用于刮擦产品的安全基片

申请号 CN201780050850.4 申请日 2017-06-16 公开(公告)号 CN109641149A 公开(公告)日 2019-04-16
申请人 莫霍克精品纸业; 海德拉管理有限责任公司; 发明人 G·L·盖娜; P·J·斯塔马斯; F·W·芬纳蒂; 小K·E·欧文;
摘要 在一个实施方式中,安全基片提供了用于印刷刮擦产品的供印刷表面并消除了印刷用于防御观察隐藏标记信息的下部安全层的需要。在一个实施方式中,安全基片包括:向满足预定义的 透射光 密度 的经 染色 的基片施加微穿孔以抵抗通过分层减小经染色的基片的不透明度的尝试。在另一个实施方式中,安全基片包括:在基片上施加下部不透明层和下部背景层以提供满足预定义的透射光密度的安全基片。在另一个实施方式中,安全基片包括:在基片上施加下部不透明层、施加反射膜、和在反射膜上施加下部背景层,以提供满足预定义的透射光密度的安全基片。
权利要求

1.一种安全基片,包括:
由具有第一厚度的基片和具有一定浓度的遮光剂组成的深色芯基片;
具有第二厚度的下部背景层,其中,所述下部背景层是印刷于所述深色芯基片之上的;

穿透深色芯基片的微穿孔,
其中,所述安全基片满足预定义的透射光密度,其是所述第一厚度、所述第二厚度,和所述浓度的函数。
2.如权利要求1所述的安全基片,其特征在于,所述透射光密度至少是3.5。
3.如权利要求1所述的安全基片,其特征在于,所述微穿孔穿透所述深色芯基片的正面和背面至不超过所述基片厚度的一半的合并深度。
4.如权利要求1所述的安全基片,其特征在于,所述微穿孔穿透所述下部背景层和所述深色芯基片。
5.如权利要求1所述的安全基片,其特征在于,所述第一厚度是约8密,所述第二厚度是约1密耳,以及所述浓度是约0.5%,以重量计。
6.一种安全基片,包括:
基片;
具有第一厚度的下部不透明层和具有一定浓度的遮光剂,其中,所述下部不透明层是印刷于所述基片之上的;以及
具有第二厚度的下部背景层,其中所述下部背景层是印刷于所述下部不透明层之上的,
其中,所述安全基片满足预定义的透射光密度,其是所述第一厚度、所述第二厚度,和所述浓度的函数。
7.如权利要求6所述的安全基片,其特征在于,所述透射光密度至少是3.5。
8.如权利要求6所述的安全基片,其特征在于,所述下部不透明层由印刷黑和黑组成。
9.如权利要求6所述的安全基片,还包括:施加于所述下部不透明层之上的具有第三厚度的反射膜,其中所述透射光密度还是所述第三厚度的函数。
10.如权利要求6所述的安全基片,其特征在于,所述第一厚度是约1密耳,所述第二厚度是约1密耳,以及所述浓度是约2.5%,以重量计。
11.如权利要求9所述的安全基片,其特征在于,所述第一厚度是约1密耳,所述第二厚度是约1密耳,所述第三厚度是约1微米,以及所述浓度是约2.5%,以重量计。
12.一种制造安全基片的方法,包括:
定义所述安全基片的透射光密度;
选择基片;
选择用于施加下部背景层的第一厚度;
在所述基片上施加所述下部背景层;和
测量所述安全基片的透射光密度和判定测得的透射光密度是否满足或超过定义的透射光密度。
13.如权利要求12所述的方法,其特征在于,所述定义的透射光密度至少是3.5。
14.如权利要求12所述的方法,其特征在于,所述选择的基片是深色芯基片以及其中,所述方法还包括:选择用于所述深色芯基片的第二厚度和用于所述深色芯基片的遮光剂的浓度。
15.如权利要求14所述的方法,其特征在于,所述测得的透射光密度是所述第一厚度、所述第二厚度和所述浓度的函数。
16.如权利要求14所述的方法,还包括:施加穿透所述深色芯基片的微穿孔。
17.如权利要求12所述的方法,还包括:选择用于下部不透明层的第二厚度和用于所述下部不透明层的遮光剂的浓度,以及在所述基片之上印刷所述下部不透明层。
18.如权利要求17所述的方法,其特征在于,所述测得的透射光密度是所述第一厚度、所述第二厚度和所述浓度的函数。

说明书全文

用于刮擦产品的安全基片

[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请要求于2016年6月17日提交的申请号为62/351,862的美国临时专利,以及于2016年10月3日提交的15/284,415的美国专利申请的权益,两篇专利都通过引用整体并入本文。发明领域
[0003] 本发明一般涉及通过提供用于印刷在刮擦涂层(SOC)下具有标记的产品的安全基片,以改善该产品的安全性和美观性。
[0004] 发明背景
[0005] 在SOC下隐藏标记信息的概念已经应用于许多产品,包括例如彩票刮擦票或即开型彩票、商业竞赛、电话卡、礼品卡等等(“刮擦产品”)。每年印刷数以亿计的刮擦产品。通常,标记信息(例如,条形码、帐号、赢/输信息,或任何其他在SOC下隐藏的信息)是刮擦产品上的可变且票据与票据之间不同的唯一信息。例如,在一些刮擦彩票上可变标记信息表示输,而其他标记表示免费游戏或指定美元金额的胜。
[0006] SOC的目的是安全地隐藏刮擦产品的标记信息并确保在不移除SOC的情况下不能读取或解码标记。SOC还确保产品之前未被使用、玩或修改。刮擦产品还包括下部安全层以确保标记无法从刮擦产品的背面被读取或解码。由于与印刷相同的刮擦产品的长版(long run)(如数百万份)相关的速度和可靠性,刮擦产品的下部安全层、SOC和图形显示通常使用柔性版印刷(flexography)(即,使用固定板的印刷工艺)或凹版印刷(即,使用固定的圆柱形图文载体的印刷工艺)。为适应高速固定板印刷工艺,标记信息通常使用单色高速喷墨打印机印刷,使用具有与用于标记上方和下方的层的柔性版印刷油墨实质上不同的化学成分的喷墨染料。
[0007] 个体已经开发出各种各样的技术来临时性揭露刮擦产品的SOC下的隐藏标记,这些技术很少或不会留下刮擦产品受到危害的迹象。如果标记可在不移除SOC的情况下被读取或解码,则个体可识别获胜的彩票且仅销售未中奖的彩票,使用电话卡且随后将其作为新的出售等等。各种各样的技术被使用以临时性揭露刮擦产品的SOC下的隐藏标记,这些技术很少或不会留下刮擦产品受到危害的迹象。
[0008] 透光法(candling)是一种用于揭露隐藏标记的技术,无论是从刮擦产品的正面或是背面,通过使用强光源来克服提供不透明度(即,设计用于阻挡光的透射)的安全层。透光技术一般使用光的可见波长,但也可使用其他波长(如红外线)。如果光源能够发出具有足够强度来克服标记上方或下方的层的不透明度的光(即足够的光穿过刮擦产品的层),则个体可以直接用肉眼或者通过使用数码相机(如长时间曝光)读取标记。这个概念可以通过使用黑色蜡笔来遮挡一张纸上的文本来证明。如果低强度光指向被遮挡的文本,则黑色层将吸收几乎所有的光并且被遮挡的文本将保持隐藏。如果高强度光指向被遮挡的文本,一些光将透射过纸且个体将能够读取之前被遮挡的文本。
[0009] 扩散是通过将溶剂(如乙醇)施加至刮擦产品来揭露SOC下的隐藏标记的另一种技术。溶剂渗透刮擦产品的上层并浸透标记染料和树脂。标记染料被溶剂吸收,导致标记的一部分扩散通过刮擦产品的上层,并显示出在下面的标记的模糊图像。在刮擦产品被允许干燥后,在下面的标记的模糊图像从刮擦产品的表面消失,留下很少至无标记通过扩散被识别的迹象。扩散允许用户生成相对于标记周围的刮擦产品部分的代表用于标记信息的染料的信号-即测量识别隐藏标记的正信噪比(SNR)而不更改SOC。
