CN103077657B - 具有定形结构的防伪微粒、其制造工艺及防伪系统 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供一种具有定形结构的防伪微粒、其制造工艺及防伪系统，其应用范围广泛。为实现所述目的的具有定形结构的防伪微粒的制造工艺，其特点是，包括：步骤A，制作表面具有凹槽微结构图形的金属模板；步骤B，在金属模板的表面涂敷一层防粘或剥离涂层，并烘干；步骤C，将可固化的油墨液体刮涂于防粘或剥离涂层上，使油墨液体充满金属模板表面的凹槽微结构图形内，然后刮去防粘或剥离涂层上的多余液体，将凹槽微结构图形内油墨液体固化成固体微粒；步骤D，将固体微粒从金属模板上剥落下来，形成定形结构微粒。

Description

具有定形结构的防伪微粒、其制造工艺及防伪系统

技术领域

本发明涉及防伪产品及其制造工艺，尤其涉及防伪微粒及其制造工艺。

背景技术

在防伪设计中,微缩防伪图案是防伪技术的重要组成部分,甚至是不可或缺的。图案中可配有数字、字母等，肉眼难以直接识别,只能借助专门放大设备才能观察到文字或图像。因此，微缩防伪技术在各个行业中的应用可以帮助消费者迅速鉴别商品的真伪，保护消费者权益，同时帮助企业用户打击假冒产品、杜绝批量防造、保护企业品牌、维护企业形象，避免经济损失。

随着经济的发展，伪造与防伪之间的矛盾越来越尖锐。尤其是随着计算机图形处理技术、彩色复印、高精度扫捕、高分辨率打印、数子化印刷技术及大型印刷设备的普及，使原有依靠微缩印刷工艺获得的微缩防伪措施很容易被仿制。因此，研究和开发各种新型、高效的新型微缩防伪技术，是一项迫切需要的工作。

中国专利CN2192930公开了一种晶粒式超微缩防伪标识及带有防伪标识的产品，是采用集成电路的微细加工工艺，在硅或其它材料上印制出用户所指定的特殊图形标志层，可粘贴或镶嵌在产品或产品包装上作为防伪标志。图形精细可达微米级，极难仿制。可通过肉眼、普通放大镜或显微镜在不同层次上加以观察，易于识别。这种微缩技术相对来说生产成本极高，也很难形成规模化生产，只有特定的用户才能够接受。

中国专利CN201754317U公开的一项实用新型专利涉及一种纳米微粒防伪标识，包括基体，基体上印刷有信息层，其特征在于信息层上还印刷有一层透明的纳米颗粒防伪层，纳米颗粒防伪层上散布多个纳米防伪颗粒。该实用新型解决了现有技术防伪标识自身容易被仿冒的缺陷，具有不易被仿冒、使用寿命长、防伪效果好的优点。同样，由于该技术是以标签的形式存在的，因此在使用领域上也具有很大局限性。

中国专利CN101200022公开了一种基于微纳激光冲击波三维无损标识的方法和装置,涉及机械制造及激光器件领域。将激光冲击波作为材料发生塑性变形的力源，基于微纳米量级的激光冲击光斑,利用计算机编程控制的轨迹多次冲击形成所需的标记,并具有标识信息获取和识别转换功能,该发明通过采用可编程控制的激光冲击轨迹和微纳米量级的激光光斑冲击的激光参数的控制,实现激光冲击波打标的三维高防伪性,以及激光冲击波打标的无损性。该技术同样也存在着应用领域的局限性。

中国专利CN10141940公开了一种硬质合金冲压模具的制作方法,属于冲压模具的精细加工方法,克服现有技术在硬质合金表面制作模具条纹尺寸太大的问题,提高目前贵重金属货币、印章和其它通过冲压形成图纹的产品的防伪能力。其中包括涂胶步骤,曝光步骤,显影步骤,老化处理步骤,侧、背面保护步骤,刻蚀步骤,去胶步骤和镀铬步骤。该发明能缩短模具制作周期、降低成本,特别是能制作不同色彩、隐形图纹和微纳尺寸的文字等防伪图案,图纹线条最细可以达到nm(纳米)级,深度和宽度之比也能达到10∶1,甚至更大；1mm(毫米)范围内,条纹数量可以到数千条；能提高各种贵重金属币、章和其它通过冲压形成图纹的产品的防伪能力。

