[发明专利]用于自清洁钞票的光催化材料的使用

说明书

本发明提供使用涂层、油墨及添加剂的自清洁钞票，所述涂层、油墨及添加剂感光且对可有效地用于分解有机污染物或污垢的反应具有光催化性，从而允许通过环境光暴露而自清洁钞票以及使用具有更强烈的光学激发的设备来清洁受处理钞票，因此增加所述钞票的可用寿命。

背景技术

本发明大体上涉及包含自清洁特征的衬底材料。更具体地说，本发明涉及一种其中包含光催化材料的衬底，当光催化材料曝光于照明源时，其以某种方式发生反应使得纸张或一般来说所述衬底材料摆脱积累的污染物及污垢。所述程序还有效地用于钞票的消毒。

例如钞票的高安全性凭证通常形成于衬底材料上，所述衬底材料通常装备有难以仿造且甚至允许外行核对印花或凭证的真实性的安全元件。此类安全元件可为例如贵重的纸张的表面上的某些区域中可见的开窗安全线、具有透明或金属化的压印全息图的外加箔片、素压印、由印刷技术或由印刷及压印技术产生的所谓的“潜像”(从不同视角呈现不同信息)、含有光学可变颜料且取决于视角产生不同的颜色效果的印花，或包括金属效果油墨且具有例如金、银或青铜色的金属光泽的印花。除了此类肉眼观察特征之外，存在在UV或IR光源的照明下发荧光或发磷光的准公共安全线、纤维及油墨。

随着伪造者变得越来越精明，此类凭证中的安全特征也必须变得越来越高级以防止大范围欺诈。随着此类衬底变得越来越高级，其生产成本也变得更高且因此使得更换破旧货币的成本相当高。因此重要的是，除了安全之外，此类衬底还必须具有高耐用性。

归因于在公共使用时钞票变脏及撕裂，钞票具有有限的流通时间。钞票在其可用寿命期间受到多种方式的对待且经历多种机械应力以及会接触可弄脏钞票的物质，使得钞票难以鉴别及使用。钞票寿命(对于最低面值，寿命最短)的主要决定因素中的一者是变脏。荷兰国家银行的研究表明，变脏的主要原因是来自与手指接触且最终氧化且变黄的油脂。结果，耐用性必须与例如钞票的贵重凭证的其它重要组成部分平衡，是其平坦衬底，所述衬底通常主要是由棉纱及斜纹棉布混合物及木浆纸组成，其典型触感还受到钢雕印期间的一侧或两侧压光影响。钞票的触感品质主要是由其手感及其抗弯刚度体现；此外其在变形及皱褶时具有特别的声音。

为了改善此类衬底的耐用性，已知给贵重的纸张提供拒污垢保护层以延长寿命及流通适用性。此保护层通常含有大部分的纤维素酯或纤维素醚及少部分的微粉腊，且被涂敷遍及钞票。微粉腊通过揉捏或与油、油墨粘合剂或其混合物混合而分散。最近印刷的有保护层的薄片可毫不费力地堆叠，且不会使来自一个薄片的任何黑色油墨沾染下方的薄片。

只含有粘合剂且不含填充剂的另一涂层组成物被涂敷到钞纸，所述钞纸归因于其多孔性而具有大表面面积或高表面粗糙度。所述组成物被涂敷至某个层厚度使得产生光滑表面且因此污垢沉积的可能性较小。此外，涂层足够薄而不会削弱纸张的其它规定性质。

问题是，已知的保护层不会经久耐用。包括水性漆的常规保护层通常不能完全满足苛刻的要求简档。例如，极好的拒污垢及污垢粘附性不利于抵挡液体的穿透，且反之亦然。因此，水性漆当前仅在添加交联剂形式的第二组成部分的条件下才满足在安全印刷及特别是钞票印刷方面对保护层的高要求。

问题是中央银行对破旧且变脏的钞票的更换需要花费纳税人的钱。在美国，所制造的钞票的数量通常是每年数以十亿计的钞票(通常40到60亿)。钞票的生产是昂贵的，且对于具有许多安全特征(用于公众的安全特征，以及通过验钞机及中央银行使用高速分拣机机器可读的安全特征)的更高面额尤为如此。由捷德公司(Geiseke and Devrient)、德拉鲁国际公司(De La Rue International)及东芝(Toshiba)制造的钞票分拣机通常以10到40张钞票/秒钟的速率处理钞票且使用钞票路径中的传感器来执行多次诊断。此类传感器是鉴别传感器以及钞票适用性传感器的组合。适用性传感器主要使用成像及图像分析来确定钞票是应被销毁还是应再次投入流通。

更换钞票的成本造成了例如双向拉伸聚丙烯(BOPP)的聚合物衬底以及聚合物与纸张的复合衬底的发展。此类衬底已开始取代纸质钞票，因为其据称具有更好的耐用性及防污性，且因此通过每年更换较少的不适用钞票来节省中央银行的资金。