[0010] 另一种揭露SOC下隐藏标记的技术是诱导荧光。通过提供使标记染料发荧光的特定波长的光来诱导荧光。荧光染料发出具有染料化学成分的特征的波长的光。用于标记周围的刮擦产品部分的不同油墨不发出光或发出与标记染料不同波长的光。之后,通过使用具有滤光片的数码相机捕获由标记染料发出的荧光,该滤光片仅允许窄波长组的荧光通过该滤片。类似扩散,荧光允许用户去测量识别隐藏标记的正SNR而不更改SOC。
[0011] 另一种技术涉及向刮擦产品施加静电荷。向刮擦产品施加静电荷可能诱导相对于标记周围的刮擦产品部分的标记染料中的差分电荷。电子照相印刷(如墨粉)的标记特别容易受到该技术的影响,因为色粉(toner)被特别设计以携带电荷作为图像创建工艺的必不可少的部分。如果静电敏感的粉末(如婴儿用爽身粉)被施加至SOC上,该粉末将以SOC下标记的二维形状排列。类似扩散和荧光,静电荷允许用户去测量识别隐藏标记的正SNR而不更改SOC。
[0012] 用于观察隐藏标记信息的另一种技术是使用薄刀片(例如,X-ACTO刀片)或其他装置机械地举起SOC以剥除SOC的一部分来揭露隐藏标记。之后将SOC粘回位置以隐藏该SOC被提起来查看标记。
[0013] 在过去的几十年中,刮擦产品产业重新设计了基片(例如,纸张、塑料、箔、薄膜或任何其他适合印刷刮擦产品的材料),开发了化学屏障,并重新设计了SOC以抵抗已知揭露标记的技术。例如,刮擦产品产业尝试通过将基片染成减少光穿透基片的黑、灰或一些其他颜色(即开发深色芯基片),并将基片的厚度增加至10密(mils)或254μm以提高基片的不透明度来抵抗透光技术。
[0014] 密封了标记信息并允许SOC刮擦的保护和释放涂层被修饰以阻止已知溶剂渗透至标记。然而,修饰保护和释放涂层以抵抗已知扩散攻击常常需要使用昂贵的化合物和涉及在受控环境中使用紫外线或电子束来固化保护和释放涂层的复杂固化工艺。此外,该保护和释放涂层无法防御施加至刮擦产品背面的扩散技术。尽管标记下方的层还可能包括用于抵抗扩散的屏障或密封,但这些下部层通常提供较少的保护,因为它们必须为刮擦产品的上部层提供足够的表面以粘附。该产业已在标记上方和下方添加了层以阻挡指示标记的化学成分的预定义的波长(例如紫外线和红外线)。
[0015] 该产业还实施了诸如导电聚合物层的防静电屏障,以抵抗在标记中诱导差分电荷的静电尝试。该产业还重新设计了SOC,使得涂层破碎或成薄片(与以完整无损地剥离相反),使得机械地举起SOC来观察标记的尝试更难隐藏。
[0016] 然而,刮擦产品产业还没有确定用于抵抗所有荧光攻击的解决方案。用于印刷标记的喷墨染料是由具有高分子量的化合物组成的,这些化合物倾向响应大量光的波长以发出荧光(例如,100,000或更多波长可能引起荧光)。因此,几乎不可能设计阻挡造成标记染料中的荧光的每种可能的波长的屏障。另外,标记染料的化学成分的微小变化不影响标记的外观并被认为是印刷上可接受的,可能极大地改变标记染料的荧光特性。因此,由于标记染料的化学成分的微小变化,在先前测试的标记染料中不会引起荧光的光波长可能导致荧光。即使可靠的阻挡层被设计成阻挡几乎所有波长的光,使用长时间曝光和经适当调谐的窄带滤光片的数码相机能够捕获发射自标记染料的微小荧光并揭露隐藏的标记信息。
[0017] 刮擦产品产业也仍旧面临着解决辅助机械举起来查看在SOC下的隐藏标记的问题的挑战。辅助机械举起涉及向SOC施加加强SOC和当用户尝试机械举起SOC时抵抗破碎或成薄片的材料(如透明的丙烯酸涂料)。这意味着用户可以更容易地将SOC粘合位置,并隐藏机械举起。
[0018] 此外,刮擦产品仍然使用具有与用于标记上方和下方的层的油墨不同的化学成分的标记染料印刷。因为许多用于识别刮擦产品的隐藏标记信息的各种各样的技术依赖于具有与用于标记上方和下方的层的墨不同的化学成分的标记染料,仍然存在这样的可能性,可能在未来开发出用于诱导扩散、荧光、静电电荷或一些其他特征来识别隐藏的标记信息。
[0019] 刮擦产品产业也仍旧面临着开发高效的印刷工艺并在不影响刮擦产品美观性的情况下解决透光的问题的挑战。一种抵抗透光的技术涉及使用箔层压基片以提供刮擦产品不透明度(参见例如Koza等人的美国专利4,540,628)。虽然使用箔层压基片不易分层(即从基片上剥离箔层仍可以保护叠加的标记)并且抵抗透光(即亮光被箔反射),不透明度由厚箔和各种清漆层提供,其不可回收。
[0020] 另一个技术涉及使用深色芯基片(参见,例如,美国专利汉塞尔(Hansell)的5,213,664和Propst的6,340,517)。与箔层压衬底不同,深色芯基片是可回收的,因为其不含金属。然而,深色芯基片依赖于基片的厚度以获得不透明度并且可以容易地被分层(即基片可被浸泡在液体中并被剥离成两个较薄的一半,每个一半相比原来的基片具有显著更低的不透明度)来通过透光查看隐藏的标记。之后可将该基片粘回一起以隐藏分层。
[0021] 刮擦产品产业还通过柔性版或凹版印刷将薄的金属化油墨膜直接施加到基片上(参见,例如,Rich等人的美国专利5,532,046)。尽管较薄的金属化油墨膜相比箔层压基片更环境友好,但它无法提供足够的不透明度以防御透光。
[0022] 在二十世纪九十年代后期,刮擦产品产业开发了可以使用柔性版和/或凹版滚筒印刷的由黑色和白色油墨膜涂料组成的安全层。这些安全层取代了使用深色芯基片和箔层压原料,因为它们不易分层并提供防御透光的足够的保护。然而,添加下部安全层导致了需要大量的测试和验证以设置刮擦产品的印刷量的复杂的印刷机配置。例如,印刷一种刮擦产品可能需要为每个颜色分类或子层使用多达29种不同的柔性版。这些印版中的八种通常用于印刷上部和下部不透明层(每层2层黑色)以及上部和下部背景层(每层2层白色)。
[0023] 在基片上印刷下部安全层也影响刮擦产品的美观性。因为所述上部和下部不透明层是由深色组成的、白色背景层无法完全遮掩黑色,导致略带灰色的表面,表面可能还具有扭曲了刮擦产品的叠加的图形的粗糙的表面纹理。如果在上部或下部背景层上印刷彩色图像,得到的灰色表面会扭曲颜色,并导致该颜色显得暗淡。一些刮擦产品使用额外的背景层来增亮背景,然而,额外的白色层的成本是显著的并增加了用于印刷刮擦产品的印刷机配置的复杂性。
[0024] 此外,由刮擦产品安全性特征提供的不透明度水平在产业内未明确定义。例如,刮擦产品产业使用试验和错误以及可能过量的着色剂以达到“总不透明度”的一些未定义的水平(参见例如汉塞尔(Hansell)的美国专利5,213,664)而不是定义一系列可接受的不透明度并设计不透明涂层以满足明确的不透明度。术语“总不透明度”没有明确任何特定的不透明度,因为不透明度的测量(即材料阻挡光透射的能)是由光源提供的光强度的函数。如果光源的强度太低以至于透射的光信号太小而无法检测,则不透明度为99.9%(即透射率为0.001)的材料可能被测为具有100%的不透明度(即零透射率)。
[0025] 由于缺乏更好的抵抗分层、透光、荧光、静电荷和辅助/无辅助机械举起的技术,具有与用于标记上方和下方的层的油墨不同的化学成分的安全油墨膜涂料和标记染料仍然广泛用于生产刮擦产品。此外,无法设计安全涂层以满足明确的不透明度导致在刮擦产品的生产中显著的增加的成本和浪费的材料。因此,对于有效地印刷刮擦产品的方法存在未满足的需求,该方法有效地抵抗用于揭露隐藏标记信息的已知和未知技术并且允许改进刮擦产品的美学设计。
[0026] 发明概述
