CN100523371C - 纳米水印纸及其制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种纳米水印纸及其制作方法。其特征在于采用原子核径迹工艺在纸的断层随机产生微观立体凹陷群，再将纳米颗粒装填其中，形成纳米水印，由于目前人们还无法控制大量微观粒子中的个体行为，所以将制作纳米水印纸的设备、材料、工艺全部公开仍不能被仿造，因而纳米水印纸具有最高的防伪力度，可广泛用于货币、公安、海关、税务等领域。

Description

纳米水印纸及其制作方法
所属技术领域
本发明属于防伪纸张的制作方法，具体涉及一种采用原子核径迹工艺而制成的纳米水印纸及其制作方法。
技术背景
众所周知，传统水印纸已有多年历史。其制作工艺通常是在造纸过程中完成的，由于所需设备庞大昂贵，加之工艺复杂，成本高，所以在使用初期，具有较大的防伪力度，但近年来，随着科技的进步，普通水印纸的制作技术已广泛传播，因此只要有设备和技术，就可以制作相同的水印。为了强化纸的防伪，有众多技术方案问世。1991年9月25日公开的中国发明专利《防伪纸及其制作方法》(专利申请号为91102676.2)是在成浆系统中加入经疏解分散处理的彩色纤维配制成含有彩色纤维丝的纸料，在造纸机上抄造出表面上均匀分布彩色纤维丝的纸，以纸面上呈有清晰均匀的彩色纤维丝的特点，区别于普通的印刷用纸；2001年7月4日公开的中国专利《防伪纸》(专利申请号为00136391.3)是包括至少三层结构，一层为基层，至少一个外层的内表面上用荧光颜料油墨印刷出一个预先设计的图。在阳光反射下，该图案是不可见的，而当利用紫外线照射时，则显出预先图案；2003年7月23日公开的中国专利《彩色防伪水印纸及其制作方法》(专利申请号为03102670.2)提供了一种彩色防伪纸的加工方法，是在原纸上印刷彩色防伪图案，然后再涂布功能性涂料。上述众多技术方案的缺点是防伪力度不高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种采用原子核径迹作为径迹原版，在载体中形成立体空穴后再装纳米颗粒而制成的纳米水印纸。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种纳米水印纸的制作方法，其特征在于该方法包括以下步骤：
(1).以预定或随机产生的宏观图形在固体材料上制作漏模而成为准直母版；
(2).将准直母版叠在固体径迹探测器上放入重带电粒子场中辐照固体径迹探测器产生微型立体损伤经过化学蚀刻形成径迹母版；
(3).以常规电铸工艺在径迹母版上制作金属母版；
(4).将金属母版翻铸而制成工作中间版；
(5).将工作中间版经热压拼版而制成工作母版；
(6).将工作母版经翻铸而制成工作版；
(7).将普通纸用不溶不熔胶进行涂布加硬处理而成为模型纸；
(8).采用工作版以常规方法对模型纸进行模压而成为纳米原纸；
(9).采用磁场或电场对纳米原纸进行磁性或电性纳米颗粒胶涂布和压光而成为纳米水印纸。
所述的纳米水印纸的制作方法，其特征在于所述的固体材料由塑料板制成。
所述的纳米水印纸的制作方法，其特征在于所述的固体径迹探测器由塑料、云母、玻璃组成。
所述的纳米水印纸的制作方法，其特征在于所述的不溶不熔胶由SiO2制成。
所述的纳米水印纸的制作方法，其特征在于所述的金属母版由金属镍制成。
一种如上述方法制作的纳米水印纸。
