and the same light fastness, i.e. the same stability when exposed to daylight. This same level of stability is important because the security element 14 is exposed to various environmental influences, such as sunlight, sweat, detergents or solvents, while the bank note 10 is in circulation. Due to the same light fastness, the color impressions of the fluorescence and the phosphorescence not only match initially, but the match is maintained throughout the life of the banknote 10 even when exposed to the sun for a long time.
Durch seine besondere Ausbildung kann das Sicherheitselement 14 sowohl visuell als auch maschinell einfach geprüft werden und weist dabei eine hohe Fälschungssicherheit auf. Der Phosphoreszenzstoff 28-P des Sicherheitselements 14 ermöglicht dabei eine sichere maschinelle Detektion, während der farb-übereinstimmende Fluoreszenzstoff 28-F eine hohe visuelle Helligkeit der Lumineszenz sicherstellt und damit eine zuverlässige visuelle Prüfung ermöglicht. Durch die gleiche Lichtechtheit und Chemikalienstabilität der Lumineszenz der beiden Kapsel-Lumineszenzpigment-Sorten 22-P, 22-F ist zudem gewährleistet, dass die beiden Sorten während des Lebens der Banknote 10 nicht unterschiedlich schnell degradieren, sondern sich wie ein einziges Lumineszenzpigment verhalten. Due to its special design, the security element 14 can be easily checked both visually and by machine and has a high degree of security against forgery. The phosphorescent substance 28-P of the security element 14 enables reliable machine detection, while the color-matching fluorescent substance 28-F ensures a high visual brightness of the luminescence and thus enables a reliable visual check. The same lightfastness and chemical stability of the luminescence of the two capsule luminescence pigment types 22-P, 22-F also ensures that the two types do not degrade at different rates during the life of the banknote 10, but rather behave like a single luminescence pigment.
Die schematische Darstellung der Fig. 2 zeigt im Kern der Pigmente 22 nur einen Phosphoreszenzstoff 28-P bzw. einen Fluoreszenzstoff 28- F, es versteht sich aber, dass im Allgemeinen auch mehrere Phosphoreszenzstoffe bzw. Fluoreszenzstoffe im jeweiligen Kern vorliegen können. Allerdings enthält bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 jedes Kapsel-Lumineszenzpigment 22 entweder nur Phosphoreszenzstoffe oder nur
Fluoreszenzstoffe. Das Mengenverhältnis von Phosphoreszenzstoffen und Fluoreszenzstoffen in der Druckfarbe kann dadurch einfach individuell angepasst werden, um die relativen Intensitäten der Fluoreszenz und der Phosphoreszenz nach Wunsch einzustellen. The schematic representation of FIG. 2 shows only one phosphorescent substance 28-P or one fluorescent substance 28-F in the core of the pigments 22, but it goes without saying that in general several phosphorescent substances or fluorescent substances can also be present in the respective core. However, in the exemplary embodiment according to FIG. 2, each capsule luminescent pigment 22 contains either only phosphorescent substances or only fluorescent substances. The proportion of phosphors and fluorescers in the printing ink can thereby easily be individually adjusted in order to adjust the relative intensities of the fluorescence and the phosphorescence as desired.
Fig. 3 zeigt in (a) schematisch eine Ausgestaltung, bei der Phosphoreszenzstoffe 28-P und Fluoreszenzstoffe 28-F gemeinsam in den Kern der Kapsel-Lumineszenzpigmente 22-FP eingebracht sind, die somit jeweils sowohl einen Phosphoreszenzstoff als auch einen Fluoreszenzstoff aufweisen. Die Sicherheitsdruckfarbe 20 der Fig. 3(a) enthält daher nur eine einzige Lumineszenzpigment-Sorte, deren Kapsel-Lumineszenzpigmente 22- FP sowohl fluoreszierend als auch phosphoreszierend sind. Bei dieser Ausgestaltung ist eine gleiche chemische Stabilität der Lumineszenzen und Verdruckbarkeit automatisch gewährleistet und beide Lumineszenzstoffe sind immer homogen in der Druckfarbe verteilt. 3 schematically shows in (a) an embodiment in which phosphorescent substances 28-P and fluorescent substances 28-F are introduced together into the core of the capsule luminescent pigments 22-FP, which thus each have both a phosphorescent substance and a fluorescent substance. The security ink 20 of FIG. 3(a) therefore contains only a single type of luminescent pigment, the capsule luminescent pigments 22-FP of which are both fluorescent and phosphorescent. In this configuration, the same chemical stability of the luminescence and printability is automatically ensured and both luminescent substances are always distributed homogeneously in the printing ink.
Bei dem weiteren Ausführungsbeispiel der Fig. 3(b) liegen in der Druckfarbe 20 zwei Kapsel-Lumineszenzpigment-Sorten vor, nämlich einerseits gemischte Kapsel-Lumineszenzpigmente 22-FP, deren Kerne Phosphoreszenzstoffe 28-P und Fluoreszenzstoffe 28- F enthalten, und andererseits fluoreszierende Kapsel-Lumineszenzpigmente 22-F, deren Kerne nur Fluoreszenzstoffe 28-F enthalten, und die der Erhöhung der visuellen Helligkeit dienen. Analog sind auch Gestaltungen möglich, bei denen die Druckfarbe 20 gemischte Kapsel-Lumineszenzpigmente 22-FP und zur Verbesserung der Maschinenlesbarkeit phosphoreszierende Kapsel-Lumineszenzpigmente 22-P enthält, oder auch Gestaltungen, bei denen die Druckfarbe 20 gemischte Kapsel-Lumineszenzpigmente 22- FP, fluoreszierende Kapsel-Lumineszenzpigmente 22-F und phosphoreszierende Kapsel-Lumineszenzpigmente 22-P enthält. In the further exemplary embodiment of Fig. 3(b), the printing ink 20 contains two types of capsule luminescent pigments, namely mixed capsule luminescent pigments 22-FP, whose cores contain phosphorescent substances 28-P and fluorescent substances 28-F, and fluorescent ones Capsule luminescent pigments 22-F, whose cores contain only fluorescers 28-F, and which serve to increase visual brightness. Analogously, designs are also possible in which the printing ink 20 contains mixed capsule luminescent pigments 22-FP and, to improve machine readability, phosphorescent capsule luminescent pigments 22-P, or designs in which the printing ink 20 contains mixed capsule luminescent pigments 22-FP, fluorescent Capsule Luminescent Pigments 22-F and Capsule Luminescent Phosphorescent Pigments 22-P.
Fig. 4 illustriert den im Wesentlichen übereinstimmenden Farbeindruck der Kapsel-Lumineszenzpigmente 22-F, 22-P. Die Figur zeigt das CIE-1931-Farbdiagramm 30 im Koordinatensystem der Normfarbwertanteile x und y und den eingezeichneten Kelly-
Farbregionen Nr. 1 bis Nr. 23, wie sie im oben genannten Artikel Kenneth L. Kelly, "Color Designations for Lights" definiert sind. 4 illustrates the essentially matching color impression of the capsule luminescence pigments 22-F, 22-P. The figure shows the CIE 1931 color diagram 30 in the coordinate system of the standard color value components x and y and the Kelly Color regions #1 through #23 as defined in the above-referenced Kenneth L. Kelly article, "Color Designations for Lights".
Ebenfalls eingezeichnet sind die Farborte der Lumineszenz der Kapsel-Lumineszenzpigmente 22-F und 22-P, die beide in derselben Farbregion Nr. 23 ("grün") liegen, so dass sie visuell einen übereinstimmenden Farbeindruck erzeugen. Also shown are the color loci of the luminescence of the capsule luminescent pigments 22-F and 22-P, both of which are in the same color region No. 23 ("green"), so that they visually produce a matching color impression.
Gezeigt sind auch die Farborte der Kapsel-Lumineszenzpigmente einer Abwandlung der lumineszierenden Druckfarbe der Fig. 2, bei der der Farbort der fluoreszierenden Kapsel-Lumineszenzpigmente 32-F in der Farbregion Nr. 2 ("gelblich grün") und der Farbort der phosphoreszierenden Kapsel-Lumineszenzpigmente 32-P in der Farbregion Nr. 23 ("grün") liegt. Die Farbregionen Nr. 2 und Nr. 23 grenzen entlang einer Kante aneinander, so dass die Kapsel-Lumineszenzpigmente 32-P, 32-F, und damit die Fluoreszenz und die Phosphoreszenz, visuell einen im Wesentlichen übereinstimmenden Farbeindruck in Lumineszenz erzeugen. Also shown are the color coordinates of the capsule luminescent pigments of a modification of the luminescent printing ink of FIG. 2, in which the color coordinates of the fluorescent capsule luminescent pigments 32-F are in color region no. Luminescent pigments 32-P is in color region no. 23 ("green"). Color regions #2 and #23 border one another along an edge such that the capsule luminescent pigments 32-P, 32-F, and thus the fluorescence and phosphorescence, visually produce a substantially matching color impression in luminescence.
Bei einer weiteren lumineszierenden Druckfarbe liegt der Farbort der enthaltenen fluoreszierenden Kapsel-Lumineszenzpigmente 34-F in der Farbregion Nr. 12 ("rosa") und der Farbort der enthaltenen phosphoreszierenden Kapsel-Lumineszenzpigmente 34-P in der Farbregion Nr. 14 ("rot purpur"). Die Farbregionen Nr. 12 und Nr. 14 grenzen an einer Ecke aneinander, so dass auch die Lumineszenzpigmente 34-P, 34-F, und damit die Fluoreszenz und die Phosphoreszenz, visuell einen im Wesentlichen übereinstimmenden Farbeindruck in Lumineszenz erzeugen. In the case of another luminescent printing ink, the color point of the included fluorescent capsule luminescent pigments 34-F is in color region no. 12 ("pink") and the color point of the included phosphorescent capsule luminescent pigments 34-P is in color region no. 14 ("red purple "). The color regions No. 12 and No. 14 adjoin one another at a corner, so that the luminescence pigments 34-P, 34-F, and thus the fluorescence and the phosphorescence, visually produce an essentially matching color impression in luminescence.