[0027] 在一个实施方式中,安全基片包括:由具有第一厚度的基片和具有一定浓度的遮光剂组成的深色芯基片、具有第二厚度的下部背景层(lower background layer),以及穿透深色芯基片的微穿孔。所述下部背景层被施加于所述深色芯基片上。进一步地,所述安全基片满足预定义的透射光密度,其是所述第一厚度、所述第二厚度,和所述浓度的函数。
[0028] 在一个实施方式中,所述透射光密度至少是3.5。在一个实施方式中,所述微穿孔穿透所述深色芯基片的正面和背面至不超过所述基片厚度的一半的合并深度。在另一个实施方式中,所述微穿孔穿透所述下部背景层和所述深色芯基片。在一个实施方式中,所述第一厚度是约8密耳,所述第二厚度是约1密耳,以及所述浓度是约0.5%,以重量计。
[0029] 在一个实施方式中,安全基片包括:基片、具有第一厚度的下部不透明层和具有一定浓度的遮光剂,以及具有第二厚度的下部背景层。所述下部不透明层被施加至所述基片之上以及所述下部背景层被施加至所述下部不透明层之上。进一步地,所述安全基片满足预定义的透射光密度,其是所述第一厚度、所述第二厚度,和所述浓度的函数。
[0030] 在一个实施方式中,所述透射光密度至少是3.5。在一个实施方式中,所述下部不透明层由印刷黑和黑组成。在一个实施方式中,所述安全基片还包括:施加于所述下部不透明层上的具有第三厚度的反射涂层。在这个实施方式中,所述透射光密度还是所述第三厚度的函数。在一个实施方式中,所述第一厚度是约1密耳,所述第二厚度是约1密耳,以及所述浓度是约2.5%,以重量计。在另一个实施方式中,所述第一厚度是约1密耳,所述第二厚度是约1密耳,所述第三厚度是约1微米,以及所述浓度是约2.5%,以重量计。
[0031] 在一个实施方式中,制造安全基片的方法包括:定义所述安全基片的透射光密度,选择一基片,选择用于施加下部背景层的第一厚度,以及在基片之上施加所述下部背景层。所述方法还包括:测量所述安全基片的透射光密度以及判定测得的透射光密度是否满足或超过定义的透射光密度。在一个实施方式中,所述定义的透射光密度是3.5。
[0032] 在一个实施方式中,所述选择的基片是深色芯基片。在这个实施方式中,所述方法还包括:选择用于所述深色芯基片的第二厚度和用于所述深色芯基片的遮光剂的浓度。
[0033] 在一个实施方式中,所述测得的透射光密度是所述第一厚度、所述第二厚度和所述浓度的函数。在一个实施方式中,所述方法还包括:施加穿透所述深色芯基片的微穿孔。在一个实施方式中,所述方法还包括:选择用于下部不透明层的第二厚度,选择用于所述下部不透明层的遮光剂的浓度,以及在所述基片之上印刷所述下部不透明层。在一个实施方式中,所述测得的透射光密度是所述第一厚度、所述第二厚度和所述浓度的函数。
[0034] 附图简要说明
[0035] 图1是具有安全基片的刮擦产品的一个实施方式的示意图。
[0036] 图2是安全基片的一个实施方式的示意图。
[0037] 图3是安全基片的一个实施方式的示意图。
[0038] 图4是安全基片的一个实施方式的示意图。
[0039] 图5是用于制造安全基片的步骤的流程图
[0040] 发明详述
[0041] 图1是显示了具有安全基片的刮擦产品的一个实施方式的示意图。刮擦产品100被印刷在安全基片101上,安全基片可由例如纸、塑料、硬纸板(cardboard)、卡纸(paperboard)、箔、合成纤维纸、纤维素材料、纤维材料、聚合物、聚酯膜、聚丙烯、或聚氯乙烯,或其组合,和/或任何其他适合的包含用于保护隐藏标记117的安全性特征的材料的基片组成。通常,刮擦产品100的基片具有约6至12密耳或0.15至0.3mm的厚度。然而,在本发明的范围内,任何厚度的基片都可被使用。如果所述基片由膜、聚合物或塑料组成,则所述基片可能用底漆层处理以促进用于安全基片的其他层的附着力。可选地,当制造所述基片时,可能将底漆掺入基片中。所述基片也可能用电晕(corona)或等离子处理进行修饰以促进将其他层施加至安全基片101。对其他类型的基片使用底漆、电晕处理,和/或等离子处理也可能是可取的。
[0042] 在印刷刮擦产品前,制造安全基片101。因此,通过消除对传统上印刷下部安全层的印刷站的需要,显著简化了刮擦产品100的印刷工艺。
[0043] 安全基片101可能包括:吸收可见光谱和红外光谱中的光的深色芯基片(即包含可能由各种各样的颜料、染料、着色剂和其他化学成分的任何组合组成的遮光剂的基片)。在一个实施方式中,可能使用炭黑和/或组合了品红、黄色和青色(或任何其他颜色的组合)的印刷黑色染色所述基片,以在视觉上产生黑色。在另一个实施方式中,可能使用任何颜色或颜色的组合染色所述基片。经染色的基片起安全屏障的作用,以防御从刮擦产品100的背面识别隐藏的标记信息117的尝试。可选地,安全基片101可包括:白色基片,其依赖于其他安全层以提供不透明度,包括例如下部不透明度层。
[0044] 安全基片101可能包含:一层或多层下部不透明层。可通过使用炭黑和/或印刷黑施加所述下部不透明层(例如,通过涂覆、印刷或使用任何其他已知方法)。可选地通过涂覆或印刷所述下部不透明层施加任何颜色或颜色的组合。可通过分层每个成分颜色分色(the component color separations)施加由印刷黑组成的下部不透明层。可选地,可以创建印刷黑的专色,其包括:每种颜色的适当比例,并允许在不分层颜色的情况下施加印刷黑。所述下部不透明层起安全屏障的作用,以防御从刮擦产品100的背面识别隐藏的标记信息117的尝试。所述下部不透明层通过吸收光和防止光穿过所述安全基片101来防御荧光和透光。
[0045] 安全基片101还可能包含:一层或多层下部背景层。在经染色的基片和/或所述下部不透明层之上施加所述下部背景层提供了用于印刷标记117的灰色或白色形成鲜明对比的背景。可选地,所述下部背景层可能包括:例如品红、黄色、青色或其的任意组合的颜色。可以使用锐型或金红石型二化钛基白色涂料或油墨施加所述下部背景层。在一个实施方式中,将金红石型二氧化钛用于所述下部背景层以提供对可能造成荧光的UV光的增强的吸收。二氧化钛通过折射提供在可见光谱中的不透明度并有效地吸收紫外光。如果任何光穿过所述下部不透明层,则下部背景层折射剩余的光(即在所有方向上散射光),导致光的部分被下部不透明层反射和吸收。所述下部背景层还可由能够创建灰色、白色或着色的背景的任何其他涂料或油墨组成。根据用于印刷标记117所需的对比度,安全基片101可能由多个背景层组成。在一个实施方式中,将涂料或底漆施加至或掺入至所述下部背景层以促进使用例如喷墨、电子照相和液体电子照相打印机(或任何其他类型的数码打印机)数码印刷的图像与所述背景层的附着力。例如,可将聚乙烯丙烯酸溶液用作底漆以促进用于HP靛青(Indigo)数码打印机的油墨的附着力。
[0046] 安全基片101还可包含一层或多层施加于经染色的基片和/或所述下部不透明层之上的反射膜层,以减小为产生用于印刷标记117的必需的对比度的所需的下部背景层的厚度。如果需要金属外观,则反射膜层可用作用于标记117的印刷背景。可选地,可能使用所述反射膜层替代所述下部不透明层。
[0047] 安全基片101的下部不透明层、下部背景层和/或反射膜层可能遮盖安全基片101的整体。尽管使用了额外的涂料、油墨和/或材料来遮盖安全基片101的整体,(相对于将下部不透明层、下部背景层和/或反射膜层限制于印刷标记117的区域),这种配置造成了用于制造安全基片101的更简单和更有效的工艺,并确保了安全基片101可用于任何刮擦产品100而不管标记117的形状、尺寸或位置如何。
