專利名稱：光學薄膜防偽油墨及其制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種具有防偽作用的油墨，尤指一種使用光學薄膜碎片作為色料的防偽油墨。本發(fā)明還涉及所述油墨的制造方法。
目前我國市場上充斥著許多假冒偽劣產品，嚴重地損害著國家、集體和廣大消費者的利益。而現在的一線防偽產品主要是激光全息防偽標識，消費者對于這種防偽標識的辨別能力較差，且因其生產線投資不大，故造成現有的生產廠家眾多、混亂的局面，致使激光全息標識的防偽效果并不理想。
本發(fā)明的目的在于提供一種防偽油墨，使用該種油墨制作的防偽標識可讓普通消費者通過肉眼即可方便并且準確地辨別真?zhèn)?。并且采用所說的油墨制作的防偽標識可有效地抑制彩色復印機等高技術含量設備的復制和仿造。
本發(fā)明的另一目的是提供該防偽油墨的制造方法。
本發(fā)明防偽油墨是以防偽光學薄膜碎片為其色料而制成的油墨。該油墨的印刷品能再現防偽光學薄膜的光學特性。防偽光學薄膜是以人眼對顏色的敏銳性為基礎，利用光學薄膜的反射特性對光譜色的選擇性和隨觀察角度不同而有明顯改變?yōu)樘卣鳎瑥牟煌嵌瓤捎^察到有規(guī)律變化的顏色而達到防偽目的的。
作為本發(fā)明油墨色料的光學薄膜的膜料為鉻(Cr)、鎳鉻(NiCr)合金、金(Au)、銀(Ag)、鋁(Al)、三氧化二鋁(Al2O3)、氟化鎂(MgF2)、二氧化硅(SiO2)、一氧化硅(SiO)、氧化鋯(ZrO2)等，膜系可以是三層、五層、九層、十三層、十七層……等對稱膜系結構a)三層的膜系結構為G/Cr/L/Cr/G，其中G為基底或油墨連接料，優(yōu)選折射率為1.4-1.8的連接料；中間層L為介質膜層，可以是三氧化二鋁(Al2O3)、氟化鎂(MgF2)、二氧化硅(SiO2)、一氧化硅(SiO)、氧化鋯(ZrO2)等，其厚度在130nm-500nm之間；鉻(Cr)膜的厚度在4nm-20nm之間。
b)膜系結構為五層、九層、十三層、十七層……的通用表達式為G/Cr/L/Cr/L…/Cr/L’/M/L’/Cr/…/L/Cr/L/Cr/G，其中G為基底或油墨連接料；中間層M可以是金(Au)、銀(Ag)、鋁(Al)等，其厚度一般應大于70nm，通常在100nm左右，L層和L’層為同種介質材料膜層，可選用三氧化二鋁(Al2O3)、氟化鎂(MgF2)、二氧化硅(SiO2)、一氧化硅(SiO)、氧化鋯(ZrO2)中的任意一種，其厚度約在130nm-500nm之間，但L層比L’層稍厚，其膜厚有3nm-10nm的差異，該厚度隨膜系0°入射時的顏色不同而改變。鉻膜的厚度在4nm-20nm之間。當介質層采用低折射率材料時，其顏色隨角度變化的效果更明顯，顏色變化的幅度更大。
在上述膜系結構中最優(yōu)選五層對稱膜系結構，因其比較適合規(guī)模生產，且能產生較好的效果。優(yōu)選的膜料為鋁(Al)、鉻(Cr)、三氧化二鋁(Al2O3)。
該膜系是通過物理氣相沉積真空鍍膜法實現的?？刹捎胊)電子束蒸發(fā)和熱蒸發(fā)法，操作過程為先在沉積室中裝好膜料，然后將沉積室真空度抽到1×10-5Torr左右，用光度值法監(jiān)控每層膜厚，依次在基底上淀積相應厚度的不同材料的膜?；卓刹捎镁垡蚁┯菜芰匣虿ＡУ绕渌砻孑^平的材料。鍍制完成后從真空室中取出。
b)磁控濺射法，材料為鋁靶、鉻靶、氧氣等，Al2O3膜通過在淀積室濺射鋁的過程中通入氧氣實現。用光度值法監(jiān)控每層膜厚，依次在基底上淀積相應厚度的不同材料的膜，實現要求的防偽膜系結構。通常在規(guī)模生產時采用磁控濺射法。