纳米水印纸的制作过程是这样的：取一块塑料板制成预定的图案形状，然后将它叠在一块固体径迹探测器上，固体径迹探测器是云母、玻璃、塑料等材料制成，将其放在重带电粒子中辐照一定时间，重带电粒子场可由加速器加速重离子形成，也可将铀235片放在反应堆的热中子柱中产生裂变碎片形成，固体径迹探测器经重带电粒子辐照后就产生了损伤，经化学蚀刻后则在固体表面产生了0.01μm至10μm的核径迹，类似的径迹也可由物理、化学或机械方法产生，采用纳米技术制成表面有微小立体缺陷的表面，例如将退火的高纯铝片在低温的草酸或硫酸溶液中经阳极腐蚀而获得氧化铝多孔板，再如，使用介孔固体表面或碳纳米管表面作为径迹母版。将径迹母版进行化学浸银后放在电铸槽中镀镍，镀层与电流强度和时间有关，镀后获得镍基的金属母版，经过两次翻铸而得到工作中间版，取一定面积的工作中间版进行热压拼版后而制成工作母版，工作母板经翻铸而制成工作版，另外将普通纸用不溶不熔胶涂布后而成为模型纸，涂布胶可用SiO2涂布液组成，涂布后可使模型纸致密光滑且硬度增加，在模压机上使用工作版对模型纸模压后而形成纳米原纸或纳米塑料原膜，然后使用涂布机再对纳米原纸进行涂布，涂布胶由带磁性或带电性纳米颗粒制成，如用带磁性的涂布胶则在纳米原纸胶的对侧加磁场；如用带电性的涂布胶则在纳米原纸胶的对侧加相反的电场，其目的是将纳米颗粒嵌入径迹孔柱内而形成纳米立体柱，再经超级压光而制成纳米水印纸。
本发明与现有技术相比具有以下积极效果：
第一，本发明属国内外首创，处于国际领先水平，是目前我国唯一符合2003年1月1日实施的国家标准《防伪核技术产品通用技术条件》中所列的最高级A级的标准的产品，具体体现如下几个方面：
a.是唯一可以将设备，材料和制作工艺全部公开仍不能被仿造的产品，换句话说，也就是唯一制作者本人也不能仿造的产品；
b.按技术占有的扩散程度分级是自主开发，国内外独占的技术产品；
c.按三级检测的设置程度分级是具有肉眼识别、专业仪识别、智能化识别齐全的技术产品；
d.中按安全期进行评价分级是安全期最长的技术产品。
第二，具有极强的融合性，纳米水印纸生产工艺可以与造纸工艺融合，可以与印刷工艺融合，也可以与包装工艺融合，因此，不仅可以最大限度的降低制作成本，而且具有最大的应用拓展领域。
第三，具有极佳的稳定性，由于微小的纳米信息制于纸的断层，因此，具有极佳的稳定性和耐磨性。
第四，具有确切的可检验性，由于纳米信息在一个很小的面积内就有极大量的判断组合，所以具有极大的容错率，因而检验真假确切分明。
第五，具有极好的可靠性，由于制作者本人也无法仿制，所以使用者之间具有极好的安全可靠性。
附图说明
图1a和图1b是固体径迹探测器在重带电粒子场中被辐照示意图
图2是在纳米原纸上涂布纳米颗粒胶的结构示意图
图3是氧化铝模板表面结构示意图
图4是碳纳米管表面结构示意图
1.反应堆；2.热柱；3.铀235片；4.真空室；5.固体径迹探测器；6.准直母版；7.加速器管道；8.嵌入控制辊；9.定流板；10.带料辊；11.纳米颗粒胶；12.纳米原纸；13.纳米径迹。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作详细描述：