[0048] 在一个实施方式中,安全基片101的正面和背面可能具有大体上相同的成分(即所述正面和背面表面以相同的方式涂覆和处理)。在另一个实施方式中,安全基片101的正面和背面表面可能具有不同的成分。
[0049] 在制造安全基片101之后,安全基片101可用于印刷刮擦产品100。将安全基片101供给至印刷机,并同时在安全基片101上印刷作为标记和显示层107的一部分的标记117和显示119。在安全基片101上印刷标记117之前,不需要额外的安全涂层或安全层。在同时印刷标记117和显示119允许在显示119的颜色分色中结合标记117。在一个实施方式中,标记117包括例如品红、黄色、青色或其的任意组合(或任何其他颜色的组合)的颜色以及显示
119包括用于标记117的同样的着色剂的不同比例。通常,显示层119是可能包括图形、用于刮擦产品100的指令或其他信息的着色的图像。
[0050] 在标记和显示层107上印刷保护和释放层109以保护和密封所述下部层并允许施加在保护和释放层109的顶部的所有其他层刮掉。可将所述保护和释放层109限制于印刷了标记117的区域,或限制于所述标记和显示区域的任意部分。可选地,可能印刷保护和释放层109以遮盖所有标记和显示层107(未示出)使用于保护和释放层109的印刷工艺简化。印刷保护和释放层109以遮盖所有标记和显示层107导致更简单和更有效地印刷刮擦产品100,因为相同的柔性版和/或凹版滚筒可被用于所有的刮擦产品100,而不管刮擦产品100上的标记117的形状、尺寸或位置如何。保护和释放层109也可能被数字印刷。保护和释放层
109是可能带色彩或着色的半透明的、耐刮擦的、透明的涂层。通常,保护和释放层109由丙烯酸或聚酯以及其他添加剂组成,取决于保护和释放层109是否将通过对流、紫外光或电子束来干燥/固化。保护和释放层109可以由提供密封并保护所述标记(例如来自机械的损坏或修改或者化学溶剂穿透保护和释放层109)的透明涂层的任何其他化合物组成并允许SOC被刮去。如果刮擦产品100的美观性设计不允许在显示119上具有闪耀的或有光泽的保护和释放层109,则跨越所有标记和显示107印刷保护和释放层109可能是不优选的。
[0051] 在保护和释放层109上印刷上部不透明层111。上部不透明层111中的着色剂可能在成分上类似于安全基片101的下部不透明层,并且用作安全屏障以防御从刮擦产品100的顶部识别所述隐藏标记信息的尝试。上部不透明层111可能包含与保护和释放层109协同工作的其他材料或附加层,以在个体刮去SOC时帮助去除上部不透明层111。上部不透明层111被限制于标记117被印刷在刮擦产品100上的区域,以便所述上部不透明层111没有遮盖印刷在标记和显示层107上的显示119。在上部不透明层111上印刷上部背景层113以提供用于印刷套印层115的灰色、白色或着色的背景。上部背景层113可能在成分上和功能上类似于安全基片101的下部背景层,但被限制于印刷上部不透明层111的区域,以便其不遮盖印刷在标记和显示层107上的显示119。
[0052] 覆盖上部背景层113印刷的套印层115是彩色图像,通常由例如青色、品红、黄色,和黑色,或其任意组合(或其他颜色的任意组合)的颜色组成。在一个实施方式中,套印层115可被印刷跨越部分或所有刮擦产品100,并覆盖上部背景层113和在标记和显示层107(未示出)上的部分或所有显示119。在一个实施方式中,覆盖部分或所有显示119的套印层
115的部分可以包括用于显示119的附加图形细节。可选地,套印层115可以是显示119的完整再印刷,以向刮擦产品100的最终印刷层提供连续外观并隐藏所有保护和释放层109。用连续的套印层115隐藏所有保护和释放层109,还将通过提供隐藏SOC的边界的连续层(即在被保护和释放层覆盖的区域中的层111、113和115)来帮助保护刮擦产品100免于任何尝试的无辅助或辅助机械举起。进一步地,可跨越套印层115(未示出)印刷由细线组成的本戴(benday)图案,这将需要切穿并扭曲细线以机械地举起SOC并识别标记117。所述扭曲的细线将表明尝试过机械举起。
[0053] 在一个实施方式中,显示119不与标记117同时印刷,而是,与套印115同时印刷。如果显示层119与套印层115同时印刷,则可能跨越刮擦产品100的整体印刷上部不透明层111和上部背景层113。
[0054] 背面层103被印刷在所述安全基片101的背面上。所述背面层是着色的和/或黑色图像,其可能包括用于刮擦产品101的图形、指令(例如,游戏规则、法律免责声明、兑换指令等),或其他信息。
[0055] 在一个实施方式中,刮擦产品100可能还包括印刷在刮擦产品100的背面103上的标记。因此,保护和释放层、上部不透明层、上部背景层和套印层也可能被印刷覆盖刮擦产品100的背面103上的标记。
[0056] 可使用计量尺寸的印刷机(metered size press)、辊式涂布机、刮刀涂布机、夹缝式涂布机(slot-die coater)、帘幕涂饰机(curtain coater)、辊式印刷机(roll printer)(例如凹版印刷或柔性版印刷),其任意组合,或本领域已知的任何其他模拟或数字方法来施加安全基片101的下部不透明层和下部背景层,以及层103、109、111、113和115,和显示119。通常,印刷层103、115和显示119。标记117被数字印刷。可以使用专色,诸如黄色、品红、青色和黑色的原色的任意组合,或任何其他颜色的组合来印刷颜色。
[0057] 安全基片101的部分或所有不透明层、背面103、上部不透明层111、套印层115和显示119不透明层可包含具有与标记117相同或相似的化学成分的着色剂,如2016年6月17日提交的题为“使用均匀油墨或染料的增强刮擦产品的安全性(Enhanced Security of Scratch-off Products Using Homogeneous Inks or Dyes)”的美国专利申请15/186,240,其整体通过引用并入本文。不同于现有技术解决方案,其被开发用于在预定条件下(例如,阻挡或削弱已知造成扩散的特定溶剂的层、阻挡或削弱荧光的特定波长的层,以及阻挡或削弱静电荷的抗静电层)阻止查看标记117的特定技术的使用,美国专利申请申请号15/
186,240中描述的实施例有效地防御了通过使标记117发射信号来查看标记117的已知和未知技术,该信号与刮擦产品100的其他部分产生的信号相同或相似。
[0058] 所述安全基片101可被设计为通过规划所述安全基片101的各种层以满足特定的刮擦产品100的不透明度要求来提供明确的不透明度。可使用分光光度法和诸如透射光密度计的工具设计并测量安全基片101的不透明度。透射光密度计测量材料的透射比(transmittance)并鉴定材料的光密度。透射比是穿过材料的一部分的光的并且被定义为透射过材料的光能与入射在材料上的光能的比率(即T=I/I0)。如果所有光透射过材料,则透射比为1,而如果没有光透射过材料,则透射比为零。透射光密度是与透射比对数相关的,并由等式OD=-log10T定义。因此,光密度中一个单位的变化表示透射比中十倍的变化(例如,1的光密度与0.1的透射比或90%的不透明度互相关联,而2的光密度与0.01的透射比或99%的不透明度互相关联)。在一些情况下,用于提供不透明度的化合物可能导致材料有效地阻挡特定波长组的光但允许其他波长的透射。因为不同的颜料、染料,和其他化学化合物吸收不同波长的光,所以掺入至基片101中的遮光剂可能由各种颜料、染料、着色剂和其他化学成分的任意组合组成,以确保广谱波长的光被遮光剂吸收。