中国专利CN102443281A公开提供一种将光化浮雕微缩图像转移到颜料表面的方法,其包括以下步骤：提供基底材料；将光致抗蚀剂稀释,均匀的涂刷在基底材料表面；将光致抗蚀剂涂层表面的图像部分裸露,其余部分遮挡,然后对光致抗蚀剂涂层曝光；显影和定影,得到光化微缩浮雕图像；沉积颜料薄膜层；颜料薄膜层剥离。在显微镜下观察采用本发明的方法得到的防伪颜料,可以看到颜料的边界形状和颜料两个表面的图文信息,在二线防伪功能上,可以更直接有效的控制该颜料所保护的产品的真伪、产品的流向渠道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有定形结构的防伪微粒、其制造工艺及防伪系统，其应用范围广泛。

为实现所述目的的具有定形结构的防伪微粒的制造工艺，其特点是，包括：

步骤A，制作表面具有凹槽微结构图形的金属模板；

步骤B，在金属模板的表面涂敷一层防粘或剥离涂层，并烘干；

步骤C，将可固化的油墨液体刮涂于防粘或剥离涂层上，使油墨液体充满金属模板表面的凹槽微结构图形内，然后刮去防粘或剥离涂层上的多余液体，将凹槽微结构图形内油墨液体固化成固体微粒；

步骤D，将固体微粒从金属模板上剥落下来，形成定形结构微粒。

所述的制造工艺的较佳实施例中，在步骤A中，用微电子束或激光束雕刻工艺制得表面具有凹槽微结构图形的金属模板，使该金属模板平整、厚薄均匀。

所述的制造工艺的较佳实施例中，在步骤A中，使金属模板表面的微型凹槽深度在1微米～60微米之间，开口宽度在2微米～60微米之间，横截面呈U形状，模板上的凹槽微结构图形是由凹槽不间断连接组成的。

所述的制造工艺的较佳实施例中，在步骤B中，防粘或剥离涂层烘干后，该层厚度在0.05微米～1微米之间。

所述的制造工艺的较佳实施例中，在步骤C中，油墨是紫外线固化型、电子射线固化型或氧化聚合型，其颜色可以是所有着色剂中的任意一种或几种组合。

为实现所述目的的具有定形结构的防伪微粒，其特点是由任一前述的制造工艺制造。

为实现所述目的的一种防伪系统，其特点是，包括前述的防伪微粒以及基材或防伪油墨、涂料，该防伪微粒直接添加于该基材中或该防伪油墨、涂料中。

由于本发明可以直接应用到基材或油墨、涂料中，因此其应用范围广泛。

附图说明

图1是本发明实施例中定形结构防伪微粒的制造工艺的流程示意图。

具体实施方式

本发明的实施例中，凹槽微结构图形是指由凹槽构成的微结构图形，图形包括形状、图案、文字、字母等。具有定形结构的防伪微粒的制造工艺首先采用微结构技术制作具有凹槽微结构图形的金属模板。通过金属模板上涂覆油墨，使油墨固化后形成具有定形图文结构的高分子固体微粒。将定形图文结构颗粒从金属模板上剥离下来，成为具有光学防伪功能的微细颗粒。本发明的实施例中，颗粒可设计成特定可具识别的几何形状、文字图案等，颗粒的表面还可以携带特定的文字图案信息，具有光学防伪效果。不同形状、大小、颜色、图案的防伪颗粒具有1微米-200微米的平均粒径，经均匀分散后，可直接添加于相应的基材中或用于制备特殊油墨，在应用上具有更好的防伪效果，更低的制造成本，可广泛应用于票、证、有价证券及各种需要将别真伪的保密印件上。

如图1所示，在本发明的实施例中，定形结构微粒的制造工艺具体包括以下步骤。

在步骤1中制作金属模板，用微电子束光刻制版设备和工艺根据设计的细微文字和图形图案制作成光学掩模板，再通过感光胶曝光工艺借助于光学掩模板制作出具有凹凸版微型图案或者凹槽微结构图形的感光胶板，该凹凸微型图案(或者凹槽微结构图形)的凸出高度(或者凹槽深度)可控制在50纳米-5000纳米，优选50纳米-1000纳米。然后利用电铸工艺将感光胶板上的图形信息、凹凸沟槽进行金属化复制，得到非常微细的凹凸状的具有微结构图形的金属模板。所述图形可以是几何外形，包含图案、文字或字母或者它们的组合。