Die Normfarbwertanteile (x,y) einer Lumineszenz, beispielsweise einer Fluoreszenz o- der einer Phosphoreszenz, können nach der DIN EN ISO 11664:2007 anhand der Steady-State-Emissionsspektren von Andrucken bestimmt werden. Zur Messung wird beispielsweise ein Horiba FluoroMax-4P Spektrometers mit den folgenden Spektrometer-Einstellungen verwendet:
The standard color value components (x,y) of a luminescence, for example a fluorescence or a phosphorescence, can be determined according to DIN EN ISO 11664:2007 using the steady-state emission spectra of proofs. For example, a Horiba FluoroMax-4P spectrometer with the following spectrometer settings is used for the measurement:
Zur Beurteilung der visuellen Helligkeit und der maschinell auslesbaren Phosphoreszenzintensität wird ein Referenzstoff verwendet, nämlich der anorganische Phosphoreszenzstoff CD140 von Honeywell. Dieser Phosphoreszenzstoff stellt ein grün lumines- zierendes Standardsicherheitspigment (ZnS:Cu) für die Verwendung im Banknotendruck dar. Das Pigment wurde mit Hilfe eines Dreiwalzwerkes von EXAKT GmbH (Typ Nr. 80E, Baujahr 2006) in eine Druckfarbe mit der Pigmentierung von 10 Gew.-% eingebracht und im Offsetdruck mit einer Andruckstärke von 1 g/ m2 auf Werttitelpapier (Banknotenpapier) ohne optische Aufheller gedruckt, um einen Referenzandruck zu erhalten. Der anorganische Phosphor CD140 weist eine geringe visuelle Helligkeit auf, ist aber gut maschinenlesbar. A reference substance is used to assess visual brightness and machine-readable phosphorescence intensity, Honeywell's CD140 inorganic phosphor. This phosphorescent substance is a green luminescent standard security pigment (ZnS:Cu) for use in banknote printing. The pigment was mixed into a printing ink with a pigment content of 10 wt. -% and printed in offset printing with a pressure of 1 g/m 2 on security paper (banknote paper) without optical brighteners in order to obtain a reference proof. Inorganic phosphor CD140 has low visual brightness but good machine readability.
Zur Beurteilung der visuellen Helligkeit und Maschinenlesbarkeit der zu vergleichenden Druckfarbe wurden diese ebenfalls mit einer Andruckstärke von 1 g/m2 auf Werttitelpapier gedruckt, um Probeandrucke zu erhalten. To assess the visual brightness and machine-readability of the printing ink to be compared, these were also printed on security paper with a proof strength of 1 g/m 2 in order to obtain test proofs.
Zur Beurteilung der visuellen Helligkeit werden der Referenzandruck und der Probeandruck mit nicht-sichtbarem Anregungslicht, insbesondere UV-Licht, angeregt und jeweils das Steady-State-Lumineszenzspektrum gemessenen. Dazu kann beispielsweise ein Horiba FluoroMax-4P Spektrometer mit den folgenden Spektrometer-Einstellungen verwendet werden:
Die gemessenen Lumineszenzspektren werden mit der spektralen Empfindlichkeitskurve des menschlichen Auges multipliziert und spektral integriert, um ein Maß für die visuelle Helligkeit zu erhalten. Die visuelle Helligkeit des Probeandrucks wird sodann durch die visuelle Helligkeit des Referenzandrucks geteilt und dadurch normiert, um eine relative visuelle Helligkeit des Probeandrucks zu erhalten. To assess the visual brightness, the reference print and the test print are excited with non-visible excitation light, in particular UV light, and the steady-state luminescence spectrum is measured in each case. For example, a Horiba FluoroMax-4P spectrometer with the following spectrometer settings can be used: The measured luminescence spectra are multiplied by the human eye's spectral sensitivity curve and spectrally integrated to obtain a measure of visual brightness. The visual lightness of the proof is then divided by the visual lightness of the reference and normalized thereby to obtain a relative visual lightness of the proof.
Zur Beurteilung der Maschinenlesbarkeit werden der Referenzandruck und der Probeandruck mit nicht-sichtbarem Anregungslicht, insbesondere UV-Licht, angeregt und jeweils die Phosphoreszenzintensität nach dem Ausschalten der Anregung gemessen und spektral integriert. Für die Messung wird beispielsweise ein Horiba FluoroMax 4P- Spektrometer mit den folgenden Spektrometer-Einstellungen verwendet:
To assess the machine readability, the reference print and the test print are excited with non-visible excitation light, in particular UV light, and the phosphorescence intensity is measured and spectrally integrated after the excitation has been switched off. For example, a Horiba FluoroMax 4P spectrometer with the following spectrometer settings is used for the measurement:
Die gemessene spektral integrierte Phosphoreszenzintensität des Probeandrucks wird sodann durch die spektral integrierte Phosphoreszenzintensität des Referenzandrucks geteilt und dadurch normiert, um eine relative Phosphoreszenzintensität des Probeandrucks zu erhalten. Die relative Phosphoreszenzintensität stellt ein Maß für die Maschinenlesbarkeit dar. The measured spectrally integrated phosphorescence intensity of the proof is then divided by the spectrally integrated phosphorescence intensity of the reference proof and normalized thereby to obtain a relative phosphorescence intensity of the proof. The relative phosphorescence intensity is a measure of machine readability.
Nachfolgend werden einige konkrete, nicht beschränkende Ausführungsbeispiele lumi- neszierender Druckfarben mit ihren Eigenschaften genauer beschrieben. Die für die Herstellung der Ausführungsbeispiele eingesetzten Chemikalien und Reagenzien wurden von folgenden Firmen bezogen und ohne weitere Aufreinigung eingesetzt: 2- Amino-4-chlorbenzoesäure (acbs) von TCI, Terbiumchlorid Hexahydrat von Sigma-
Aldrich, CD396, CD397, CD740, CD748 von Honeywell und Lumogen Red F305 von BASF.
Some specific, non-limiting exemplary embodiments of luminescent printing inks with their properties are described in more detail below. The chemicals and reagents used for the preparation of the exemplary embodiments were obtained from the following companies and used without further purification: 2-amino-4-chlorobenzoic acid (acbs) from TCI, terbium chloride hexahydrate from Sigma- Aldrich, CD396, CD397, CD740, CD748 from Honeywell and Lumogen Red F305 from BASF.
Das Ausführungsbeispiel 1 basiert auf einem Pigmentsystem aus einem grün fluoreszierenden Kapsel-Lumineszenzpigment und einem grün phosphoreszierenden Kapsel-Lumineszenzpigment. Exemplary embodiment 1 is based on a pigment system composed of a green fluorescent capsule luminescent pigment and a green phosphorescent capsule luminescent pigment.
Die verwendeten Pigmente wurden entsprechend Beispiel 1 der Druckschrift WO 2017/080656 Al hergestellt. Das grün fluoreszierende Kapsel-Lumineszenzpigment GF1 besteht aus einem Polyharnstoff-Kern mit einem darin verteilten organischen Fluoreszenzstoff aus der Klasse der Chinazolin-Derivate (CD 396 der Firma Honeywell) und einer Melamin-Formaldehyd-Hülle. The pigments used were produced in accordance with example 1 of publication WO 2017/080656 A1. The green fluorescent capsule luminescent pigment GF1 consists of a polyurea core with an organic fluorescent substance from the class of quinazoline derivatives (CD 396 from Honeywell) distributed in it and a melamine-formaldehyde shell.
Das grün phosphoreszierende Kapsel-Lumineszenzpigment GP1 besteht aus einem Po- lyharnstoff-Kern mit darin verteiltem Seltenerdmetall-Komplex (CD 748 der Firma Honeywell) und einer Melamin-Formaldehyd-Hülle. Der Massenanteil der beiden Lumineszenzstoffe im Kern-Polymer beträgt jeweils 20 Gew.-% bezogen auf das Kern-Polymer. The green phosphorescent capsule luminescent pigment GP1 consists of a polyurea core with a rare earth metal complex distributed therein (CD 748 from Honeywell) and a melamine-formaldehyde shell. The mass fraction of the two luminescent substances in the core polymer is in each case 20% by weight, based on the core polymer.
Beide Kapsel-Lumineszenzpigmente sind unter Anregung mit UV-Licht mit einem Beleuchtungsschwerpunkt bei 365 nm grün lumineszierend. Wird nachfolgend abkürzend davon gesprochen, dass diese Pigmente oder davon abgeleitete Farben bzw. Andrucke lumineszieren, so ist damit stets gemeint, dass sie unter UV-Anregung bei 365 nm lumi- neszieren. Both capsule luminescent pigments are green luminescent under excitation with UV light with a focal point of illumination at 365 nm. If it is mentioned below for short that these pigments or colors or proofs derived from them luminesce, this always means that they luminesce under UV excitation at 365 nm.
Herstellung der Druckfarben: Production of the printing inks:
Reine Fluoreszenzfarbe (A): 120 g des grün fluoreszierenden Pigments GF1 werden mit Hilfe eines Dreiwalzwerkes in eine Offset-Druckfarbe (Sicpa Holding SA) eingearbeitet. Der Pigmentierungsgrad der Farbe beträgt dabei 15 Gew.-%.
Reine Phosphoreszenzfarbe (B): 120 g des grün phosphoreszierenden Pigments GP1 werden mit Hilfe eines Dreiwalzwerkes in eine Offset-Druckfarbe (Sicpa Holding SA) eingearbeitet. Der Pigmentierungsgrad der Farbe beträgt dabei 15 Gew.-%. Pure fluorescent ink (A): 120 g of the green fluorescent pigment GF1 are incorporated into an offset printing ink (Sicpa Holding SA) using a three-roll mill. The degree of pigmentation of the paint is 15% by weight. Pure phosphorescent ink (B): 120 g of the green phosphorescent pigment GP1 are incorporated into an offset printing ink (Sicpa Holding SA) using a three-roll mill. The degree of pigmentation of the paint is 15% by weight.
Mischfarben (AxBy): Die beiden Farben A und B werden mit Hilfe eines Drei Walzwerkes in jeweiligen Anteilen so miteinander vermengt, dass die beiden Farben A und B in einem Verhältnis x:y von 2:1 (A2BI), 1:1 (AiBi), 1:2 (A1B2) bzw. 1:3 (A1B3) vorliegen. Die erhaltenen Offset-Druckfarben lumineszieren grün. Mixed colors (A x B y ): The two colors A and B are mixed with each other in respective proportions with the help of a three-roller machine in such a way that the two colors A and B have an x:y ratio of 2:1 (A2BI), 1: 1 (AiBi), 1:2 (A1B2) or 1:3 (A1B3). The offset printing inks obtained luminesce green.
Die reinen Farben A, B und die Mischfarben AxBy werden mit einer Andruckstärke von 1 g/ m2 auf Werttitelpapier gedruckt, und die Andrucke bei 60 °C für 2 h getrocknet. Die entsprechenden Andrucke werden im Folgenden als Andrucke A, B und AxBy bezeichnet. The pure colors A, B and the mixed colors A x B y are printed on security paper with a pressure of 1 g/m 2 and the proofs are dried at 60° C. for 2 hours. The corresponding proofs are referred to below as proofs A, B and A x B y .
In der nachfolgenden Tabelle sind die Farbregionen des CIE Normfarbraums der Fig. 4 bzw. 5 und die visuellen Helligkeiten und Phosphoreszenzintensitäten der Lumineszenzemissionen der Andrucke angegeben.
The table below shows the color regions of the CIE standard color space of FIGS. 4 and 5 and the visual brightness and phosphorescence intensities of the luminescence emissions of the proofs.