[0059] 使用这些原理,可以设计用于安全基片101的各种各样的层的涂料或油墨的类型、颜料或染料的类型(例如,炭黑、印刷黑、黄色、青色、品红、其任意组合、任何其他颜色或任何其他颜色的组合),以及着色剂的浓度(即用于所述涂料或油墨中的着色剂的量)以提供必要的不透明度。例如,如果安全基片101所需的透射光密度是3.5或以上,将设计安全基片101的层以满足所需的不透明度,且没有不必要地使用过度浓度的着色剂或者过量的用于涂覆或印刷所述下部不透明层的涂料或油墨。该方法确保印刷的刮擦产品不会不必要地超过所需的透射光密度。进一步地,可能通过减少用于所述下部背景层以覆盖所述下部不透明层并提供用于刮擦产品100的剩余部分的所需的白色、灰色或彩色的印刷背景涂料或油墨的量来实现额外的节省。在一个实施方式中,安全基片101的透射光密度至少是3.5,并且可能高达4.5或更高,取决于应用的安全要求。可使用透射密度计或不透明度计,包括:例如,诸如托比亚斯联合股份有限公司(Tobias Associates,Inc)(维兰(Ivyland),里兰州)的TBX1000/1500和TBS2000的市售仪器来测量安全基片101的透射光密度。
[0060] 图2是显示了安全基片200的一个实施方式的示意图。安全基片200是由基片201,例如纸、塑料、硬纸板、卡纸、箔、合成纤维纸、纤维素材料、纤维材料、聚合物、聚酯膜、聚丙烯、或聚氯乙烯,或其组合,和/或任何其他用于印刷刮擦产品的适合的材料组成的。通常,基片201具有约6至12密耳或0.15至0.3mm的厚度。然而,在本发明的范围内,任何厚度的基片都可能被使用。如果所述基片由膜、聚合物或塑料组成,则所述基片201可用底漆层处理以促进用于安全基片200的其他层的附着力。
[0061] 基片201也可能用电晕或等离子处理进行修饰以促进将其他层施加至安全基片200。对其他类型的基片使用底漆、电晕处理,和/或等离子处理也可能是可取的。
[0062] 使用吸收可见光谱和红外光谱中的光的一种或多种着色剂染色基片201。可以通过向用于制造基片201的混合物(例如,用于纸基片的纸浆或用于薄膜基片的树脂/聚合物混合物)中添加着色剂来染色基片201。在一个实施方式中,可能使用由炭黑和/或组合了品红、黄色和青色(或任何其他颜色的组合)的印刷黑组成的着色剂来染色所述基片201,以在视觉上产生黑色。在另一个实施方式中,所述基片可能被染色成任何颜色或颜色的组合。在优选实施方式中,用于基片201的染料由炭黑和印刷黑组成的着色剂,有效地提供了包含可能用于刮擦产品的标记的着色剂的组合的不透明层。所述染料渗透基片201的整个厚度。经染色的基片起安全屏障的作用,以防御从刮擦产品的背面识别隐藏的标记信息的尝试。因为所述染料渗透基片201的整个厚度,所以基片201的不透明度是与用于染色基片201的着色剂的类型和浓度结合的基片厚度的函数。如果基片201被分层成具有原来的基片201一半的厚度的两片,则每片将具有原来的基片201的约一半的不透明度。
[0063] 将微穿孔203和205以彼此相交且延伸穿过基片201的表面的缺口(indentations)、切口(cuts)、裂缝(slits)或穿孔(perforations)的形式施加至基片201的顶部和底部表面。微穿孔203和205通常近似为1密耳厚,但根据特定的刮擦产品的要求,厚度可以改变。任何厚度的微穿孔都落入本发明的范围内。可使用激光烧蚀、模切,或任何其他用于施加穿孔的已知技术来施加微穿孔203和205。图2中的元件203和205显示了分别施加至基片201的顶部和底部表面的微穿孔的图案。在顶部和底部表面的微穿孔的图案可能是相同的或不同的。在顶部表面的微穿孔的图案可以与在底部表面上的微穿孔的图案对齐或抵消(offset)。
[0064] 所述微穿孔203和205提供了对使基片201分层的尝试的保护,并有效地阻止个人降低基片201的不透明度,以通过透光识别刮擦产品的隐藏标记。如果尝试了分层,所述微穿孔203和205将导致所述基片沿所述穿孔的形状破裂成碎片或破碎成由微穿孔定义的形状,并使粘合分层基片的各片以隐藏分层变得困难。微穿孔203和205必须穿透基片201至一深度,该深度足以确保在尝试分层期间基片201破裂成碎片但不可以损害用于正常使用刮擦产品的基片201的强度。在一个实施方式中,微穿孔203和205穿透基片201至小于基片201厚度的一半的合并深度。因为不同的应用可能需要不同深度的微穿孔,所以任何深度的微穿孔都落入本发明的范围内。在一个实施方式中,如果微穿孔203和205的深度损害基片201的强度,则可能将薄膜或胶水施加至基片201上以保持基片201的结构完整性,而不改变用于抵抗尝试分层的微穿孔203和205的功能。
[0065] 在一个实施方式中,可能向基片201的仅一面施加微穿孔(未示出)。微穿孔203和205可能以任何间隔距离放置,可能是任何形状或各种各样的形状(如正方形、三形、弓形或随机),跨越基片的整体可以具有任意数量的交叉。
[0066] 安全基片200包含施加在微穿孔203上的一层或多层下部背景层207和施加在微穿孔205上的一层或多层背面背景层209。在经染色的基片上涂覆或印刷所述背景层207和209提供了用于印刷刮擦产品的灰色或白色的形成鲜明对比的背景。可选地,所述背景层207和209可能包括:例如品红、黄色、青色或其任意组合的颜色。可以使用锐钛型或金红石型二氧化钛基白色涂料或油墨施加所述背景层207和209。二氧化钛通过折射提供在可见光谱中的不透明度并有效地吸收紫外光。在一个实施方式中,使用金红石型二氧化钛以提供对可能造成荧光的UV光的更好的吸收。如果任何光穿过基片201,则下部背景层207和/或背面背景层209折射剩余的光,导致光的部分被基片201反射和吸收。所述背景层207和209还可由能够创建灰色、白色或彩色的背景的任何其他涂料或油墨组成。根据用于印刷刮擦产品所需的对比度,下部背景层207和/或背面背景层209可能由多个层组成。在一个实施方式中,将涂料或底漆施加至或掺入至所述下部背景层207和209以促进使用例如喷墨、电子照相和液体电子照相打印机(或任何其他类型的数码打印机)数码印刷的图像的附着力。例如,可将聚乙烯丙烯酸溶液用作底漆以促进用于HP靛青(Indigo)数码打印机的油墨的附着力。
[0067] 在微穿孔203和205上施加背景层207和209帮助隐藏所述微穿孔。在一个实施方式中,下部背景层207和背面背景层209可能被直接施加至基片201,以及微穿孔203和205可能被施加至所述下部背景层207和所述背面背景层209(未示出)。在这个实施方式中,从刮擦产品的正面和背面,微穿孔203和205可能是可见的,除非跨越安全基片200的整体印刷其他层以隐藏微穿孔203和205。
[0068] 如果安全基片200必须具有用于特定的刮擦产品的明确的透射光密度,则所述透射光密度可通过控制基片201的厚度和用于染色基片201的着色剂的浓度来实现。例如,通过使基片201的厚度加倍或者使用于染色基片201的着色剂的浓度加倍,可以近似地使基片201的透射光密度加倍。可选地,通过使基片201的厚度减半并使用于染色基片201的着色剂的浓度加倍,可以近似地保持基片201相同的透射光密度。可以通过改变用于涂覆或印刷下部背景层207和/或背面背景层209的二氧化钛的量(即改变二氧化钛层的厚度或者涂料或油墨中二氧化钛的浓度)进一步调整安全基片200的透射光密度。如果任何光穿过基片201,则用于所述下部背景层207和所述背面背景层209的二氧化钛的量将影响由这些层所贡献的不透明度(例如通过折射可见光谱中的光和吸收紫外线)。在一个实施方式中,经染色的基片201由使用以重量计0.5%的炭黑颜料染色的8密耳厚的纸(即每1000磅纸,5lbs碳黑颜料)组成,导致约3.8的透射光密度。在另一个实施方式中,下部背景层207和209由涂覆有被金红石型二氧化钛所代替的20%的颜料含量的1密耳厚的常规白纸组成,这使得前一实施方式中的安全基片200的透射光密度从3.8增加至4.0。