在步骤2中，制备可快速固化的油墨体系。这种油墨优选采用紫外光固化体系的油墨，油墨粘度为200-2000厘泊之间。典型油墨配方如下：

该配方油墨粘度为1700cp(25℃)

将油墨涂布于步骤1中制得的采用具有凹槽微结构图形的金属模板，使油墨液体充满金属模板表面的凹槽内，然后刮去表面上多余的液体。在紫外光源下将凹槽内油墨液体进行聚合，固化成具有金属模板表面一样的微结构图形的固体微粒，聚合后油墨所产生的高分子颗粒可得到与金属模板一样图形。

在步骤3中，在超声波条件下，用溶剂清洗金属模板基片上的剥离胶，将固体微粒从金属模板上剥落下来，溶剂优先选择水、乙醇等极性溶剂。剥离后的溶剂溶液再次经超声波进行轻微的清洗处理，然后通过过滤、干燥，成为具有特殊外形图案的定形结构微粒。

再以前述步骤制得的微结构颜料应用于防伪油墨中，就拓宽了微结构防伪的应用领域，同时又降低了防伪技术的应用门槛。

在本发明的另一实施例中，设计金属模板的三角形图案为正三角形，每边的长度为50微米。三角形图案采用满版排列方式排列。每一个三角形具有2微米的间隔，保证每个图案均能清晰显现。

本发明与现有技术相比的优点在于：一、由于使用了金属模板，加上成熟的冲压工艺设备，把规模化生产轻易变为可能；二、微形结构颜料片的外形可以是汉字、数字、英文或其它外文，也可以制作成微形几何形状；三、由于该颗粒本身是一种油墨固化后所形成的有机高分子材料，因此其柔韧性、耐化学性均较普通的无机金属微粒有明显提高。不会出现普通片状无机材料所出现的易断裂等问题。

本发明所得制作精度高，制作的微型结构颗粒的外形尺寸很小，平均粒径可以从1微米到200微米，在油墨制作中，根据需要优选制备成平均粒径10微米到80微米的片状颜料。使用该颜料后，需要使用高倍放大镜进行观察，通过颜料所反馈的图案信息加以鉴别印品的真伪。该颜料的制作设备昂贵，制作工艺工序复杂，防伪效果可靠。再以定形结构微粒应用于防伪油墨中，拓宽了微结构防伪的应用领域，同时又降低了防伪技术的应用门槛。

Claims (5)

1.具有定形结构的防伪微粒的制造工艺，其特征在于，包括：

步骤A，制作表面具有凹槽微结构图形的金属模板；

步骤B，在金属模板的表面涂敷一层防粘或剥离涂层，并烘干；

步骤C，将可固化的油墨液体刮涂于防粘或剥离涂层上，使油墨液体充满金属模板表面的凹槽微结构图形内，然后刮去防粘或剥离涂层上的多余液体，将凹槽微结构图形内油墨液体固化成固体微粒，所述油墨颜色可以是所有着色剂中的任意一种或几种组合；以及

步骤D，将固体微粒从金属模板上剥落下来，形成定形结构微粒。

2.如权利要求1所述的制造工艺，其特征在于，在步骤A中，用微电子束或激光束雕刻工艺制得表面具有凹槽微结构图形的金属模板，使该金属模板平整、厚薄均匀。

3.如权利要求1所述的制造工艺，其特征在于，在步骤A中，使金属模板表面的微型凹槽深度在1微米～60微米之间，开口宽度在2微米～60微米之间，横截面呈U形状，模板上的凹槽微结构图形是由凹槽不间断连接组成的。

4.如权利要求1所述的制造工艺，其特征在于，在步骤B中，防粘或剥离涂层烘干后，该层厚度在0.05微米～1微米之间。

5.如权利要求1所述的制造工艺，其特征在于，在步骤C中，油墨是紫外线固化型、电子射线固化型或氧化聚合型。