Andruck B ist visuell etwa gleich hell wie der Referenzandruck, seine Phosphoreszenzintensität liegt mit 189 % aber deutlich über der Referenz. Durch die Mischung mit der reinen Fluoreszenzfarbe A wird die visuelle Helligkeit verbessert, während die Maschinenlesbarkeit erhalten bleibt. Der Anteil der reinen Phosphoreszenzfarbe B, bzw.
des Phosphoreszenzpigments in der Mischung sollte oberhalb von 50 % liegen, um noch eine ausreichend hohe Maschinenlesbarkeit zu erhalten. Proof B is visually about as bright as the reference proof, but at 189% its phosphorescence intensity is significantly higher than the reference. When mixed with pure fluorescent dye A, visual brightness is enhanced while machine readability is maintained. The proportion of the pure phosphorescence color B, or of the phosphorescence pigment in the mixture should be above 50% in order to still obtain a sufficiently high level of machine readability.
Die Normfarbwertanteile der beiden Andrucke A und B liegen in den angrenzenden Kelly-Farbregionen Nr. 2 und Nr. 23, sie weisen daher visuell einen im Wesentlichen übereinstimmenden Farbeindruck auf. Die binären Mischungen AxBy liegen alle in derselben Farbregion Nr. 2 wie die Fluoreszenzfarbe A. Figur 5 zeigt in einer Darstellung wie Fig. 4 die Farborte der Andrucke A (weißer Punkt), B (schwarzer Punkt) und der Andrucke AxBy (schraffierte Punkte) im CIE-Farbdiagramm 30. The standard color value components of the two proofs A and B are in the adjacent Kelly color regions No. 2 and No. 23, so visually they have an essentially identical color impression. The binary mixtures A x B y are all in the same color region No. 2 as the fluorescent color A. In a representation like FIG. 4, FIG. 5 shows the color locations of the proofs A (white point), B (black point) and the proofs A x B y (hatched points) in the CIE color diagram 30.
Daneben weisen die Andrucke A und B, und damit die Fluoreszenz und die Phosphoreszenz, auch eine gleiche Lichtechtheit der Lumineszenz unter Sonnenlichtbestrahlung auf. Da das Emissionsspektrum bei der Alterung konstant bleibt, wird als Kenngröße der visuellen Helligkeit die spektral integrierte Intensität der Fluoreszenzemission gemessen. Als Kenngröße der maschinenlesbaren Intensität wird die spektral integrierte Intensität der Phosphoreszenzemission gemessen. Beide Intensitäten weisen einen ähnlichen Wollskala verlauf auf. In addition, the proofs A and B, and thus the fluorescence and the phosphorescence, also have the same lightfastness of the luminescence when exposed to sunlight. Since the emission spectrum remains constant with aging, the spectrally integrated intensity of the fluorescence emission is measured as a parameter of the visual brightness. The spectrally integrated intensity of the phosphorescence emission is measured as a parameter of the machine-readable intensity. Both intensities show a similar course of the wool scale.
Die visuelle Helligkeit und maschinelle Lumineszenzintensität eines Andrucks wird vor der Bestrahlung quantitativ beispielsweise mit Hilfe eines Horiba FluoroMax 4- Spektrometers mit den oben genannten Einstellungen gemessen und auf 100% normiert. Der Andruckstreifen wird anschließend einem Wollskalatest analog EN ISO 105- B01:1999, nachfolgend als Lichttest bezeichnet, beispielsweise in einer Q-Lab Xenon- Testkammer (Q-SUN Xe-2-H), unterzogen. Die verbleibende Restintensität der Lumineszenz nach Erreichen der Wollskalenpunkte ist in der nachfolgenden Tabelle dargestellt.
The visual brightness and machine luminescence intensity of a proof is measured quantitatively before irradiation, for example using a Horiba FluoroMax 4 spectrometer with the settings mentioned above, and normalized to 100%. The pressure strip is then subjected to a wool scale test analogous to EN ISO 105-B01:1999, referred to below as the light test, for example in a Q-Lab xenon test chamber (Q-SUN Xe-2-H). The remaining intensity of the luminescence after reaching the Woll scale points is shown in the table below.
Da sich die Restintensitäten der Andrucke A und B bei allen betrachteten Wollskalenpunkten um weniger als 10 Prozentpunkte unterscheiden, weisen die fluoreszierenden Kapsel-Lumineszenzpigmente (Andruck A) und die phosphoreszierenden Kapsel-Lumineszenzpigmente (Andruck B) definitionsgemäß gleiche Lichtechtheit der Lumineszenz auf. Since the residual intensities of proofs A and B differ by less than 10 percentage points for all wool scale points considered, the fluorescent capsule luminescent pigments (proof A) and the phosphorescent capsule luminescent pigments (proof B) have, by definition, the same light fastness of the luminescence.
Entsprechend zeigen auch die gemischten Druckfarben eine Phosphoreszenz und eine Fluoreszenz mit gleicher Lichtechtheit, wie exemplarisch anhand des Andrucks A1B2 belegt:
Accordingly, the mixed printing inks also show phosphorescence and fluorescence with the same light fastness, as shown by proof A1B2:
Die auf den Anfangs wert normierten Intensitäten der Fluoreszenz und der Phosphoreszenz des Andrucks A1B2 unterscheiden sich jeweils bei Wollskala 1 bis 4 um weniger als 10 Prozentpunkte und weisen daher definitionsgemäß die gleiche Lichtechtheit der Lumineszenz auf. Der Andruck A1B2 stellt daher ein erfindungsgemäßes, grün lumineszie- rendes Lumineszenzmerkmal dar, bei dem die maschinell lesbare Komponente und die visuelle sichtbare Komponente im Lichttest gleichmäßig altern. Sowohl die visuelle Helligkeit (314%) als auch die Phosphoreszenzintensität (132%) sind gegenüber der Referenz signifikant erhöht.
Analoges gilt für den Andruck AiBs, bei dem die Phosphoreszenz und die Fluoreszenz ebenfalls gleiche Lichtechtheit aufweisen, und bei dem sowohl die visuelle Helligkeit (241%) als auch die Phosphoreszenzintensität (143%) gegenüber der Referenz signifikant erhöht sind. The intensities of the fluorescence and the phosphorescence of the proof A1B2 normalized to the initial value differ by less than 10 percentage points on the wool scale 1 to 4 and therefore, by definition, have the same light fastness of the luminescence. The proof A1B2 therefore represents a green-luminescent luminescence feature according to the invention, in which the machine-readable component and the visual visible component age uniformly in the light test. Both the visual brightness (314%) and the phosphorescence intensity (132%) are significantly increased compared to the reference. The same applies to the proof AiBs, in which the phosphorescence and fluorescence also have the same light fastness, and in which both the visual brightness (241%) and the phosphorescence intensity (143%) are significantly increased compared to the reference.
Aufgrund der beschriebenen Kern/ Hülle-Struktur der Pigmente sind die beiden Lumineszenzstoffe in den Mischungen AxBy auch chemisch stabil gegenüber äußeren Einflüssen. Because of the described core/shell structure of the pigments, the two luminescent substances in the mixtures A x B y are also chemically stable to external influences.
Ausführungsbeispiel 2: Example 2:
Das Ausführungsbeispiel 2 basiert auf einem Pigmentsystem aus einem grün fluoreszierenden Kapsel-Lumineszenzpigment und einem grün phosphoreszierenden Kapsel-Lumineszenzpigment. Exemplary embodiment 2 is based on a pigment system composed of a green fluorescent capsule luminescent pigment and a green phosphorescent capsule luminescent pigment.
Als phosphoreszierendes Kapsel-Lumineszenzpigment wurde das grün phosphoreszierende Kapsel-Lumineszenzpigment GP1 des Ausführungsbeispiels 1 verwendet. As the capsule luminescent phosphorescent pigment, the capsule luminescent green phosphorescent pigment GP1 of Working Example 1 was used.
Das grün fluoreszierende Kapsel-Lumineszenzpigment GF2 des Ausführungsbeispiels 2 besteht aus einem Polyharnstoff-Kern mit einem darin verteilten organischen Fluoreszenzstoff aus der Klasse der Benzoxazinon-Derivate (CD 397 der Firma Honeywell) und einer Melamin-Formaldehyd-Hülle. The green fluorescent capsule luminescent pigment GF2 of Example 2 consists of a polyurea core with an organic fluorescent substance distributed therein from the class of benzoxazinone derivatives (CD 397 from Honeywell) and a melamine-formaldehyde shell.
Die reine Fluoreszenzfarbe C wurde analog zu Ausführungsbeispiel 1 mit dem genannten Kapsel-Lumineszenzpigment GF2 hergestellt. The pure fluorescent color C was produced analogously to exemplary embodiment 1 with the named capsule luminescence pigment GF2.
Für die Herstellung einer Mischfarbe C1B2 wurden 40 g des grün fluoreszierenden Pigments GF2 und 80 g des grün phosphoreszierenden Pigments GP1 mit Hilfe eines Dreiwalzwerkes in eine Offset-Druckfarbe (Sicpa Holding SA) eingearbeitet. Der Pigmentierungsgrad der Farbe beträgt dabei 15 Gew.-%. Die erhaltene Offset-Druckfarbe lumi- nesziert grün.
Die Herstellung der Andrucke C und C1B2 erfolgte analog zu Ausführungsbeispiel 1. To produce a mixed color C1B2, 40 g of the green fluorescent pigment GF2 and 80 g of the green phosphorescent pigment GP1 were incorporated into an offset printing ink (Sicpa Holding SA) using a three-roll mill. The degree of pigmentation of the paint is 15% by weight. The offset printing ink obtained luminesces green. Proofs C and C1B2 were produced analogously to example 1.
In der nachfolgenden Tabelle sind die Farbregionen des CIE Normfarbraums der Fig. 4 bzw. 5 und die visuellen Helligkeiten und Phosphoreszenzintensitäten der Lumineszenzemissionen der Andrucke angegeben.
The table below shows the color regions of the CIE standard color space of FIGS. 4 and 5 and the visual brightness and phosphorescence intensities of the luminescence emissions of the proofs.
Die Normfarbwertanteile der beiden Andrucke C und B, und damit der Fluoreszenz und der Phosphoreszenz, liegen in den angrenzenden Kelly-Farbregionen Nr. 2 und Nr. 23, sie weisen daher visuell einen im Wesentlichen übereinstimmenden Farbeindruck auf. Die binäre Mischung C1B2 liegt in derselben Farbregion Nr. 2 wie die Fluoreszenzfarbe C. The standard color value components of the two proofs C and B, and thus of the fluorescence and the phosphorescence, are in the adjacent Kelly color regions No. 2 and No. 23, so visually they have an essentially matching color impression. Binary mixture C1B2 lies in the same color region #2 as fluorescent color C.
In einem Lichttest analog zu Ausführungsbeispiel 1 zeigen die Andrucke B und C die folgenden Restintensitäten der Lumineszenz:
Da sich die Restintensitäten der Andrucke C und B bei allen betrachteten Wollskalenpunkten um 10 Prozentpunkte oder weniger unterscheiden, weisen die fluoreszierenden Kapsel-Lumineszenzpigmente (Andruck C) und die phosphoreszierenden Kapsel- Lumineszenzpigmente (Andruck B) definitionsgemäß gleiche Lichtechtheit auf. In a light test analogous to example 1, proofs B and C show the following residual intensities of the luminescence: Since the residual intensities of proofs C and B differ by 10 percentage points or less for all wool scale points considered, the fluorescent capsule luminescent pigments (proof C) and the phosphorescent capsule luminescent pigments (proof B) have the same lightfastness by definition.
