專利名稱：一種磁性變色油墨及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及油墨領(lǐng)域，特別是一種用于標(biāo)簽、簽條或類似的辨認(rèn)或指示裝置的印刷油墨。
近年來，因?qū)ω泿诺扔袃r證券的偽造行為很猖獗，各國的防偽專家都在致力于發(fā)展高新防偽技術(shù)，以杜絕偽造。例如，加拿大國家銀行于八十年代末，在加元運用了變色薄膜防偽技術(shù)[J.A.Dobrowolski，et al，“Research on Thin Film Anticounterfeiting Coatings at the National Research Council of Canada”，Appl.Opt.Vol.28，pp2702-2717，(1989).]，引起了國際貨幣界的轟動，這種技術(shù)利用了多層薄膜間的光學(xué)干涉原理，使制得的防偽標(biāo)志的顏色會隨觀察者的觀察角度的不同而發(fā)生變化，僅憑肉眼就能識別其真?zhèn)?。并且它與激光全息和衍射光柵等技術(shù)制得的產(chǎn)品在外觀上具有明顯的不同。由于其技術(shù)難度高，用彩色復(fù)印、電子分色制版和拓印等常用偽造方法對其完全無能為力。但這種技術(shù)所需的設(shè)備裝置較多，而且有些裝置必須直接按裝在印鈔廠之內(nèi)，從而增加了印鈔的工序和難度，在某些程度上影響了這一技術(shù)的推廣。另外，瑞士Sicpa公司在九十年代初推出了防偽變色油墨的技術(shù)[Haim Bretler，“Thin Film Devices in Security Printing Inks”，Proceedings of SPIE，Vol.1210，pp 78-82(1990)]，它實際上是將上述變色薄膜粉碎后摻入無色透明油墨之中而制成具有光可變特性的油墨，考慮到成本和摻入油墨中的效果，實際應(yīng)用時其變色薄膜的膜系結(jié)構(gòu)有所不同，這項技術(shù)的最大優(yōu)點是它制品具有油墨的一切性能，因而不需增加印鈔的工序和難度，可直接上印鈔機印制，故受到許多國家特別是發(fā)展中國家印鈔業(yè)的歡迎。
這兩項防偽技術(shù)基本上都屬于公眾防偽技術(shù)，即不必借助機器，僅憑公眾肉眼就能加以鑒別。這在一般的購物、交易中是一個優(yōu)點。但這兩項技術(shù)的共同缺點是很難用機器加以快速鑒別，即不具備專家防偽特性。但這一點在有些時候是非常重要的，例如，銀行在收入大量現(xiàn)金后，往往不可能用肉眼去對其加以一一鑒別，而希望能在點鈔機加入快速鑒別裝置。又如，自動售貨機的使用，也希望能用機構(gòu)快速鑒別貨幣的真?zhèn)巍?br> 本發(fā)明的目的在于提供一種用于防偽領(lǐng)域的既具有變色效果同時還具有磁性記錄功能的兼有公眾和專家雙重防偽性能的磁性變色油墨及其制備方法。
本發(fā)明的目的通過如下技術(shù)方案達(dá)到。
本發(fā)明的磁性變色油墨，是在無色透明油墨之中本質(zhì)上含有磁性變色薄膜粉末。所說的磁性變色薄膜粉末是在磁性鍍層二側(cè)對稱地鍍制有多層變色膜的粉碎物。其制備方法在于按如下次序的步驟進(jìn)行柔性薄膜上涂脫離層，多層變色膜鍍制，磁性膜鍍制，對稱多層變色膜鍍制，中間檢測和整理，脫膜，粉碎，表面處理，摻入透明油墨混合處理，打樣測試，產(chǎn)品包裝。