[0069] 微穿孔203和205的图案可能延伸跨越基片201的整体,并且所述下部背景层207和所述背面背景层209遮盖基片201的整体。尽管使用了额外的涂料、油墨和/或材料来遮盖基片201的整体,但这种配置确保了安全基片200可用于印刷任何刮擦产品而不管用于不同刮擦产品的隐藏标记的形状、尺寸或位置如何。
[0070] 在制造安全基片200之后,安全基片200可以用于印刷任何刮擦产品。可以将安全基片200供给至印刷机,并且可以将所述标记和刮擦产品的上部层直接印刷在安全基片200上(如关于图1所述),而不要求任何额外的下部安全涂层或下部安全层。
[0071] 图3是显示了安全基片300的一个实施方式的示意图。安全基片300是由基片301,例如纸、塑料、硬纸板、卡纸、箔、合成纤维纸、纤维素材料、纤维材料、聚合物、聚酯膜、聚丙烯、或聚氯乙烯,或其组合,和/或任何其他用于印刷刮擦产品的适合的材料组成的。通常,基片301具有约6至12密耳或0.15至0.3mm的厚度。然而,在本发明的范围内,任何厚度的基片都可能被使用。如果所述基片由膜、聚合物或塑料组成,则所述基片301可用底漆层处理以促进用于安全基片300的其他层的附着力。基片301也可能用电晕或等离子处理进行修饰以促进将其他层施加至安全基片300。对其他类型的基片使用底漆、电晕处理,和/或等离子处理也可能是可取的。
[0072] 下部不透明层303被施加(如通过涂覆、印刷,或使用任何其他已知技术)在基片301上。所述下部不透明层可包括炭黑基涂料或油墨,或这可以是印刷黑。可选地任何颜色或颜色的组合可被用于涂覆或印刷所述下部不透明层。可通过分层每个成分颜色分色施加由印刷黑组成的下部不透明层303。可选地,可以创建印刷黑的专色,其包括:每种颜色的适当比例,并允许在不分层颜色的情况下印刷印刷黑。下部不透明层303可能由单层或多层组成,包括例如一层炭黑和一层印刷黑(或任何其他的颜色和层的组合)。在优选实施方式中,下部不透明层303由一层或多层炭黑和一层或多层印刷黑组成,有效地提供了包含可能用于刮擦产品的标记的着色剂的组合的不透明层。所述下部不透明层303起安全屏障的作用,以防御从刮擦产品的背面识别隐藏的标记信息的尝试。所述下部不透明层303通过吸收光和防止光穿过安全基片300来防御荧光和透光。
[0073] 因为所述下部不透明层303没有穿透基片301,所以安全基片300的不透明度是下部不透明层303的厚度(即包括下部不透明层的涂料或墨水的厚度)和用于涂覆下部不透明层303的涂料或油墨中的着色剂的浓度(即涂料或油墨中的着色剂的量)的函数。下部不透明层303可显著地比图2的经染色的基片201更薄。因此,用于下部不透明层303的着色剂的浓度必须显著地大于用于经染色的基片201的着色剂的浓度,以提供与经染色基片201相同的不透明度。然而,与经染色的基片201不同,如果基片301被分层成具有原来的基片301一半的厚度的两片,则安全基片300的不透明度保持与下层不透明层303相同,并将在印刷在刮擦产品上的标记下方保持完整。
[0074] 在一个实施方式中,由用于安全基片300的下部不透明层303提供的不透明度可允许刮擦产品制造者使用更少的用于图1的上部不透明层111的涂料或油墨。例如,如果下部不透明度层303提供足够的不透明度以抵抗来自刮擦产品的背面的透光和荧光(或依赖于光透射穿过刮擦产品的背面的其他危害技术),则上部不透明层111仅需要提供足够的不透明度以抵抗来自刮擦产品的正面的荧光(或依赖于穿过刮擦产品的正面的光的反射的其他危害技术)。这意味着,上部不透明层111可比下部不透明层303更薄,和/或用于上部不透明层111的涂料或油墨中的着色剂的浓度可以比用于下部不透明层303的涂料或油墨中的着色剂的浓度更低。进一步地,如果想要白色上部背景层113,则需要较少的二氧化钛来遮盖较低浓度(即较浅深色)的上部不透明层111。因此,安全基片板300的设计可以减少印刷安全刮擦产品的成本和难度。
[0075] 下部背景层305被施加在下部不透明层303上。在下部不透明层303上涂覆或印刷下部背景层305提供了用于印刷刮擦产品的灰色或白色的形成鲜明对比的背景。可选地,下部背景层305可能包括:例如品红、黄色、青色或其的任意组合的颜色。如果想要白色或灰色的背景,可以使用锐钛型或金红石型二氧化钛基白色涂料或油墨施加下部背景层305。在一个实施方式中,将金红石型二氧化钛用于所述下部背景层305以提供对可能造成荧光的UV光的更好的吸收。二氧化钛通过折射提供在可见光谱中的不透明度并有效地吸收紫外光。如果任何光穿过下部不透明层303,则下部背景层305折射剩余的光,导致光的部分被下部不透明层303反射和吸收。下部背景层305还可由能够创建灰色、白色或着色的背景的任何其他涂料或油墨组成。根据用于印刷刮擦产品所需的对比度,下部背景层305可能由多个层组成。在一个实施方式中,将涂料或底漆施加至或掺入至所述下部背景层305以促进使用例如喷墨、电子照相和液体电子照相打印机(或任何其他类型的数码打印机)数码印刷的图像与安全基片300的附着力。例如,可将聚乙烯丙烯酸溶液用作底漆以促进用于HP靛青(Indigo)数码打印机的油墨的附着力。
[0076] 背面背景层307被施加于基片301上。在一个实施方式中,背面背景层307由任何颜色或颜色的组合组成以提供形成鲜明对比的背景来印刷刮擦产品的背面。在另一个实施方式中,可能在功能和成分上类似于下部不透明层303的背面不透明层(未示出)可能被施加在基片301的背面上。在这个实施方式中,背面背景层307可能在功能和成分上类似于下部背景层305。在一个实施方式中,将涂料或底漆施加至或掺入至背面背景层307以促进使用例如喷墨、电子照相和液体电子照相打印机(或任何其他类型的数码打印机)数码印刷的图像与安全基片300的附着力。例如,可将聚乙烯丙烯酸溶液用作底漆以促进用于HP靛青(Indigo)数码打印机的油墨的附着力。
[0077] 如果安全基片300必须具有用于特定的刮擦产品的明确的透射光密度,则所述透射光密度可以通过改变下部不透明层303的厚度和/或用于涂覆或印刷下部不透明层303的涂料或油墨中的着色剂的浓度来实现。例如,通过使下部不透明层303的厚度加倍或者使用于下部不透明层303的涂料或油墨中的着色剂的浓度加倍,可以近似地使安全基片300的透射光密度加倍。可选地,通过使下部不透明层303的厚度减半并使用于下部不透明层303的涂料或油墨中的着色剂的浓度加倍,可以近似地保持安全基片300相同的透射光密度加倍。在一个实施方式中,安全基片300包括:使用了包含以重量计约2.5%的炭黑的涂料的约1密耳厚的下部不透明层303(即每100lbs的涂料,2.5lbs碳黑颜料),这向所述安全基片300贡献了3.8的透射光密度。