Entsprechend zeigt auch die gemischte Druckfarbe C1B2 eine Phosphoreszenz und eine Fluoreszenz mit gleicher Lichtechtheit. Die Fluoreszenz und die Phosphoreszenz des Andrucks C1B2 zeigen bei einem Lichttest die folgenden Restintensitäten:
Accordingly, the mixed printing ink C1B2 also shows phosphorescence and fluorescence with the same light fastness. The fluorescence and phosphorescence of proof C1B2 show the following residual intensities in a light test:
Die auf den Anfangs wert normierten Intensitäten der Fluoreszenz und der Phosphoreszenz unterscheiden sich jeweils bei Wollskala 1 bis 4 um weniger als 10 Prozentpunkte und weisen daher definitionsgemäß gleiche Lichtechtheit auf. The intensities of fluorescence and phosphorescence normalized to the initial value differ by less than 10 percentage points on a wool scale of 1 to 4 and therefore, by definition, have the same light fastness.
Der Andruck C1B2 stellt daher ein weiteres erfindungsgemäßes grün lumineszierendes Lumineszenzmerkmal dar, bei dem sowohl die maschinell lesbare Komponente als auch die visuelle Komponente im Lichttest gleichmäßig altern. Sowohl die visuelle Helligkeit (194 % ) als auch die Phosphoreszenzintensität (130 % ) sind gegenüber der Referenz signifikant erhöht. Aufgrund der Kern/ Hülle-Struktur der Pigmente sind beide Lumineszenzstoffe in der Mischung C1B2 chemisch stabil gegenüber äußeren Einflüssen.
Das Ausführungsbeispiel 3 basiert auf einem Pigmentsystem aus einem rot fluoreszierenden Kapsel-Lumineszenzpigment und einem rot phosphoreszierenden Kapsel-Lumineszenzpigment. The proof C1B2 therefore represents a further green luminescent luminescent feature according to the invention, in which both the machine-readable component and the visual component age uniformly in the light test. Both the visual brightness (194%) and the phosphorescence intensity (130%) are significantly increased compared to the reference. Due to the core/shell structure of the pigments, both luminescent substances in the C1B2 mixture are chemically stable to external influences. Exemplary embodiment 3 is based on a pigment system composed of a red fluorescent capsule luminescent pigment and a red phosphorescent capsule luminescent pigment.
Die verwendeten Pigmente wurden analog zu Beispiel 1 der Druckschrift WO 2017/080656 Al hergestellt. Eine analoge Herstellung bedeutet im Rahmen dieser Erfindung, dass die Methode der Verkapselung übernommen wurde, jedoch andere Farbstoffe verwendet wurden. Das rot fluoreszierende Kapsel-Lumineszenzpigment RF1 besteht aus einem Polyharnstoff-Kern mit darin verteilten organischen Fluoreszenzstoffen aus der Klasse der Benzoxazinon-Derivate (CD 397 der Firma Honeywell) und der Pe- rylene (Lumogen Red F305 der Firma BASF) und einer Melamin-Formaldehyd-Hülle. Der Massenanteil der beiden Lumineszenzstoffe im Kern-Polymer beträgt 15 Gew.-% des Benzoxazinon-Derivats und 1 Gew.-% der Perylene bezogen auf das Kern-Polymer. The pigments used were produced analogously to Example 1 of publication WO 2017/080656 A1. In the context of this invention, analogous production means that the encapsulation method was adopted, but other dyes were used. The red fluorescent capsule luminescent pigment RF1 consists of a polyurea core with distributed organic fluorescent substances from the class of benzoxazinone derivatives (CD 397 from Honeywell) and perylenes (Lumogen Red F305 from BASF) and a melamine-formaldehyde -Covering. The mass fraction of the two luminescent substances in the core polymer is 15% by weight of the benzoxazinone derivative and 1% by weight of the perylene, based on the core polymer.
Das rot phosphoreszierende Kapsel-Lumineszenzpigment RP1 besteht aus einem Po- lyharnstoff-Kern mit darin verteiltem Seltenerdmetall-Komplex (CD 740 der Firma Honeywell) und einer Melamin-Formaldehyd-Hülle. Der Massenanteil der Lumineszenzstoffe im Kern-Polymer beträgt 1 bis 20 Gew.-% bezogen auf das Kern-Polymer. The red phosphorescent capsule luminescent pigment RP1 consists of a polyurea core with a rare earth metal complex distributed therein (CD 740 from Honeywell) and a melamine-formaldehyde shell. The mass fraction of the luminescent substances in the core polymer is 1 to 20% by weight, based on the core polymer.
Die reine Fluoreszenzfarbe E und die reine Phosphoreszenzfarbe F wurden analog zu Ausführungsbeispiel 1 mit den genannten Kapsel-Lumineszenzpigmenten hergestellt. Die reine Fluoreszenzfarbe E enthält das rot fluoreszierende Pigment RF1 und die reine Phosphoreszenzfarbe F das rot phosphoreszierende Pigment RP1. The pure fluorescent ink E and the pure phosphorescent ink F were produced analogously to Example 1 with the capsule luminescent pigments mentioned. The pure fluorescent ink E contains the red fluorescent pigment RF1 and the pure phosphorescent ink F contains the red phosphorescent pigment RP1.
Für die Herstellung der Mischfarbe E1F2 wurden 40 g des rot fluoreszierenden Pigments RF1 und 80 g des rot phosphoreszierenden Pigments RP1 mit Hilfe eines Dreiwalzwerkes in eine Offset-Druckfarbe (Sicpa Holding SA) eingearbeitet. Der Pigmentierungsgrad der Farbe beträgt dabei 15 Gew.-% . Die erhaltene Offset-Druckfarbe luminesziert rot.
Die Herstellung der Andrucke E, F und E1F2 erfolgte analog zu Ausführungsbeispiel 1. To produce the mixed ink E1F2, 40 g of the red fluorescent pigment RF1 and 80 g of the red phosphorescent pigment RP1 were incorporated into an offset printing ink (Sicpa Holding SA) using a three-roll mill. The degree of pigmentation of the color is 15% by weight. The resulting offset ink is red luminescent. Proofs E, F and E1F2 were produced in the same way as in example 1.
In der nachfolgenden Tabelle sind die Farbregionen des CIE Normfarbraums der Fig. 4 bzw. 5 und die visuellen Helligkeiten und Phosphoreszenzintensitäten der Lumines- zenzemissionen der Andrucke angegeben.
The table below shows the color regions of the CIE standard color space of FIGS. 4 and 5 and the visual brightness and phosphorescence intensities of the luminescence emissions of the proofs.
Die Normfarbwertanteile der beiden Andrucke E und F, und damit der Fluoreszenz und der Phosphoreszenz, liegen in den über eine Ecke aneinander angrenzenden Kelly- Farbregionen Nr. 9 ("rötlich orange") und Nr. 12 ("rosa"), sie weisen daher visuell einen im Wesentlichen übereinstimmenden Farbeindruck auf. Ihre binäre Mischung E1F2 liegt in derselben Farbregion Nr. 12 wie die reine Phosphoreszenzfarbe F. Die Farborte der Andrucke E (weißer Punkt), F (schwarzer Punkt) und des Andrucks E1F2 (schraffierter Punkt) sind in Fig. 5 ebenfalls eingezeichnet. The tristimulus components of the two proofs E and F, and thus of the fluorescence and the phosphorescence, lie in the Kelly color regions No. 9 ("reddish orange") and No. 12 ("pink"), which adjoin one another via a corner visually an essentially matching color impression. Its binary mixture E1F2 lies in the same color region No. 12 as the pure phosphorescence color F. The color locations of the proofs E (white dot), F (black dot) and the proof E1F2 (hatched dot) are also shown in FIG.
In einem Lichttest analog zu Ausführungsbeispiel 1 zeigen die Andrucke E und F, und damit die Fluoreszenz und die Phosphoreszenz, die folgenden Restintensitäten der Lumineszenz:
Da sich die Restintensitäten der Andrucke E und F bei allen betrachteten Wollskalenpunkten um weniger als 10 Prozentpunkte unterscheiden, weisen die fluoreszierenden Kapsel-Lumineszenzpigmente (Andruck E) und die phosphoreszierenden Kapsel-Lumineszenzpigmente (Andruck F) definitionsgemäß gleiche Lichtechtheit der Lumineszenz auf. Entsprechend zeigt auch die gemischte Druckfarben E1F2 eine Phosphoreszenz und eine Fluoreszenz mit gleicher Lichtechtheit. Die Fluoreszenz und die Phosphoreszenz des Andrucks E1F2 zeigen bei einem Lichttest die folgenden Restintensitäten:
In a light test analogous to example 1, proofs E and F, and thus the fluorescence and phosphorescence, show the following residual luminescence intensities: Since the residual intensities of proofs E and F differ by less than 10 percentage points for all wool scale points considered, the fluorescent capsule luminescent pigments (proof E) and the phosphorescent capsule luminescent pigments (proof F) have the same lightfastness of luminescence by definition. Accordingly, the mixed printing inks E1F2 also show phosphorescence and fluorescence with the same light fastness. The fluorescence and phosphorescence of proof E1F2 show the following residual intensities in a light test:
Die auf den Anfangs wert normierten Intensitäten der Fluoreszenz und der Phosphoreszenz unterscheiden sich jeweils bei Wollskala 1 bis 4 um weniger als 10 Prozentpunkte und weisen daher definitionsgemäß gleiche Lichtechtheit auf. The intensities of fluorescence and phosphorescence normalized to the initial value differ by less than 10 percentage points on a wool scale of 1 to 4 and therefore, by definition, have the same light fastness.
Der Andruck E1F2 stellt daher ein erfindungsgemäßes rot lumineszierendes Lumineszenzmerkmal dar, bei dem sowohl die maschinell lesbare Komponente als auch die visuelle Komponente im Lichttest gleichmäßig altern. Sowohl die visuelle Helligkeit (166%) als auch die Phosphoreszenzintensität (121%) sind gegenüber der Referenz signifikant erhöht. Aufgrund der Kern/ Hülle-Struktur der Pigmente sind beide Lumineszenzstoffe in der Mischung E1F2 chemisch stabil gegenüber äußeren Einflüssen. The proof E1F2 therefore represents a red-luminescent luminescence feature according to the invention, in which both the machine-readable component and the visual component age uniformly in the light test. Both the visual brightness (166%) and the phosphorescence intensity (121%) are significantly increased compared to the reference. Due to the core/shell structure of the pigments, both luminescent substances in the E1F2 mixture are chemically stable to external influences.
Vergleichsbeispiel 1: Comparative example 1:
Das Vergleichsbeispiel 1 betrifft eine Kombination von Lumineszenzpigmenten mit verschiedenem Farbeindruck, konkret einem grün fluoreszierenden Kapsel-Lumineszenzpigment und einem rot phosphoreszierenden Kapsel-Lumineszenzpigment.