先對本發(fā)明附圖作簡單說明，再對本發(fā)明的實施作詳細(xì)說明。


圖1是本發(fā)明制備方法的工藝流程圖。
圖2是本發(fā)明一種實施例的磁性變色膜的膜層結(jié)構(gòu)剖示圖。
請參見圖1和圖2，經(jīng)改進(jìn)后的磁性變色油墨的制備方法按如下次序的步驟進(jìn)行。
步驟1，柔性薄膜上涂脫離層。是在選擇好的基底17上用商售涂布機或網(wǎng)格印刷機均勻涂布一層脫離層12。基底17通常為聚酯PET，滌輪PVC或聚酰亞胺等柔性薄膜。脫離層12是一種為水或其他有機或無機溶劑所溶解的材料，如聚丙烯、醋酸纖維素等材料。
步驟2，多層彎色膜鍍制。是將涂復(fù)有脫離層的柔性基底送入真空室中，用真空蒸鍍或濺射等物理、化學(xué)氣相沉積方法在脫離層12上鍍上三層或三層以上膜系的多層變色膜結(jié)構(gòu)。舉一個該膜系結(jié)構(gòu)的典型例子，如圖2中的膜層13、14和15。其中膜層13是一很薄的金屬層，其厚度為5～30納米。而膜層14是在可見波段透明的介質(zhì)層，它是氧化物，如Al2O3、SiO2;或是硫化物或氟化物。膜層14的厚度在50～700納米之間。而膜層15則必須是一無磁性的高反射率金屬層，一般為鋁、銀或銠等材料，它的厚度一般為50～200納米。這三層膜系構(gòu)成一個法布里-珀羅干涉腔，因而只有某些波長的光才能被反射，即顯示一特定顏色。而當(dāng)入射角改變時，則相當(dāng)于干涉腔間隔層的厚度發(fā)生了變化，因而也就發(fā)生了顏色變化。為增加顏色的純度與變化特性，可以增加層數(shù)，但同時也增加了生產(chǎn)成本。通常顏色的變化范圍大致有紅-黃-綠、金-綠、綠-蘭、蘭綠-紫紅等幾種。
步驟3，磁性膜鍍制。是用真空蒸鍍或濺射等方法在多層變色膜結(jié)構(gòu)上鍍制一層磁性材料層16。該磁性材料層一般為磁性合金，如Co-Ni、Co-Ni-Fe、Co-Ni-Cr、Co-Cr-Pt-B、Co-Cr-Ta等等，或是氧化物磁性材料，如Fe2O3、CrO2等。為增加該磁性材料層的矯頑力，在蒸鍍時采用遮擋板擋去小角度入射的分子束，僅讓大角度入射分子沉積上去。其厚度為150納米左右。這樣制得的膜層，其矯頑力可在105安/米以上。足夠被常規(guī)的磁性探測儀器所檢測。
步驟4，對稱多層變色膜鍍制。在磁性材料層16上再鍍制與步驟3所對稱的多層變色膜結(jié)構(gòu)。對于步驟3中指出的典型例子來說，即在磁性材料層16上先鍍金屬高反射層15，再鍍透明介質(zhì)膜14，然后鍍薄金屬層13。這樣，當(dāng)整個多層膜結(jié)構(gòu)最后經(jīng)脫膜粉碎摻入無色油墨后，不管那個面朝上，都能獲得相同的顏色效果。由于變色膜結(jié)構(gòu)中沒有磁性材料，而且其總厚度不到1微米，因此該變色膜結(jié)構(gòu)對中間的磁性屬性幾乎沒有影響。
步驟5，中間檢測和整理。對步驟4制得的薄膜制品，用肉眼或光譜儀等測試裝置對它的外觀及顏色進(jìn)行檢測、整理，切除外觀有明顯操作或顏色不符合要求的部分。
步驟6，脫膜。將鍍有磁性和變色膜結(jié)構(gòu)的步驟5制品浸泡入溶劑中，該溶劑是能溶解脫離層12的材料。這樣就能使該多層膜結(jié)構(gòu)從基底17上脫離下來。為使該過程快速進(jìn)行，可用超聲波輔助加速溶解，最后脫離下來的材料大約是線度為30微米的碎片。