[0078] 可以通过改变用于所述下部背景层305的二氧化钛的量(即改变二氧化钛层的厚度或者涂料中二氧化钛的浓度)进一步调整安全基片300的透射光密度。因为增加用于下部不透明度层303的着色剂的浓度将要求显著更多的二氧化钛来提供用于印刷刮擦产品的白色背景层305,可能增加安全基片300的透射光密度的其他方法是优选的。在另一个实施方式中,安全基片300包括使用涂覆有被金红石型二氧化钛所代替的20%的颜料含量的常规白纸的1密耳厚的下部背景层305,这使得前一实施方式中的安全基片300的透射光密度从3.8增加至4.0。
[0079] 在一个实施方式中,下部不透明层303由低浓度的着色剂的厚层(例如,产生灰色下部不透明层303)组成,以提供用于刮擦产品300的必要的不透明度。在这个实施方式中,与若使用高浓度着色剂的薄层实现期望的透射光密度相比(例如,产生深黑色的下部不透明层303),提供白色背景需要较少的二氧化钛涂料或油墨。
[0080] 在一个实施方式中通过施加(例如,涂覆、印刷或使用任何其他已知方法)下部背景层305上的额外的不透明层(未示出)和额外的不透明层上的额外的背景层(未示出)增加了安全基片300的透射光密度。当为每一层使用显著更少的涂料或油墨时,下部不透明层303、下部背景层305、额外的不透明层和额外的下部背景层的这种配置允许了不透明度的增加。在任何光不被下部不透明层303吸收的程度上,所述下部背景层305吸收紫外光并折射可见光。之后,所述下部不透明层303吸收被所述下部背景层305反射的折射的可见光的一部分。之后,通过额外的不透明层(未示出)吸收穿过下部背景层305的任何光。在任何光不被额外的不透明层吸收的程度上,所述额外的背景层吸收紫外光并折射可见光。之后,所述额外的不透明层吸收被所述额外的背景层反射的折射的可见光的一部分。在本发明的范围内,可以将任何数量的不透明层和背景层用于安全基片300。
[0081] 下部不透明层303、下部背景层305、背面背景层307,和包括安全基片300的任何其他层覆盖基片301的整体。尽管使用了额外的涂料、油墨和/或材料来覆盖基片301的整体,但这种配置确保了安全基片300可用于印刷任何刮擦产品而不管用于不同刮擦产品的隐藏标记的形状、尺寸或位置如何。
[0082] 在制造安全基片300之后,安全基片300可以用于印刷任何刮擦产品。可以将安全基片300供给至印刷机,并且可以将所述标记和刮擦产品的上部层直接印刷在安全基片300上(如关于图1所述),而不要求任何额外的下部安全涂层或下部安全层。
[0083] 图4是显示了安全基片400的一个实施方式的示意图。图4的基片401、下部不透明层403、下部背景层405和背面背景407在成分上和功能上类似于基片301、下部不透明层303、下部背景层305和背面背景层307。
[0084] 在下部不透明层403上施加反射膜409。反射膜409可以由层压至下部不透明层403的箔组成或者可以是使用各种金属化技术施加至下部不透明层403的薄层,金属化技术包括,例如,真空金属化(即通过在低压室中加热蒸发铝,造成蒸发的铝转移到基片上)、薄膜金属化(即向基片施加具有真空金属化铝薄层的膜)或者转移金属化(即将真空金属化铝从具有剥离衬里涂层的薄膜转移至基片上)。由于纸的多孔性质,真空金属化可能需要大量的蒸发的铝以产生反射膜409。类似地,用于反射膜409的箔层压通常需要使用通常具有至少50μm的厚度的厚箔层。箔层压和真空金属化都导致使用了大量金属,这可能致使安全基片400不可回收。在优选实施例中,将反射膜409施加为非常薄的层,通常约1-2μm(或更小),使用薄膜金属化或转移金属化。将转移金属化用于反射膜409可能允许安全基片400可回收(例如哈森的环保箔(Hazen’s Envirofoil))。
[0085] 除了美观性,反射膜409还提供额外的不透明度,通过反射穿过下部不透明层403的任何光来防御来自安全基片400的背面的荧光和透光。进一步地,与若下部不透明层403上不施加反射膜409相比,反射膜409从安全基片400的正面隐藏了下部背景层403,需要明显更少的不透明白色涂料来产生白色下部背景层405。
[0086] 在一个实施方式中,可能不需要白色或彩色的下部背景层409,而相反,可能期望闪耀的表面来印刷刮擦产品。因此,反射膜409可能被涂底漆以允许直接印刷如先前的实施方式中所述的数码图像。在另一个实施方式中,下部背景层405可能遮盖反射膜409的选择的部分,以在安全基片400的选择的部分上保持闪耀的表面。在一个实施方式中,施加于下部不透明层403的反射膜409可能包括全息图像
[0087] 如果安全基片400必须具有用于特定的刮擦产品的明确的透射光密度,则所述透射光密度可以通过改变下部不透明层403的厚度、用于涂覆或印刷下部不透明层403的涂料或油墨中的着色剂的浓度和反射膜409的厚度或反射性来实现。例如,通过使下部不透明层403的厚度加倍或者使用于下部不透明层403的涂料或油墨中的着色剂的浓度加倍,可以近似地使安全基片400的透射光密度加倍。在一个实施方式中,安全基片400包括:使用了包含以重量计约2.5%的炭黑的涂料的约1密耳厚的下部不透明层403(即每100lbs的涂料,
2.5lbs碳黑颜料),这向所述安全基片400贡献了3.8的透射光密度。
[0088] 通过增加反射膜409的厚度或反射性可以进一步增加安全基片400的透射光密度。反射膜409的薄层通过反射光提供了不透明度。较厚的反射膜409层提供了与较薄的反射膜
409相同的反射特性而且通过吸收未反射的光提供了额外的不透明度。涂层的反射性还会影响反射特性,因为闪耀的反射涂层相比黯淡的反射涂层将反射更多的光。可以通过改变用于所述下部背景层407的二氧化钛的量(即改变二氧化钛层的厚度或者涂料或油墨中二氧化钛的浓度)进一步调整安全基片400的透射光密度。在这个实施方式中,因为反射膜409隐藏了下部背景层403,增加下部不透明层403的厚度和/或使用于下部不透明层403的涂料或油墨中所用的着色剂的浓度加倍将不需要额外的二氧化钛来提供白色背景层407。在一个实施方式中,安全基片400包括通过转移金属化施加的1微米厚的反射膜409,其向由下部不透明层403提供的透射光密度贡献了1.2的额外的透射光密度。在这个实施方式中,所述1微米厚的反射膜409由30纳米厚的金属化铝层以及970纳米厚的保护所述金属化铝并有助于向反射膜409施加所述下部背景层405或任何其他层的涂层组成。
[0089] 在一个实施方式中在施加反射膜409之前,通过在下部不透明层403上施加(例如,通过涂覆、印刷或使用任何其他已知方法)下部背景层和额外的下部不透明层(未示出)来增加安全基片400的透射光密度。下部不透明层403、背面背景层407和反射膜409可能覆盖基片401的整体。尽管使用了额外的涂料、油墨和/或材料来覆盖基片401的整体,但这种配置确保了安全基片400可用于印刷任何刮擦产品而不管用于不同刮擦产品的隐藏标记的形状、尺寸或位置如何。
[0090] 在制造安全基片400之后,安全基片400可以用于印刷任何刮擦产品。可以将安全基片400供给至印刷机,并且可以将所述标记和刮擦产品的上部层直接印刷在安全基片400上(如关于图1所述),而不要求任何额外的下部安全涂层或下部安全层。