Als grün fluoreszierendes Kapsel-Lumineszenzpigment wurde das Pigment GF1 des Ausführungsbeispiels 1 und als rot phosphoreszierendes Kapsel-Lumineszenzpigment das Pigment RP1 des Ausführungsbeispiels 3 verwendet. Comparative example 1 relates to a combination of luminescent pigments with different color impressions, specifically a green fluorescent capsule luminescent pigment and a red phosphorescent capsule luminescent pigment. The pigment GF1 of exemplary embodiment 1 was used as the green fluorescent capsule luminescent pigment, and the pigment RP1 of exemplary embodiment 3 was used as the red phosphorescent capsule luminescent pigment.
Für die Herstellung der Vergleichs-Mischfarben AxFy wurden die Druckfarben A und F aus Ausführungsbeispiel 1 bzw. 3 mit Hilfe eines Dreiwalzwerkes mit jeweiligen Anteilen so mit einander vermengt, dass die beiden Farben A und F in einem Verhältnis x:y von 1:2 (AIF2), 1:3 (A1F3) und 1:5 (A1F5) vorliegen. Die erhaltenen Offset-Druckfarben lumineszieren gelb bis orange. For the production of the comparative mixed colors A x F y, the printing colors A and F from example 1 or 3 were mixed with each other with the help of a three-roll mill with the respective proportions in such a way that the two colors A and F were mixed in an x:y ratio of 1 :2 (AIF2), 1:3 (A1F3) and 1:5 (A1F5) are present. The offset printing inks obtained luminesce yellow to orange.
Die Herstellung der Andrucke AxFy erfolgte analog zu Ausführungsbeispiel 1. The proofs A x F y were produced analogously to exemplary embodiment 1.
In der nachfolgenden Tabelle sind die Farbregionen des CIE Normfarbraums der Fig. 4 und die visuellen Helligkeiten und Phosphoreszenzintensitäten der Lumineszenzemissionen der Andrucke angegeben.
The color regions of the CIE standard color space of FIG. 4 and the visual brightnesses and phosphorescence intensities of the luminescence emissions of the proofs are given in the table below.
Die Phosphoreszenzintensitäten der Vergleichs- Andrucke AxFy sind höher als die der Referenz. Da aber die Farbregion Nr. 2 ("gelblich grün") von Andruck A, also der Fluoreszenz, und Farbregion Nr. 12 ("rosa") von Andruck F, also der Phosphoreszenz, nicht aneinander angrenzen, weisen die Fluoreszenz und die Phosphoreszenz der Mischfarben keinen übereinstimmenden oder im Wesentlichen übereinstimmenden Farbeindruck auf.
Entsprechend liegen auch die Normfarbwerte der Vergleichs- Andrucke AxFy weder in der Farbregion Nr. 2 von Andruck A noch in der Farbregion Nr. 12 von Andruck F. Aus der Mischung eines grün fluoreszierenden Pigments A und eines rot phosphoreszierenden Pigments F entsteht vielmehr eine gelb bzw. orange lumineszierende Druckfarbe. Die Lumineszenzpigmente A und F können daher nicht miteinander vermischt werden, um eine erfindungsgemäße Sicherheitsdruckfarbe zu erhalten, da sich insbesondere die Fluoreszenz- und die Phosphoreszenzintensität nicht unter Beibehaltung des Lumineszenz-Farbeindrucks einstellen lassen. The phosphorescence intensities of the comparison proofs A x F y are higher than those of the reference. But since the color region no. 2 ("yellowish green") of proof A, i.e. the fluorescence, and color region no. 12 ("pink") of proof F, i.e. the phosphorescence, do not adjoin one another, the fluorescence and the phosphorescence of the Mixed colors do not have a matching or essentially matching color impression. Accordingly, the standard color values of the comparison proofs A x F y are neither in color region No. 2 of proof A nor in color region No. 12 of proof F. Rather, the mixture of a green fluorescent pigment A and a red phosphorescent pigment F results a yellow or orange luminescent ink. The luminescence pigments A and F cannot therefore be mixed with one another in order to obtain a security printing ink according to the invention, since in particular the fluorescence and phosphorescence intensity cannot be adjusted while retaining the luminescence color impression.
Vergleichsbeispiel 2: Comparative example 2:
Das Vergleichsbeispiel 2 enthält einen Phosphoreszenzstoff mit schlechterer Lichtechtheit der Lumineszenz, wobei als Phosphoreszenzstoff ein Terbiumkomplex mit 2- Amino-4-chlorbenzoesäure (acbs) als Ligand verwendet wurde. Comparative example 2 contains a phosphorescent substance with poorer light fastness of the luminescence, a terbium complex with 2-amino-4-chlorobenzoic acid (acbs) as a ligand being used as the phosphorescent substance.
Die Synthese des Terbiumkomplexes mit 2-Amino-4-chlorbenzoesäure als Ligand erfolgte wie folgt: The synthesis of the terbium complex with 2-amino-4-chlorobenzoic acid as a ligand proceeded as follows:
7,689 g (0,045 mol) der 2-Amino-4-chlorbenzoesäure (acbs) werden in 200 ml Wasser suspendiert und auf 60 °C erhitzt. 1,792 g Natriumhydroxid (0,045 mol) werden als Feststoff zu der Suspension gegeben und 1 h bei 60 °C gerührt. 5,579 g Terbiumchlorid Hexahydrat (0,015 mmol) werden als Lösung in 20 ml Wasser langsam zu der Reaktionslösung getropft, wobei ein farbloser Niederschlag entsteht. Das Reaktionsgemisch wird für 5 h bei 60 °C gerührt. Anschließend wird der ausgefallene Feststoff filtriert und mit Wasser (20 ml) gewaschen. Nach dem Trocknen im Trockenschrank bei 60 °C verblieb der Terbiumkomplex in Form eines leicht gelblichen Pulvers (10 g, 0,0149 mmol, 99 %). 7.689 g (0.045 mol) of 2-amino-4-chlorobenzoic acid (acbs) are suspended in 200 ml of water and heated to 60.degree. 1.792 g of sodium hydroxide (0.045 mol) are added as a solid to the suspension and the mixture is stirred at 60° C. for 1 hour. 5.579 g of terbium chloride hexahydrate (0.015 mmol) as a solution in 20 ml of water are slowly added dropwise to the reaction solution, with a colorless precipitate being formed. The reaction mixture is stirred at 60° C. for 5 h. The precipitated solid is then filtered and washed with water (20 mL). After drying in a drying oven at 60 °C, the terbium complex remained in the form of a slightly yellowish powder (10 g, 0.0149 mmol, 99%).
Als grün fluoreszierendes Kapsel-Lumineszenzpigment wurde das Pigment GF1 des Ausführungsbeispiels 1 verwendet.
Als grün phosphoreszierendes Kapsel-Lumineszenzpigment wurde ein Pigment GP2 analog zu Beispiel 1 der Druckschrift WO 2017/080656A1 hergestellt. Das Pigment GP2 besteht aus einem Polyharnstoff-Kern mit dem darin verteilten, oben beschriebenem Terbiumkomplex und einer Melamin-Formaldehyd-Hülle. Der Massenanteil der beiden Lumineszenzstoffe im Kern-Polymer beträgt jeweils 20 Gew.-% bezogen auf das Kern- Polymer. Beide Pigmente sind grün lumineszierend. The pigment GF1 of Example 1 was used as the green fluorescent capsule luminescent pigment. A pigment GP2 was produced analogously to example 1 of publication WO 2017/080656A1 as the green phosphorescent capsule luminescence pigment. The pigment GP2 consists of a polyurea core with the terbium complex described above distributed therein and a melamine-formaldehyde shell. The mass fraction of the two luminescent substances in the core polymer is in each case 20% by weight, based on the core polymer. Both pigments are green luminescent.
Die reine Phosphoreszenzfarbe G wurde analog zu Ausführungsbeispiel 1 mit dem genannten Kapsel-Lumineszenzpigment GP2 hergestellt. The pure phosphorescent color G was produced analogously to exemplary embodiment 1 with the named capsule luminescent pigment GP2.
Für die Herstellung der Vergleichsmischfarbe AiGi wurden 40 g des grün fluoreszierenden Pigments GF1 und 40 g des grün phosphoreszierenden Pigments GP2 mit Hilfe eines Dreiwalzwerkes in eine Offset-Druckfarbe (Sicpa Holding SA) eingearbeitet. Der Pigmentierungsgrad der Farbe beträgt dabei 15 Gew.-%. Die erhaltenen Offset-Druck- farben lumineszieren grün. For the production of the comparative mixed ink AiGi, 40 g of the green fluorescent pigment GF1 and 40 g of the green phosphorescent pigment GP2 were incorporated into an offset printing ink (Sicpa Holding SA) using a three-roll mill. The degree of pigmentation of the paint is 15% by weight. The offset printing inks obtained luminesce green.
Herstellung der Andrucke G und AiGi erfolgte analog zu Ausführungsbeispiel 1. The proofs G and AiGi were produced in the same way as in example 1.
In der nachfolgenden Tabelle sind die Farbregionen des CIE Normfarbraums der Fig. 4 und die visuellen Helligkeiten und Phosphoreszenzintensitäten der Lumineszenzemissionen der Andrucke angegeben.
The color regions of the CIE standard color space of FIG. 4 and the visual brightnesses and phosphorescence intensities of the luminescence emissions of the proofs are given in the table below.
Die Normfarbwertanteile der beiden Andrucke A und G, und damit der Fluoreszenz und der Phosphoreszenz, liegen in den angrenzenden Kelly-Farbregionen Nr. 2 und Nr.
23, sie weisen daher visuell einen im Wesentlichen übereinstimmenden Farbeindruck auf. Ihre binäre Mischung A1G1 liegt in derselben Farbregion Nr. 2 wie die reine Fluoreszenzfarbe A. In einem Lichttest analog zu Ausführungsbeispiel 1 zeigen die Andrucke A und G, und damit die Fluoreszenz und die Phosphoreszenz, die folgenden Restintensitäten der Lumineszenz:
Da die Lumineszenzintensität von Andruck G, also insbesondere der Phosphoreszenz, im Lichttest deutlich schneller abfällt als die von Andruck A, also insbesondere der Fluoreszenz, ergeben sich bei den Wollskala-Punkten 1 bis 4 um mehr als 20 Prozentpunkte verschiedene Restintensitäten. Die Kapsel-Lumineszenzpigmente A und G weisen daher eine unterschiedlich große Lichtechtheit der Lumineszenz auf. The standard color values of the two proofs A and G, and thus the fluorescence and phosphorescence, are in the adjacent Kelly color regions No. 2 and No. 23, so visually they have an essentially identical color impression. Your binary mixture A1G1 is in the same color region no. 2 as the pure fluorescent color A. In a light test analogous to example 1, the proofs A and G, and thus the fluorescence and the phosphorescence, show the following residual intensities of the luminescence: Since the luminescence intensity of proof G, i.e. in particular the phosphorescence, falls significantly faster in the light test than that of proof A, i.e. in particular the fluorescence, the residual intensities differ by more than 20 percentage points for the wool scale points 1 to 4. The capsule luminescent pigments A and G therefore have different degrees of lightfastness of the luminescence.