將鍍好的帶有防偽光學膜的硬塑料置入有機溶劑如甲苯中進行脫膜過程，直到塑料全部溶解為止。另外一種脫膜方法是在淀積防偽膜時，先在膜與基底之間淀積易溶于水或其它溶劑的物質，如氯化鉀等，然后再通過這些溶劑將膜從基底上脫離。將薄膜超聲波碎化后經過濾分離即得到制造本發(fā)明防偽光學油膜所需的色料。然后按照普通油墨的配制方法即可得本發(fā)明的防偽光學油墨。該油墨可以是各種類型的油墨，包括絲網油墨，膠印油墨及凹印油墨等。
效果(1)使用本發(fā)明防偽光學油墨印刷的標識的反射色隨角度呈現明顯的有規(guī)律的變化，如通過改變防偽光學薄膜的結構可實現許多種顏色的變化，如由紫紅(正面觀察時)至綠色(傾斜觀察時)；黃色(正面觀察時)至綠色(傾斜觀察時)；緑色(正面觀察時)至藍色(傾斜觀察時)等等。
(2)正面觀察時，由本發(fā)明防偽油墨印刷的防偽標識的峰值反射率高于60％，故顏色清晰易于辨別。
(3)該油墨可以印刷到包括紙幣、有價證券在內的絕大部分固體基底表面上，適用范圍很廣，可制作成多種防偽產品。
(4)在辨別由本發(fā)明防偽油墨制作的防偽標識的顏色時，要求入射光為自然光或白色燈光，故而使用方便，可隨時隨地辨識真?zhèn)?，實現其防偽效果。還可定量檢測其印刷標識的樣品色，實現防偽標識真?zhèn)蔚倪M一步辨識。
(5)實現本發(fā)明生產的前期投資要求很大，約爲現有激光防偽標識生產線的40-100倍，且技術含量高，可有效地抑制仿造。而在實現規(guī)模生產后，生產成本卻很低。
實施例①選用五層對稱結構設計的光學膜，膜料為鉻(Cr)、三氧化二鋁(Al2O3)及鋁(Al)，膜系結構為G/Cr/L/Al/L/Cr/G，其中G為油墨的連接料，折射率為1.4-1.8；鉻(Cr)膜的厚度都是5nm；鋁(Al)膜的厚度為100nm。
Ⅰ當要求正入射光下的反射色為紅色，傾斜入射光下的反射色為綠色時，膜系結構為G/Cr/L/Al/L/Cr/G，從左至右每層膜的厚度依次為5nm(Cr膜)、379nm(Al2O3膜L)、100nm(Al膜)、379nm(Al2O3膜L)、5nm(Cr膜)。
Ⅱ當要求正入射光下的反射色為綠色，傾斜入射光下的反射色為藍色時，膜系結構為G/Cr/L’/Al/L’/Cr/G，從左至右每層膜的厚度依次為5nm(Cr膜)、319nm(Al2O3膜L)、100nm(Al膜)、319nm(Al2O3膜L)、5nm(Cr膜)。②根據設計要求設計好的防偽膜系，采用電子束蒸發(fā)和熱蒸發(fā)法實現其結構。操作過程為先在沉積室中裝好膜料Al2O3、Cr及Al，然后將沉積室真空度抽到1×10-5Torr，用光度值法監(jiān)控每層膜厚，依次在基底上淀積相應厚度的鉻膜、三氧化二鋁膜、鋁膜、三氧化二鋁膜及鉻膜?；撞捎镁垡蚁┯菜芰稀ｅ冎仆瓿珊髮в泄鈱W膜的硬塑料從真空室中取出。③將帶有防偽光學膜的硬塑料置入甲苯中進行脫膜過程，直到塑料全部溶解為止。④然后將混有防偽光學薄膜的溶液置入超聲波溶液中超聲波溶液中超聲三十分鐘左右，使薄膜碎化。⑤經過濾分離即得到制造本發(fā)明防偽光學油膜所需的色料。然后按照普通油墨的配制即可。
權利要求
1．一種有防偽作用的油墨，其特征在于使用光學薄膜碎片作為其色料，該薄膜的膜料為鉻(Cr)、鎳鉻(NiCr)合金、金(Au)、銀(Ag)、鋁(Al)、三氧化二鋁(Al2O3)、氟化鎂(MgF2)、二氧化硅(SiO2)、一氧化硅(SiO)、氧化鋯(ZrO2)等，膜系可以是三層、五層、九層、十三層、十七層……等對稱膜系結構，三層的膜系結構為G/Cr/L/Cr/G，其中G為基底或油墨連接料，中間層L為介質膜層，可以是三氧化二鋁(Al2O3)、氟化鎂(MgF2)、二氧化硅(SiO2)、一氧化硅(SiO)、氧化鋯(ZrO2)等，其厚度在130nm-500nm之間，鉻(Cr)膜的厚度在4nm-20nm之間；膜系結構為五層、九層、十三層、十七層……的通用表達式為G/Cr/L/Cr/L…/Cr/L’/M/L’/Cr/…/L/Cr/L/Cr/G，其中G為基底或油墨連接料，中間層M可以是金(Au)、銀(Ag)、鋁(Al)、鉻(Cr)等，其厚度一般應大于70nm，通常在100nm左右，L層和L’層為同種介質材料膜層，可選用三氧化二鋁(Al2O3)、氟化鎂(MgF2)、二氧化硅(SiO2)、一氧化硅(SiO)、氧化鋯(ZrO2)中的任意一種，其厚度約在130nm-500nm之間，但L層比L’層稍厚，其膜厚有3nm-10nm的差異。鉻膜的厚度在4nm-20nm之間。