参见图1和图2。取一块厚2mm的塑料板裁成5cm X 5cm的形状，中间打一个直径为10mm的通孔，作为准直母版6，将准直母版6放到一块相同面积的厚1mm的聚碳酸酯块上，依照图1a所示的顺序与U235片一起放在真空室4中，抽真空后将真空室4放在反应堆1的热柱2的前面进行辐照，根据反应堆1的功率和所需径迹密度确定辐照时间，通常取径迹密度为104—106个/cm2，如果将真空室4放入加速管道中用重离子辐照，则可去掉U235片3。固体径迹探测器5除可用聚碳酸酯外还可用聚脂、硝酸纤维、醋酸纤维、玻璃、云母等材料。辐照后将聚碳酸酯块放入6NNaOH水溶液中进行蚀刻，调节蚀刻液温度和蚀刻时间，使径迹孔径达1—5μm即可取出吹干而成为径迹母版，将其化学浸银后放入电铸槽，用常规工艺镀出金属母版，再将其翻铸而制成工作中间版，取适当面积的工作中间版进行热压拼版而成为工作母版，再经翻铸而成为工作版，装在模压机上对模型纸或铜板纸进行模压即可成为纳米原纸12，模型纸的制作方法是将普通纸装在涂布机上，使用SiO2制成的不溶不熔胶进行涂布后即可成为模型纸，然后将纳米原纸12装在图2所示的涂布机上，根据纳米颗粒胶11中纳米颗粒的特性确定嵌入控制辊8的结构，纳米颗粒带磁时，嵌入控制辊8用永久磁铁制成；纳米颗粒带电时，嵌入控制辊8用电极制成，使纳米颗粒胶11被带料辊10带到普通纸下表面后，在通过定流板9与嵌入控制辊8之间时纳米颗粒被吸引到纸的核径迹中而形成纳米水印。
见图3和图4，应用纳米技术制成具有纳米尺寸的立体凹陷作为径迹母版，其它工艺与上述相同。

Claims (9)

1、一种纳米水印纸的制作方法，其特征在于该方法包括以下步骤：
(1).以预定或随机产生的宏观图形在固体材料上制作漏模而成为准直母版(6)；
(2).将准直母版(6)叠在固体径迹探测器(5)上放入重带电粒子场中辐照固体径迹探测器(5)产生微型立体损伤经过化学蚀刻形成径迹母版；
(3).以常规电铸工艺在径迹母版上制作金属母版；
(4).将金属母版翻铸而制成工作中间版；
(5).将工作中间版经热压拼版而制成工作母版；
(6).将工作母版经翻铸而制成工作版；
(7).将普通纸用不溶不熔胶进行涂布加硬处理而成为模型纸；
(8).采用工作版以常规方法对模型纸进行模压而成为纳米原纸(12)；
(9).采用磁场或电场对纳米原纸(12)经过磁性或电性纳米颗粒胶(11)进行涂布和压光而成为纳米水印纸。
2、根据权利要求1所述的纳米水印纸的制作方法，其特征在于所述的固体材料由塑料板制成。
3、根据权利要求2所述的纳米水印纸的制作方法，其特征在于所述的固体径迹探测器(5)由塑料、云母、玻璃组成。
4、根据权利要求3所述的纳米水印纸的制作方法，其特征在于所述的不溶不熔胶由SiO2制成。
5、根据权利要求4所述的纳米水印纸的制作方法，其特征在于所述的金属母版由金属镍制成。
6、根据权利要求5所述的纳米水印纸的制作方法，其特征在于所述的重带电粒子场由反应堆(1)的热柱(2)作用于铀235片(3)产生的裂变碎片或加速器管道(7)产生的重离子组成。
7、一种如权利要求1所述方法制作的纳米水印纸。
8、根据权利要求7所述的纳米水印纸，其特征在于不溶不熔胶为SiO2涂布液。
9、根据权利要求8所述的纳米水印纸，其特征在于微型立体损伤的尺寸为0.01μm--10μm。
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融入纳米技术的防伪材料——纳米水印纸. 于广江，孟武.中国印刷物资商情，第08期. 2005
融入纳米技术的防伪材料——纳米水印纸. 于广江，孟武.中国印刷物资商情，第08期. 2005 *
防伪技术的新突破——核径迹防伪技术. 严玉顺，何向明，张泉荣.物理，第28卷第05期. 1999
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