Die Fluoreszenz und die Phosphoreszenz des Andrucks AiGi zeigen bei einem Lichttest die folgenden Restintensitäten:
Die auf den Anfangs wert normierten Intensitäten der Fluoreszenz und der Phosphoreszenz unterscheiden sich bei Wollskala 3 und 4 jeweils um mehr als 20 Prozentpunkte und weisen daher eine unterschiedliche Lichtechtheit auf. Insbesondere fällt die Phosphoreszenzintensität des Andrucks AiGi bereits bei Wollskala 1 unter die der Referenz ab. The fluorescence and phosphorescence of the proof AiGi show the following residual intensities in a light test: The intensities of fluorescence and phosphorescence normalized to the initial value differ by more than 20 percentage points on wool scale 3 and 4 and therefore have different lightfastness. In particular, the phosphorescence intensity of the proof AiGi already falls below that of the reference at wool scale 1.
Mit dem Vergleichs- Andruck AiGi wurde ein grün lumineszierendes, nicht erfindungsgemäßes Sicherheitsmerkmal erhalten. Die maschinell lesbare Komponente altert im Lichttest schneller als die visuelle Komponente. Das Sicherheitsmerkmal ist nach Bestrahlung mit Tageslicht beispielsweise bei Wollskala 4 visuell noch hell genug, aber nicht mehr maschinenlesbar und würde daher von einer Banknotenbearbeitungsmaschine aussortiert werden. A green luminescent security feature not according to the invention was obtained with the comparison proof AiGi. The machine-readable component ages faster than the visual component in the light test. After exposure to daylight, the security feature is still visually bright enough, for example with a wool scale of 4, but is no longer machine-readable and would therefore be sorted out by a bank note processing machine.
Die Figuren 6 und 7 zeigen zur Illustration zwei Ausführungsbeispiele erfindungsgemäßer, mit der beschriebenen lumineszierenden Druckfarbe versehene Gegenstände. Fig. 6 zeigt dabei einen Ausschnitt einer Banknote 10 mit einem Papiersubstrat 12 und einem auf dem Papiersubstrat aufgedruckten lumineszierenden Sicherheitselement 40 mit zwei Teilbereichen 42, 44, die jeweils mit einer lumineszenten Druckfarbe der oben beschriebenen Art gedruckt sind. By way of illustration, FIGS. 6 and 7 show two exemplary embodiments of objects according to the invention provided with the described luminescent printing ink. 6 shows a section of a banknote 10 with a paper substrate 12 and a luminescent security element 40 printed on the paper substrate with two partial areas 42, 44, each of which is printed with a luminescent printing ink of the type described above.
Der visuelle Eindruck des Sicherheitselements 40 bei Betrachtung im Weißlicht steht bei der vorliegenden Erfindung nicht im Vordergrund. Das Sicherheitselement kann im Weißlicht unsichtbar sein oder als homogene, einfarbige Fläche erscheinen, beispielsweise indem die lumineszierenden Druckfarben der Teilbereiche 42, 44 zusätzlich zu den beschriebenen Kapsel-Lumineszenzpigmenten mit geeigneten Remissionspigmenten versetzt sind. The visual impression of the security element 40 when viewed in white light is not the focus of the present invention. The security element can be invisible in white light or appear as a homogeneous, monochromatic area, for example by the luminescent printing inks of the partial areas 42, 44 being mixed with suitable remission pigments in addition to the capsule luminescent pigments described.
Bei Anregung mit nicht-sichtbarem Anregungslicht, beispielsweise UV-Licht 16, lumi- nesziert das Sicherheitselement 40 und zeigt dabei ein mehrfarbiges Lumineszenzmotiv
mit unterschiedlichen Lumineszenzfarbeindrücken in den Teilbereichen 42, 44. Beispielsweise kann das Lumineszenzmotiv eine Nationalflagge mit einem unter UV- Beleuchtung 16 grün lumineszierenden Teilbereich 42 und einem rot lumineszierenden Teilbereich 44 darstellen. When excited with non-visible excitation light, for example UV light 16, the security element 40 luminesces and shows a multicolored luminescence motif with different luminescent color impressions in the partial areas 42, 44. For example, the luminescent motif can represent a national flag with a partial area 42 that luminesces green under UV illumination 16 and a partial area 44 that luminesces red.
Der grün lumineszierende Teilbereich 42 kann beispielsweise mit einer Druckfarbe basierend auf der oben beschriebenen Mischfarbe A1B2 des Ausführungsbeispiels 1 gedruckt sein, der rot lumineszierende Teilbereich 44 kann mit einer Druckfarbe basierend auf der oben beschriebenen Mischfarbe E1F2 des Ausführungsbeispiels 3 gedruckt sein. Das Sicherheitselement 40 zeigt nach Anregung in beiden Teilbereichen 42, 44 sowohl eine hohe visuelle Lumineszenz-Helligkeit als auch eine hohe Phosphoreszenzintensität für die maschinelle Echtheitsprüfung. The green luminescent partial area 42 can be printed with an ink based on the above-described mixed color A1B2 of exemplary embodiment 1, for example, and the red luminescent partial area 44 can be printed with an ink based on the above-described mixed color E1F2 of exemplary embodiment 3. After excitation, the security element 40 shows both a high visual luminescence brightness and a high phosphorescence intensity for the machine authenticity check in both partial areas 42, 44.
Es ist auch möglich, dass nur einer der Teilbereiche mit einer erfindungsgemäßen lumineszierenden Druckfarbe gedruckt ist, und dass der andere Teilbereich beispielsweise mit einer Druckfarbe hoher visueller Helligkeit aber ohne Maschinenlesbarkeit gedruckt ist. An der visuellen Echtheitsprüfung sind dann beide Teilbereiche beteiligt, während an der maschinellen Echtheitsprüfung nur der mit der erfindungsgemäßen lumineszierenden Druckfarbe gedruckte Teilbereich teilnimmt. It is also possible that only one of the sub-areas is printed with a luminescent printing ink according to the invention and that the other sub-area is printed, for example, with a printing ink of high visual brightness but without machine readability. Both subareas are then involved in the visual authenticity check, while only the subarea printed with the luminescent printing ink according to the invention takes part in the machine authenticity check.
Es versteht sich, dass auch andere Fluoreszenzstoffe und andere Phosphoreszenzstoffe in die Kerne der Kapselpigmente eingebracht werden können, um gewünschte Farbeindrücke in Lumineszenz zu erzeugen. It goes without saying that other fluorescent substances and other phosphorescent substances can also be introduced into the cores of the capsule pigments in order to produce desired color impressions in luminescence.
Fig. 7 zeigt als weiteres Ausführungsbeispiel ein Sicherheitselement 50 auf einem Papiersubstrat 12 eines Wertdokuments, das bei Anregung mit UV-Licht 16 ein Naturmotiv, konkret eine weiße Schneeflocke 52 vor einem blauen Himmelshintergrund 54, zeigt. Im Weißlicht kann das Sicherheitselement unsichtbar sein oder als homogene, einfarbige Fläche erscheinen.
Die weiße Lumineszenz des Teilbereichs 52 wird durch eine geeignete Mischung von rot, grün und blau leuchtenden Kapsel-Lumineszenzpigmenten in einer Druckfarbe erhalten, welche gleiche Stabilität gegen Umwelteinflüsse aufweisen, so dass der weiße Farbeindruck sich über die Zeit nicht verändert. 7 shows a further exemplary embodiment of a security element 50 on a paper substrate 12 of a document of value which, when excited with UV light 16, shows a natural motif, specifically a white snowflake 52 in front of a blue sky background 54. In white light, the security element can be invisible or appear as a homogeneous, monochromatic area. The white luminescence of the partial area 52 is obtained by a suitable mixture of red, green and blue luminous capsule luminescence pigments in a printing ink, which have the same stability against environmental influences, so that the white color impression does not change over time.
Konkret werden im Ausführungsbeispiel für die rote und blaue Lumineszenz Kapsel- Lumineszenzpigmente eingesetzt, in deren Kerne rot bzw. blau fluoreszierende Lumineszenzstoffe eingebracht wurden. Rote oder blaue Phosphoreszenzstoffe sind in der Druckfarbe für den weißen Teilbereich nicht enthalten. Für die grüne Lumineszenz enthält die Druckfarbe beispielsweise das grün fluoreszierende Kapsel-Lumineszenzpigment GF1 und das grün phosphoreszierende Kapsel-Lumineszenzpigment GP1 des Ausführungsbeispiels 1. Specifically, in the exemplary embodiment for the red and blue luminescence, capsule luminescent pigments are used, in whose cores red or blue fluorescent luminescent substances have been introduced. Red or blue phosphors are not included in the ink for the white portion. For the green luminescence, the printing ink contains, for example, the green fluorescent capsule luminescent pigment GF1 and the green phosphorescent capsule luminescent pigment GP1 of exemplary embodiment 1.
Bei UV-Anregung 16 zeigt das Sicherheitselement 50 visuell das Naturmotiv mit weißer Schneeflocke 52 vor einem blauen Himmelshintergrund 54, wie in Fig. 7 illustriert. Mit dem Abschalten der Anregungsstrahlung endet die Fluoreszenzemission der roten und blauen Kapsel-Lumineszenzpigmente und des grün fluoreszierenden Kapsel-Lumineszenzpigments GF1. In the event of UV excitation 16, the security element 50 visually shows the nature motif with a white snowflake 52 in front of a blue sky background 54, as illustrated in FIG. When the excitation radiation is switched off, the fluorescence emission of the red and blue capsule luminescent pigments and the green fluorescent capsule luminescent pigment GF1 ends.
Für die maschinelle Echtheitsprüfung wird die langsamer abklingende Phosphoreszenz-Emission des Pigments GP1 genutzt, wobei sowohl die Abklingdauer, als auch das Lumineszenzspektrum der Pigmente im Grünen, als auch die Umrissform des grün phosphoreszierenden Teilbereichs 52 als Echtheitskennzeichen verwendet werden kann.