2．如權利要求1所述的防偽油墨，其中薄膜的膜料為鉻、鋁及三氧化二鋁，G的折射率為1.4-1.8。
3．如權利要求1所述的防偽油墨，其中的薄膜的結構為五層對稱結構，膜系為G/Cr/L/Al/L/Cr/G，其中的L為三氧化二鋁。
4．如權利要求2所述的防偽油墨，其中的薄膜的結構為五層對稱結構，膜系為G/Cr/L/Al/L/Cr/G,L為三氧化二鋁。
5．如權利要求3所述的防偽油墨，其中的五層對稱結構薄膜各層的厚度分別是鉻(Cr)膜為5nm，鋁(Al)膜為100nm，三氧化二鋁(Al2O3)膜為130nm-500nm之間。
6．如權利要求4所述的防偽油墨，其中的五層對稱結構薄膜各層的厚度分別是鉻(Cr)膜為5nm，鋁(Al)膜為100nm，三氧化二鋁(Al2O3)膜為130nm-500nm之間。
7．如權利要求1-6中的任意一項所述的防偽油墨，其油墨類型可以是各種類型的油墨，如絲網油墨、膠印油墨及凹印油墨等。
8．如權利要求1-6中的任意一項所述的防偽油墨是采用如下步驟制造的①用計算機模擬的方法設計防偽膜系；②通過物理氣相沉積真空鍍膜法實現膜系結構；③將鍍好的帶有基底的膜從基底上脫離下來；④將薄膜碎化后經過濾分離即得到防偽油墨色料；⑤采用常規(guī)的油墨配制方法配制成所需的防偽油墨。
9．如權利要求8所述的防偽油墨的制造方法，其中的物理氣相沉積真空鍍膜法可以是如電子束蒸發(fā)法、磁控濺射法或熱蒸發(fā)法。
10．如權利要求8所述的防偽油墨的制造方法，其中的鍍膜基底可采用聚乙烯硬塑料或玻璃等其它表面較平的材料。
11．如權利要求9所述的防偽油墨的制造方法，其中的鍍膜基底可采用聚乙烯硬塑料或玻璃等其它表面較平的材料。
12．如權利要求10所述的防偽油墨的制造方法，其中的鍍膜基底采用聚乙烯硬塑料。
13．如權利要求11所述的防偽油墨的制造方法，其中的鍍膜基底采用聚乙烯硬塑料。
14．如權利要求8-13中任意一項所述的防偽油墨的制造方法，其中的脫膜方法可以是將帶有鍍好的膜的基底材料置于有機溶劑中，至基底材料全部溶解為止。
15．如權利要求14所述的防偽油墨的制造方法，其中的有機溶劑是甲苯。
16．如權利要求8、9、10、11、12、13或15中的任意一項所述的防偽油墨的制造方法，其中的碎膜方法可以是將混有薄膜的溶液置入超聲波溶液中通過超聲使其粉碎。
17．如權利要求16所述的防偽油墨的制造方法，其中的碎膜方法可以是將混有薄膜的溶液置入超聲波溶液中超聲三十分鐘使其粉碎。
18．如權利要求8-13中的任意一項所述的防偽油墨的制造方法，其中的脫膜方法是在淀積防偽膜時，先在膜與基底之間淀積易溶于水或其它溶劑的物質，然后再通過這些溶劑將膜從基底上脫離。
19．如權利要求16所述的防偽油墨的制造方法，其中在為了脫膜在膜與基底之間淀積的物質可以是氯化鉀。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種使用光學薄膜碎片作為色料的防偽油墨。作為該薄膜的膜料可以是鉻(Cr)、鋁(Al)、三氧化二鋁(Al
文檔編號C09D11/00GK1230577SQ98123570
公開日1999年10月6日 申請日期1998年11月2日 優(yōu)先權日1998年11月2日
發(fā)明者譚滿清 申請人:譚滿清