步驟7，粉碎。是將上述步驟脫離下來的碎片收集，并按不同要求進(jìn)一步將這些碎片粉碎至呈1～20微米的粉末。對磁紀(jì)錄性能要求高的，要粉碎至1微米左右。一般的粉碎至1～20微米就可以了。粉碎方法可采用純機械的研磨方式，也可以采用超聲波粉碎的方法，還可以用高壓空氣沖擊的方式來進(jìn)行粉碎。其中高壓空氣沖擊方式，配以適當(dāng)?shù)暮Y網(wǎng)，適宜用來獲得顆粒較細(xì)的粉末。當(dāng)然也可以用其他的粉碎方法，例如在一些化學(xué)溶劑中配以超聲振蕩，其粉碎效果也較好。但各種粉碎工藝必須注意不要破壞這些碎片的變色特性。
步驟8，表面處理。將上步驟的粉末用一些松香類的分散劑進(jìn)行表面處理。以使它們能很好地?fù)胶偷接湍腥??？刹捎玫姆稚┯忻摎渌上闼帷⑺臍浠上闼岬?。?dāng)然有些非松香類的分散劑也是有效的。
步驟9，摻入透明油墨混合處理。利用商售的油墨攪拌機將已經(jīng)過表面處理的磁性變色粉末均勻地?fù)饺霟o色透明的油墨中去。所謂無色透明油墨是指由一些常用油墨連接料，如松香改性酚醛樹脂，馬來酸樹脂和聚酰胺樹脂等，與一些為改善油墨印刷性能而加入的如亞麻仁油、石蠟等添加物組成的混合物。視不同的用途，摻入的磁性變色粉末的重量比例為10～60%范圍內(nèi)。例如對膠印油墨，則摻入磁性變色粉末的比例應(yīng)高一點，在40-60%范圍內(nèi)。而對凹印和絲網(wǎng)印刷油墨則在10～30%范圍內(nèi)。摻入的方法除了用油墨攪拌機外，還可用三輥機等其他油油墨制備工藝手段。
步驟10，打樣測試。利用小型印刷機對制得的磁性變色油墨進(jìn)行打樣，對打出的小樣用分光光度計或光譜儀對其光譜性能進(jìn)行測試。并用常規(guī)磁性測試裝置對諸如矯頑力等磁性能進(jìn)行測試。
步驟11，對合格產(chǎn)品進(jìn)行包裝。
將本發(fā)明磁性變色油墨與無磁性的變色油墨交替使用，在印刷圖案的某些部分用磁性變色油墨印刷，而另一些部分則用無磁性的變色油墨印刷。這樣，用肉眼可觀察到反射色隨不同觀察角度的變化，但根本不能看出印刷圖案不同部位的差異。而用專門的磁檢測裝置則能很容易地測出其差異。同樣也可與一般可見無色油墨交替使用，將具有更好的防偽性。這種方法可以用于貨幣、有價證券、證件及商標(biāo)等領(lǐng)域的印刷。
采用顆粒度在1微米左右的高分辨率的磁性變色油墨印制在光滑的諸如塑料卡片的基底上，可以制作出具有防偽效果的信用卡、身份證等證件。例如把現(xiàn)有信用卡的磁條部位改用本發(fā)明的磁性變色油墨來印刷，則它不但具有變色的防偽效果，而且還能利用這種油墨的磁記錄功能記錄下適當(dāng)?shù)男畔ⅰ?br> 利用本發(fā)明磁性變色油墨來印刷條形碼，則用肉眼觀察其變色效果而鑒別該條形碼的真?zhèn)危⑶以摋l形碼還可分別用光筆和磁性探頭來讀取，可以杜絕對條形碼的偽造，并可望降低目前使用的條形碼別儀器的成本。因為該條形碼帶有磁性，對于一些超級市場的防盜也很有好處。
本發(fā)明具有如下有益效果1.本發(fā)明的磁性變色油墨印刷的印刷品具有反射光變色效果和磁性記錄功能，便于公眾識別又可用機器快速鑒別，兼有公眾和專家雙重防偽功能，可在自動售貨機、快速點鈔機等裝置中配合鑒別。特別適宜作為貨幣、有價證券、證件、商標(biāo)及條形碼的防偽應(yīng)用。
2.將本發(fā)明的磁性油墨與無磁性的變色油墨或一般的在可見光區(qū)無色油墨交替印刷圖案的不同部位，將具有更好的防偽性。可兼用肉眼、光筆、磁探頭鑒別。