Bezugszeichenliste The more slowly decaying phosphorescence emission of the pigment GP1 is used for the automatic authenticity check, with both the decay time and the luminescence spectrum of the pigments in the green, as well as the outline of the green phosphorescent partial area 52 being able to be used as a mark of authenticity. Reference List
Banknote bank note
Papiersubstrat maschinenlesbares SicherheitselementPaper substrate machine-readable security element
UV-Licht UV light
Sicherheitsdruckfarbe security ink
Kapsel-Lumineszenzpigmente -F, 22-P, 22-FP Kapsel-Lumineszenzpigment-SortenCapsule Luminescent Pigments -F, 22-P, 22-FP Capsule Luminescent Pigment Grades
Kern core
Hülle Covering
Lumineszenzstoffe -F Fluoreszenzstoff -P Phosphoreszenzstoff Luminescent substances -F fluorescent substance -P phosphorescent substance
CIE-1931-Farbdiagramm -F, 32-P Kapsel-Lumineszenzpigmente -F, 34-P Kapsel-Lumineszenzpigmente CIE-1931 Color Chart -F, 32-P capsule luminescent pigments -F, 34-P capsule luminescent pigments
Sicherheitselement , 44 Teilbereiche Security element, 44 sections
Sicherheitselement , 54 Teilbereiche
Security element, 54 sections
Claims
1. Lumineszierende Druckfarbe für den Sicherheitsdruck, mit einem Fluoreszenzstoff und einem Phosphoreszenzstoff, die jeweils bei Anregung mit nicht-sichtbarem Anregungslicht im sichtbaren Spektralbereich lumineszieren, wobei die Druckfarbe eine oder mehrere Kapsel-Lumineszenzpigment-Sorten enthält, die jeweils einen Kern, eine den Kern verkapselnde Hülle und einen im Kern vorliegenden Lumineszenzstoff aufweisen, der Fluoreszenzstoff und der Phosphoreszenzstoff jeweils als Lumineszenzstoff im Kern einer oder mehrerer der Kapsel-Lumineszenzpigment-Sorten vorliegen, so dass die Kapsel-Lumineszenzpigmente fluoreszierende und/ oder phosphoreszierende Kapsel-Lumineszenzpigmente bilden, die eine Fluoreszenz und eine Phosphoreszenz aufweisen, die Fluoreszenz und die Phosphoreszenz die gleiche Lichtechtheit aufweisen, die Fluoreszenz und die Phosphoreszenz die gleiche Chemikalienstabilität aufweisen, und die Fluoreszenz und die Phosphoreszenz visuell einen im Wesentlichen übereinstimmenden Farbeindruck aufweisen. 1. Luminescent printing ink for security printing, with a fluorescent substance and a phosphorescent substance, each of which luminesces when excited with non-visible excitation light in the visible spectral range, the printing ink containing one or more types of capsule luminescent pigments, each of which has a core, a core have an encapsulating shell and a luminescent substance present in the core, the fluorescent substance and the phosphorescent substance are each present as a luminescent substance in the core of one or more of the capsule luminescent pigment types, so that the capsule luminescent pigments form fluorescent and/or phosphorescent capsule luminescent pigments that form a fluorescence and have a phosphorescence, the fluorescence and the phosphorescence have the same light fastness, the fluorescence and the phosphorescence have the same chemical stability, and the fluorescence and the phosphorescence visually have a substantially matching color have leg impression.
2. Lumineszierende Druckfarbe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Phosphoreszenzstoff eine zumindest um einen Faktor 10 größere Lumineszenz- Abklingzeit aufweist als der Fluoreszenzstoff, vorzugsweise, dass der Phosphoreszenzstoff eine Lumineszenz- Abklingzeit von mindestens 10 gs, bevorzugt mindestens 100 gs, besonders bevorzugt zwischen 250 gs und 5 ms aufweist, und/ oder, dass der Fluoreszenzstoff eine Lumineszenz- Abklingzeit unterhalb von 1 gs, bevorzugt unterhalb von 0,1 gs aufweist. 2. Luminescent printing ink according to claim 1, characterized in that the phosphorescent substance has a luminescence decay time that is at least a factor of 10 greater than that of the fluorescent substance, preferably that the phosphorescent substance has a luminescent decay time of at least 10 gs, preferably at least 100 gs, particularly preferably between 250 gs and 5 ms, and/or that the fluorescent substance has a luminescence decay time of less than 1 gs, preferably less than 0.1 gs.
3. Lumineszierende Druckfarbe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Phosphoreszenzstoff ein organischer oder metallorganischer Phosphoreszenzstoff ist, und/ oder dass der Fluoreszenzstoff ein organischer oder metallorganischer
Fluoreszenzstoff ist, vorzugsweise, dass der Phosphoreszenzstoff ein metallorganischer Phosphoreszenzstoff und zugleich der Fluoreszenzstoff ein organischer Fluoreszenzstoff ist. 3. Luminescent printing ink according to claim 1 or 2, characterized in that the phosphorescent substance is an organic or organometallic phosphorescent substance, and/or that the fluorescent substance is an organic or organometallic Fluorescent substance is preferably that the phosphorescent substance is an organometallic phosphorescent substance and at the same time the fluorescent substance is an organic fluorescent substance.
4. Lumineszierende Druckfarbe nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Fluoreszenzstoff und der Phosphoreszenzstoff unterschiedliche Lumineszenzspektren aufweisen. 4. Luminescent printing ink according to at least one of claims 1 to 3, characterized in that the fluorescent substance and the phosphorescent substance have different luminescence spectra.
5. Lumineszierende Druckfarbe nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Fluoreszenzstoff und der Phosphoreszenzstoff eine Lumineszenz im grünen Spektralbereich aufweisen. 5. Luminescent printing ink according to at least one of claims 1 to 4, characterized in that the fluorescent substance and the phosphorescent substance have a luminescence in the green spectral range.
6. Lumineszierende Druckfarbe nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern und die Hülle der verschiedenen Kapsel-Lu- mineszenzpigment-Sorten jeweils aus den gleichen Materialien bestehen, wobei vorzugsweise der Kern der Kapsel-Lumineszenzpigmente aus einem ersten Polymer und die Hülle der Kapsel-Lumineszenzpigmente aus einem zweiten Polymer besteht, das vom Kern-Polymer in mindestens einem Monomer verschieden ist. 6. Luminescent printing ink according to at least one of claims 1 to 5, characterized in that the core and the shell of the different capsule luminescent pigment types each consist of the same materials, the core of the capsule luminescent pigments preferably consisting of a first polymer and the shell of the capsule luminescent pigments consists of a second polymer that differs from the core polymer in at least one monomer.
7. Lumineszierende Druckfarbe nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich die auf den Anfangswert normierten Intensitäten der Fluoreszenz und der Phosphoreszenz jeweils bei Wollskala 1 bis 4 untereinander um weniger als 20 Prozentpunkte, vorzugsweise um weniger als 10 Prozentpunkte unterscheiden. 7. Luminescent printing ink according to at least one of claims 1 to 6, characterized in that the intensities of the fluorescence and the phosphorescence normalized to the initial value differ from each other by less than 20 percentage points, preferably by less than 10 percentage points, on a wool scale of 1 to 4.
8. Lumineszierende Druckfarbe nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Farborte der Fluoreszenz und der Phosphoreszenz im CIE-Normfarbraum in derselben oder in aneinander angrenzenden Kelly-Farbregio- nen liegen.
8. Luminescent printing ink according to at least one of claims 1 to 7, characterized in that the color locations of the fluorescence and the phosphorescence in the CIE standard color space are in the same or in adjacent Kelly color regions.
9. Lumineszierende Druckfarbe nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Phosphoreszenzstoff und der Fluoreszenzstoff jeweils separat in die Kerne verschiedener Kapsel-Lumineszenzpigmente eingebracht ist, so dass die Druckfarbe eine erste, fluoreszierende Kapsel-Lumineszenzpigment-Sorte enthält, deren Kerne nur Fluoreszenzstoffe, aber keine Phosphoreszenzstoffe enthalten, und eine zweite, phosphoreszierende Kapsel-Lumineszenzpigment-Sorte enthält, deren Kerne nur Phosphoreszenzstoffe, aber keine Fluoreszenzstoffe enthalten. 9. Luminescent printing ink according to at least one of claims 1 to 8, characterized in that the phosphorescent substance and the fluorescent substance are each introduced separately into the cores of different capsule luminescent pigments, so that the printing ink contains a first, fluorescent capsule luminescent pigment type whose cores contain only fluorescers, but no phosphors, and a second, phosphorescent capsule type luminescent pigment containing only phosphors but no fluorescers in the cores.
10. Lumineszierende Druckfarbe nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Phosphoreszenzstoff und der Fluoreszenzstoff jeweils separat in die Kerne verschiedener Kapsel-Lumineszenzpigmente eingebracht ist, so dass die Druckfarbe eine erste, fluoreszierende Kapsel-Lumineszenzpigment-Sorte und eine zweite, phosphoreszierende Kapsel-Lumineszenzpigment-Sorte enthält, wobei bevorzugt die Lumineszenz der fluoreszierenden Kapsel-Lumineszenzpigment-Sorte eine Lumineszenz- Abklingzeit unterhalb von 1 gs aufweist, und die Lumineszenz der phosphoreszierenden Kapsel-Lumineszenzpigment-Sorte eine Lumineszenz- Abklingzeit von mindestens 100 gs aufweist. 10. Luminescent printing ink according to at least one of claims 1 to 8, characterized in that the phosphorescent substance and the fluorescent substance are each introduced separately into the cores of different capsule luminescent pigments, so that the printing ink has a first, fluorescent capsule luminescent pigment type and a second Contains phosphorescent capsule luminescent pigment variety, the luminescence of the fluorescent capsule luminescent pigment variety preferably having a luminescence decay time below 1 gs, and the luminescence of the phosphorescent capsule luminescent pigment variety having a luminescence decay time of at least 100 gs.
11. Lumineszierende Druckfarbe nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Phosphoreszenzstoff und der Fluoreszenzstoff gemeinsam in die Kerne von Kapsel-Lumineszenzpigmenten eingebracht sind, so dass die Druckfarbe eine fluoreszierende und zugleich phosphoreszierende Kapsel-Lumines- zenzpigment-Sorte enthält, deren Kerne sowohl Fluoreszenzstoffe als auch Phosphoreszenzstoffe enthalten. 11. Luminescent printing ink according to at least one of claims 1 to 8, characterized in that the phosphorescent substance and the fluorescent substance are introduced together into the cores of capsule luminescent pigments, so that the printing ink contains a fluorescent and at the same time phosphorescent capsule luminescent pigment type , whose cores contain both fluorescent substances and phosphorescent substances.
12. Lumineszierende Druckfarbe nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Fluoreszenzstoff der Kapsel-Lumineszenzpigmente in einer Konzentration in der Druckfarbe vorliegt, die eine visuelle Prüfung der Lumineszenz der lumineszierenden Druckfarbe gestattet.
12. Luminescent printing ink according to at least one of claims 1 to 10, characterized in that the fluorescent substance of the capsule luminescent pigments is present in the printing ink in a concentration that allows a visual inspection of the luminescence of the luminescent printing ink.
13. Lumineszierende Druckfarbe nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Lumineszenz-Helligkeit der Druckfarbe mindestens 100 %, vorzugsweise mindestens 150 %, der Referenzhelligkeit einer grün lumineszie- renden Druckfarbe mit einem ZnS:Cu-Standardsicherheitspigment mit 10 Gew.-% Pigmentierung und gleicher Andruckstärke beträgt. 13. Luminescent printing ink according to at least one of claims 1 to 11, characterized in that the luminescence brightness of the printing ink is at least 100%, preferably at least 150%, of the reference brightness of a green luminescent printing ink with a ZnS:Cu standard security pigment with 10 wt % pigmentation and the same pressure level.