[0091] 图5是用于制造安全基片的步骤500的流程图。在步骤501中,安全基片的制造者定义了用于安全基片101、200、300或400的透射光密度。在步骤503中,选择用于制造安全基片200、300或400的基片201、301和401的类型。若经染色的基片201被选择,则制造商可以从基片201的不同厚度和用于染色基片201的着色剂的不同浓度中的选择作为用于满足安全基片200的定义的透射光密度的因素。在优选实施方式中,用于染色基片201的着色剂由炭黑和印刷黑组成,有效地遮掩了可能用于印刷刮擦产品的隐藏标记的一系列颜色。在步骤505中,将基片201、301或401供给至由一种或多种站组成的涂布机或印刷机,用于涂布或印刷包括例如前文参考图2、3和4描述的安全基片200、300和400安全基片的各种层。在优选实施方式中,所述涂布站和用于生产基片的造纸机符合。
[0092] 如果在步骤503中选择的并在步骤505供给至涂布机或印刷机的基片是经染色的基片201,则所述方法步骤从步骤505直接进行至步骤507。在步骤507中,向基片201的正面施加微穿孔203以抵抗通过分层减小经染色的基片201的不透明度的尝试。通过激光烧蚀、模切,或任何其他用于施加穿孔的已知技术来施加微穿孔203。在步骤509中,所述下部背景层207被施加于(例如通过涂覆、印刷或使用其他已知方法)基片201中的微穿孔203上,以及可能由白色或彩色的涂层组成。涂料或油墨层的厚度和用于下部背景层207的涂料或油墨的浓度可能被选择作为对安全基片200的透射光密度有贡献的因素并且为了他们在经染色的基片上提供白色背景的能力。在步骤513中,向基片201的背面施加微穿孔205。在步骤515中,背面背景层209被施加于基片201中的微穿孔205上,其可能由白色或彩色的涂层组成。涂料或油墨层的厚度和用于背面背景层209的涂料或油墨的浓度可能被选择作为对安全基片200的透射光密度有贡献的因素。操作507、509、513和515的顺序可能根据包括可用设备配置的因素和是否将用涂层隐藏穿孔而改变。
[0093] 在一个实施方式中,微穿孔203和205的合并深度不会超过基片201厚度的一半或者不会超过允许使用用于刮擦产品的安全基片200的深度。在另一个实施方式中,可能施加任何深度的微穿孔。如果所述微穿孔的深度削弱了基片201,则可能施加薄膜或胶水以向基片201提供额外的结构完整性,而不损害用于抵抗尝试分层的微穿孔的功能。在一个实施方式中,仅施加微穿孔203至基片201。在这个实施方式中,不需要进行步骤513且所述方法步骤从步骤509直接进行至步骤515。
[0094] 在步骤527中可以测量安全基片200的透射光密度以核实安全基片200满足或超过在步骤501中定义的透射光密度。如果安全基片200没有满足在步骤501中定义的透射光密度,在步骤529中,通过向下部背景层207添加额外的厚度、向背面背景层209添加额外的厚度,和/或通过施加(例如通过涂覆、印刷或使用任何其他已知方法)在下部背景层207上的额外的不透明层和在额外的不透明层上的额外的背景层来调节安全基片200的透射光密度。可选地,可能调节基片201的厚度、用于染色基片201的着色剂的浓度、下部背景层207和/或209的厚度,和/或用于下部背景层207和/或209遮光剂的浓度以确保进一步生产的刮擦产品200满足定义的透射光密度。如果安全基片200满足或超过在步骤527的定义的透射光密度,则不执行方法步骤529并且所述方法步骤在步骤527结束。
[0095] 如果在步骤503中选择的并在步骤505供给至涂布机或印刷机的基片是基片301或401,则所述方法步骤从步骤505继续至步骤517。在步骤517中,向基片301或401施加下部不透明层303或403。所述下部不透明层303或403的厚度和或用于下部不透明层303或403的涂料或油墨的所用的着色剂的浓度被选择作为对安全基片300或400的透射光密度有贡献的因素。在优选实施方式中,用于下部不透明层303或403的着色剂由炭黑和印刷黑组成,有效地遮掩了可能用于印刷刮擦产品的隐藏标记的一系列颜色。在优选实施方式中,在生产基片301或401的造纸机内联施加下部不透明层303或403。
[0096] 在一个实施方式中,在步骤519中,可能通过薄膜金属化或转移金属化在下部不透明层上施加反射膜409。反射膜409的厚度可能被选择作为对安全基片400的透射光密度有贡献的因素。在步骤521中,下部背景层405被印刷于反射涂层409上,其可能由白色或彩色的涂料或油墨组成。涂料或油墨层的厚度或者用于下部背景层405的遮光剂的浓度可能被选择作为对安全基片400的透射光密度有贡献的因素。在另一个实施方式中,不进行步骤519且所述方法步骤从步骤517直接进行至步骤521。在步骤521中,下部背景层305被施加于(例如通过涂覆、印刷或使用其他已知方法)下部不透明层303上,其可能由白色或彩色的涂层组成。涂料层的厚度和用于下部背景层305的遮光剂的浓度可能被选择作为对安全基片
300的透射光密度有贡献的因素。
[0097] 在步骤525中,背面背景层307或407被施加于基片301或401上,其可能由白色或彩色的涂层组成。涂料或油墨层的厚度和用于背面背景层307或407的遮光剂的浓度可能被选择作为对安全基片300或400的透射光密度有贡献的因素。在一个实施方式中,不进行步骤525,因为基片301或401的背面是适用于印刷数码图像而无需涂覆背面背景层307或407。在这个实施方式中,所述方法步骤从步骤521直接进行至步骤527。
[0098] 在步骤527中,可以测量安全基片300或400的透射光密度以核实安全基片300或400满足或超过在步骤501中定义的透射光密度。如果安全基片300或400没有满足在步骤
501中定义的透射光密度,则在步骤529中,通过向下部背景层305或405添加额外的墨水或涂料、向背面背景层307或407添加额外的墨水或涂料,和/或通过印刷或涂覆在下部背景层
305或405上的额外的不透明层和在额外的不透明层上的额外的背景层来调节安全基片300或400的透射光密度。在另一个实施方式中,可能调节所述下部不透明层303或403的厚度、下部不透明层303或403的涂料或油墨所用的着色剂的浓度、下部背景层305或405和/或背面背景层307或407的厚度、用于下部背景层305或405和/或背面背景层307或407的遮光剂的浓度,和/或反射涂层的409的厚度以确保进一步生产的刮擦产品300或400满足定义的透射光密度。在另一个实施方式中,可能在下部不透明层303或403上添加额外的下部背景层(未示出)和额外的下部不透明层(未示出)以确保进一步生产的刮擦产品300或400满足定义的透射光密度。如果在步骤527中安全基片300或400满足或超过限定的透射光密度,则不执行方法步骤529,并且方法步骤在步骤527结束。操作517、519、521和525的顺序可能根据包括可用设备配置的因素和是否施加反射涂层而改变。
[0099] 使用各种方法包括,例如,通过使用印刷机、辊式涂布机、刮刀涂布机、夹缝式涂布机、帘幕涂饰机、辊式印刷机(例如凹版印刷或柔性版印刷)在图1-5的实施方式中施加涂料或油墨的层。可以以片的形式或以卷的形式生产所述安全基片101、200、300或400。之后,所述安全基片可以被用于制造刮擦产品,并消除了涂覆或印刷任何额外的下部安全层以防御分层、透光、荧光、扩散、静电荷等的需要。
[0100] 本发明的各个方面的其他目的、优点和实施方式对于本发明领域的技术人员来说是显而易见的,并且在本说明书和附图范围内。例如,但不限于,可以重新排列结构或功能元素,或者重新排序方法步骤,符合本发明。类似地,根据本发明的原理可以应用于其他示例,其即使这里没有具体描述,仍然在本发明的范围内。
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