3.對于本發(fā)明的高分辨率的磁性變色油墨印制的光滑印刷品，不但具有變色的防偽效果，還能利用這種油墨的磁記錄功能記錄下適當(dāng)?shù)男畔ⅰ?br> 4.本發(fā)明的磁性變色油墨具有油墨的一切功能，印刷時不需要增加新的工序，使用方便。
權(quán)利要求
1.一種磁性變色油墨，其特征在于在無色透明油墨之中本質(zhì)上含有磁性變色薄膜粉末。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所規(guī)定的磁性變色油墨，其特征在于所說的磁性變色薄膜粉末是在磁性鍍層二側(cè)對稱鍍制有多層變色膜的粉碎物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所規(guī)定的磁性變色油墨的制備方法，其特征在于按以下次序的步驟進(jìn)行(3-1)在柔性薄膜基底(17)上涂布一層脫離層(12);(3-2)在脫離層(12)上用氣相沉積方法鍍制三層或三層以上膜系的多層變色膜結(jié)構(gòu)(13)、(14)、(15);(3-3)在多層變色膜結(jié)構(gòu)上用真空蒸鍍或濺射方法鍍制磁性材料層(16);(3-4)在磁性材料層(16)上再鍍制與步驟(3-2)所對稱的多層變色膜結(jié)構(gòu)(15)、(14)、(13);(3-5)檢測、整理，將上步驟產(chǎn)品的不符要求的部分切除;(3-6)用浸泡工藝脫膜，取得脫去基底(17)的具有磁性和反射光可變性能的磁性變色薄膜碎片;(3-7)收集上步驟的碎片，按要求進(jìn)一步粉碎;(3-8)將上步驟的粉末用分散劑進(jìn)行表面處理;(3-9)將徑表面處理的磁性變色粉末均勻摻入無色透明的油墨中進(jìn)行混合處理，獲得磁性變色油墨;(3-10)將上步驟獲得的磁性變色油墨進(jìn)行小型打樣和測試;(3-11)對產(chǎn)品進(jìn)行包裝。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所規(guī)定的磁性變色油墨作為貨幣、有價證券、證件及商標(biāo)的防偽應(yīng)用，其特征在于在印刷物不同部位分別用磁性變色油墨和一般變色油墨印刷。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所規(guī)定的磁性變色油墨作為印刷條形碼的可分別用肉眼、光筆和磁探頭讀取的防偽應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種磁性變色油墨及其制備方法和應(yīng)用，是在無色透明油墨之中本質(zhì)上含有磁性變色薄膜粉末。其磁性變色薄膜粉末是在磁性鍍層二側(cè)對稱地鍍制有多層變色膜的粉碎物。用其印制的印制品具有反射光變色效果和磁性記錄功能，便于公眾識別又可用機器快速鑒別，兼有公眾和專家雙重防偽功能，可在自動售貨機、快速點鈔機等裝置中配合鑒別。特別適宜作為貨幣、有價證券、證件、商標(biāo)及條形碼的防偽應(yīng)用。
文檔編號C09D11/02GK1088239SQ93112618
公開日1994年6月22日 申請日期1993年11月30日 優(yōu)先權(quán)日1993年11月30日
發(fā)明者邵劍心, 王汝笠 申請人:中國科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所