14. Lumineszierende Druckfarbe nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Phosphoreszenzstoff der Kapsel-Lumineszenzpigmente in einer Konzentration in der Druckfarbe vorliegt, die eine maschinelle Prüfung der Lumineszenz der lumineszierenden Druckfarbe in einer Banknotenbearbeitungsmaschine gestattet. 14. Luminescent printing ink according to at least one of claims 1 to 12, characterized in that the phosphorescent substance of the capsule luminescent pigments is present in the printing ink in a concentration that allows machine testing of the luminescence of the luminescent printing ink in a bank note processing machine.
15. Lumineszierende Druckfarbe nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Phosphoreszenzintensität der Druckfarbe mindestens 100 %, vorzugsweise mindestens 120 %, der Referenz-Phosphoreszenzintensität einer grün lumineszierenden Druckfarbe mit einem ZnS:Cu-Standardsicherheitspigment mit 10 Gew.-% Pigmentierung und gleicher Andruckstärke beträgt. 15. Luminescent printing ink according to at least one of claims 1 to 13, characterized in that the phosphorescence intensity of the printing ink is at least 100%, preferably at least 120%, of the reference phosphorescence intensity of a green luminescent printing ink with a ZnS:Cu standard safety pigment with 10% by weight. % pigmentation and the same pressure.
16. Verfahren zur Herstellung einer lumineszierenden Druckfarbe für den Sicherheitsdruck nach einem der Ansprüche 1 bis 14, bei dem 16. A method for producing a luminescent printing ink for security printing according to any one of claims 1 to 14, wherein
B) ein Fluoreszenzstoff und ein Phosphoreszenzstoff bereitgestellt werden, die jeweils bei Anregung mit nicht-sichtbarem Anregungslicht im sichtbaren Spektralbereich lumineszieren, und deren Lumineszenzen visuell einen im Wesentlichen übereinstimmenden Farbeindruck erzeugen und eine gleiche Lichtechtheit aufweisen, B) a fluorescent substance and a phosphorescent substance are provided, which each luminesce when excited with non-visible excitation light in the visible spectral range, and whose luminescences visually produce an essentially matching color impression and have the same light fastness,
El) der Fluoreszenzstoff in den Kern erster Kapsel-Lumineszenzpigmente eingebracht wird und der Phosphoreszenzstoff in den Kern zweiter Kapsel-Lumineszenzpigmente eingebracht wird, wobei die Kapsel-Lumineszenzpigmente jeweils einen Kern und eine den Kern verkapselnde Hülle aufweisen und die Materialien von Kern und Hülle der Kapsel-Lumineszenzpigmente so gewählt werden,
dass die Lumineszenzen der ersten und zweiten Kapsel-Lumineszenzpigmente gleiche Chemikalienstabilität aufweisen, und El) the fluorescent substance is introduced into the core of the first capsule luminescent pigments and the phosphorescent substance is introduced into the core of the second capsule luminescent pigments, the capsule luminescent pigments each having a core and a shell encapsulating the core and the materials of the core and shell of the capsule -luminescent pigments are chosen so that the luminescences of the first and second capsule luminescent pigments have the same chemical stability, and
D) die ersten und zweiten Kapsel-Lumineszenzpigmente mit den in den Kern eingebrachten Lumineszenzstoffen in eine Druckfarbe eingebracht werden. D) the first and second capsule luminescent pigments are introduced into a printing ink with the luminescent substances introduced into the core.
17. Verfahren zur Herstellung einer lumineszierenden Druckfarbe für den Sicherheitsdruck nach einem der Ansprüche 1 bis 14, bei dem 17. A method for producing a luminescent printing ink for security printing according to any one of claims 1 to 14, wherein
B) ein Fluoreszenzstoff und ein Phosphoreszenzstoff bereitgestellt werden, die jeweils bei Anregung mit nicht-sichtbarem Anregungslicht im sichtbaren Spektralbereich lumineszieren, und deren Lumineszenzen visuell einen im Wesentlichen übereinstimmenden Farbeindruck erzeugen und eine gleiche Lichtechtheit aufweisen, B) a fluorescent substance and a phosphorescent substance are provided, which each luminesce when excited with non-visible excitation light in the visible spectral range, and whose luminescences visually produce an essentially matching color impression and have the same light fastness,
E2) der Fluoreszenzstoff und der Phosphoreszenzstoff gemeinsam in den Kern dritter Kapsel-Lumineszenzpigmente eingebracht werden, die einen Kern und eine den Kern verkapselnde Hülle aufweisen, und E2) the fluorescent substance and the phosphorescent substance are introduced together into the core of third capsule luminescent pigments which have a core and a shell encapsulating the core, and
D) die dritten Kapsel-Lumineszenzpigmente mit den in den Kern eingebrachten Lumineszenzstoffen in eine Druckfarbe eingebracht werden. D) the third capsule luminescent pigments are introduced into a printing ink with the luminescent substances introduced into the core.
18. Gegenstand, insbesondere Wertdokument, Sicherheitspapier oder Sicherheitselement, mit einem aufgedruckten Lumineszenzmerkmal, umfassend zumindest eine lu- mineszierende Druckfarbe nach einem der Ansprüche 1 bis 14. 18. An object, in particular a document of value, security paper or a security element, with a printed luminescence feature, comprising at least one luminescent printing ink according to one of claims 1 to 14.
19. Verfahren zum Herstellen eines Gegenstands nach Anspruch 17, bei dem mit zumindest einer lumineszierenden Druckfarbe nach einem der Ansprüche 1 bis 14 ein Lumineszenzmerkmal auf den Gegenstand aufgedruckt wird.
19. A method of making an article according to claim 17, in which a luminescent feature is printed on the article using at least one luminescent ink according to any one of claims 1 to 14.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102021003985.8A DE102021003985A1 (en) | 2021-08-03 | 2021-08-03 | Luminescent printing ink for security printing, object with a luminescent feature and manufacturing process |
PCT/EP2022/025355 WO2023011760A1 (en) | 2021-08-03 | 2022-07-27 | Luminescent printing ink for security printing, item having luminescent feature, and production method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
EP4380801A1 true EP4380801A1 (en) | 2024-06-12 |
Family
ID=82839111
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
EP22751290.2A Pending EP4380801A1 (en) | 2021-08-03 | 2022-07-27 | Luminescent printing ink for security printing, item having luminescent feature, and production method |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP4380801A1 (en) |
DE (1) | DE102021003985A1 (en) |
WO (1) | WO2023011760A1 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN117871461B (en) * | 2024-03-11 | 2024-10-01 | 山东尚特新材料有限公司 | Color identification method of color printing ink based on near infrared spectrum |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5554842A (en) | 1994-12-22 | 1996-09-10 | Pitney Bowes Inc. | Luminescent facing marks for enhanced postal indicia discrimination |
US7138009B2 (en) | 2004-06-22 | 2006-11-21 | Pitney Bowes Inc. | Signature protected photosensitive optically variable ink compositions and process |
US8110281B2 (en) | 2004-07-02 | 2012-02-07 | 3Dtl, Inc. | Systems and methods for creating optical effects on media |
DE102006008245A1 (en) | 2006-02-22 | 2007-08-30 | Giesecke & Devrient Gmbh | Security feature for value documents |
US8759794B2 (en) | 2012-07-20 | 2014-06-24 | Honeywell International Inc. | Articles, methods of validating the same, and validation systems employing decay constant modulation |
DE102014016858A1 (en) | 2014-02-19 | 2015-08-20 | Giesecke & Devrient Gmbh | Security feature and use thereof, value document and method for checking the authenticity thereof |
DE102015014560A1 (en) | 2015-11-11 | 2017-05-11 | Giesecke & Devrient Gmbh | Pigment system, luminescence color system and value document |
DE102015014525A1 (en) | 2015-11-11 | 2017-05-11 | Giesecke & Devrient Gmbh | Security pigment based on core-shell particles and method of making same |
DE102017004496A1 (en) * | 2017-05-11 | 2018-11-15 | Giesecke+Devrient Currency Technology Gmbh | Intaglio printing ink, printing process and printed product |
DE102019006315A1 (en) * | 2019-09-06 | 2021-03-11 | Giesecke+Devrient Currency Technology Gmbh | Optically variable security element |
-
2021
- 2021-08-03 DE DE102021003985.8A patent/DE102021003985A1/en active Pending
-
2022
- 2022-07-27 EP EP22751290.2A patent/EP4380801A1/en active Pending
- 2022-07-27 WO PCT/EP2022/025355 patent/WO2023011760A1/en unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE102021003985A1 (en) | 2023-02-09 |
WO2023011760A1 (en) | 2023-02-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0053124B1 (en) | Paper security with authenticity mark of luminescent material | |
EP0053148B1 (en) | Paper security with authenticity mark of luminescent material and method for the authentication thereof | |
DE3048734C2 (en) | ||
DE69915855T2 (en) | SAFETY PRESSURE | |
DE19802588A1 (en) | Luminescent fiber useful for security making of textiles, documents and papers | |
EP0977670A1 (en) | Printed document having a value and comprising a luminescent authenticity feature | |
EP3374193B1 (en) | Pigment system, luminescent dye system, and value document | |
EP1896551A1 (en) | Holmium-doped anti-stokes luminescent materials and security features with these luminescent materials | |
EP0975838A1 (en) | Document having a value | |
DE3121523C2 (en) | ||
EP3717273B1 (en) | Coding system for forming a security feature in or on a security document or value document or a plurality of security documents or value documents | |
EP3181659B1 (en) | Valuable document | |
WO2023011760A1 (en) | Luminescent printing ink for security printing, item having luminescent feature, and production method | |
WO2018206144A1 (en) | Intaglio printing ink, printing process and printed article | |
WO2000063317A2 (en) | Inorganic illuminants made of finest grains | |
DE2446433C3 (en) | Use of water-soluble alkali metal poly tungstate phosphor crystals for marking | |
EP1383959B1 (en) | Colour coding system for identifying objects | |
EP4405180A1 (en) | Method for producing a data carrier having a luminescent security element, and data carrier | |
AT376724B (en) | SECURITY PAPER WITH AUTHENTICITY CHARACTERISTICS IN THE FORM OF LUMINESCENT SUBSTANCES AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF | |
DE29909561U1 (en) | Security paper with electrically stimulable pigments | |
DE10134977A1 (en) | Luminescent materials for use in security or authenticity markings on e.g. banknotes or credit cards comprise an adsorption complex of a layered silicate with a luminescent compound |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
STAA | Information on the status of an ep patent application or granted ep patent |
Free format text: STATUS: UNKNOWN |
|
STAA | Information on the status of an ep patent application or granted ep patent |
Free format text: STATUS: THE INTERNATIONAL PUBLICATION HAS BEEN MADE |
|
PUAI | Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase |
Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012 |
|
STAA | Information on the status of an ep patent application or granted ep patent |
Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE |
|
17P | Request for examination filed |
Effective date: 20240304 |
|
AK | Designated contracting states |
Kind code of ref document: A1 Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR |