CN103103882A - 一种含有细菌纤维素的防伪纸及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种含有细菌纤维素的防伪纸及其制备方法。该防伪纸含有透明的细菌纤维素薄膜，细菌纤维素薄膜夹在纸页中间，其添加量为0.05％-5％，以该防伪纸的绝干浆重量计。本发明提供的上述防伪纸的制备方法包括以下步骤：将碳源、氮源混合制成培养基，接种木醋杆菌，然后静置培养，利用碱溶液浸泡后，用水清洗，得到细菌纤维素薄膜；经过自然干燥、熨平后得到透明的细菌纤维素薄膜，或者进行染色，经过自然干燥、熨平得到彩色透明的细菌纤维素薄膜；在纸张的抄造过程中，将细菌纤维素薄膜添加到纸浆中抄造得到含有细菌纤维素的防伪纸，或利用定位施放装置将细菌纤维素薄膜施放到湿纸页的预定位置，然后经过后续步骤制备得到含有细菌纤维素的防伪纸。

Description

一种含有细菌纤维素的防伪纸及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种含有细菌纤维素的防伪纸及其制备方法，属于防伪纸制品制备技术领域。
背景技术
细菌纤维素是指由醋酸菌属、土壤杆菌属、假单孢杆菌属、无色杆菌属、歧杆菌属等属中的微生物，在静止培养时于培养基表面合成一层白色纤维状物质，经化学与物理方法分析，确定此类物质具有纤维素的结构与化学性质，因其属细菌合成而命名为细菌纤维素。细菌纤维素同其他天然纤维素一样是由葡萄糖即通过β-1，4糖苷键连接起来的大分子，其β-D-吡喃式葡萄糖单元呈椅式扭转。
细菌纤维素具有与自然界广泛存在的植物纤维素不同的性质：1、高结晶度、高化学纯度——不含半纤维素、木素及其他细胞壁成分，提纯过程简单；2、高机械强度和高弹性模量；3、有很强的水结合性，并具有高湿强度；4、极佳的形状保持能力和抗撕力(细菌纤维素膜的抗撕能力比聚乙烯膜和聚氯乙烯膜强5倍)；5、有较高的生物适应性和良好的生物可降解性及生物合成时性能的可调控性。
由于其独特性质，细菌纤维素作为一种极具应用潜力的生物材料，成为国内外新型材料的研究热点。国际上对其功能特性的研究仅10年左右，在声音振动膜、伤口包扎材料等方面均有细菌纤维素的应用研究。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种含有细菌纤维素的防伪纸，通过将细菌纤维素添加到纸张中，得到一种具有良好的防伪效果的防伪纸。
为达到上述目的，本发明提供了一种含有细菌纤维素的防伪纸，其中，该防伪纸含有透明的细菌纤维素薄膜，该细菌纤维素薄膜夹在纸页中间，其添加量为0.05％-5％，以该防伪纸的绝干浆重量计。
在本发明提供的上述防伪纸中，优选地，细菌纤维素薄膜的厚度为0.01-0.10mm。
本发明还提供了上述含有细菌纤维素的防伪纸的制备方法，其包括以下步骤：
将碳源、氮源按照4∶1的质量比混合制成培养基，以质量百分比10-20％的接种量接种木醋杆菌，然后在30℃-35℃静置培养3-10天，再利用浓度为0.1mol/L的碱溶液浸泡1小时后，用水清洗，得到细菌纤维素薄膜；
经过自然干燥、熨平后得到透明的细菌纤维素薄膜，或者进行染色，然后再经过自然干燥、熨平得到彩色透明的细菌纤维素薄膜；
在纸张的抄造过程中，将细菌纤维素薄膜添加到纸浆中抄造得到含有细菌纤维素的防伪纸，或者利用定位施放装置将细菌纤维素薄膜施放到湿纸页的预定位置，然后经过后续步骤制备得到含有细菌纤维素的防伪纸。
在上述制备方法中，优选地，所采用的碳源为葡萄糖，氮源为酵母膏或酵母粉。
在上述制备方法中，优选地，细菌纤维素薄膜在被添加到纸浆或者施放到湿纸页的预定位置之前，先加工成预定的图案和尺寸，该加工处理采用激光雕刻机、机械雕刻机或者裁切设备进行。
在上述制备方法中，优选地，所采用的碱溶液为NaOH溶液。
在上述制备方法中，优选地，所采用的定位施放装置为辊式施放装置，该装置具有一个同时带有真空和常压或鼓风区域的空心辊，辊表面带有通孔11(如图2所示)，辊内的真空区主要作用是吸附并移动材料；辊内的鼓风区域主要作用是将材料送至纸页上，此区域也可采用常压；真空及鼓风或常压区域的设置要考虑到材料与纸页的接触位置和材料从定位施放装置转移到转移辊的位置；通过调节定位施放装置的工作时间实现材料施放位置的控制。具体地，可以按照以下步骤进行施放，如图1所示：
(1)、利用定位施放装置的吸移装置7将位于贮存罐10之中的细菌纤维素薄膜6抓取到定位施放装置的传送带5上；
(2)、利用辊4的真空区将薄片(细菌纤维素薄膜)3吸附到辊面上，然后随着辊转动，当达到鼓风区，通过风将薄片3施放到造纸网1上的纸页2的表面，完成施放。
在图1所示的定位施放装置中，隔断8的作用是将真空区分隔，密封件9的作用是对于辊中间的区域进行密封形成真空区，图2为辊面通孔的设置示意图)。
本发明将细菌纤维素作为防伪物应用于物品防伪领域，用以提高纸张的防伪性能，将纤维素膜加工成特定的形状和图案后添加到纸浆中抄造或施放到纸张中，能够达到良好的防伪目的。
本发明提供的含有细菌纤维素的防伪纸可用于证券、票据、钞票纸等高级防伪纸领域的产品，以提高纸张的防伪水平。
附图说明
图1为采用定位施放装置进行施放的示意图；
图2为辊面通孔的设置方式示意图；
图3为实施例1提供的防伪纸的示意图；
图4为实施例2提供的防伪纸的示意图；
图5为实施例3提供的防伪纸的示意图。
主要附图标号说明：
1造纸网  2纸页  3薄片  4辊  5传送带  6细菌纤维素薄膜  7吸移装置  8隔断  9密封件  10贮存罐  11通孔
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本发明的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。
实施例1
按照葡萄糖20g/L、酵母粉5g/L的添加量制成培养基(以培养基的体积量计)，按照体积百分比10％的接种量接种木醋杆菌，然后在30℃-35℃静止培养4天，再利用浓度为0.1mol/L的稀碱溶液(NaOH溶液)浸泡1小时后，用水清洗，得到细菌纤维素薄膜；经过自然干燥、熨平后得到透明的细菌纤维素薄膜，制成的干膜呈白色透明状，细菌纤维素薄膜的厚度为0.05-0.100mm；
利用激光雕刻机或剪裁设备将细菌纤维素薄膜做成2008数字图案的薄片，在浆料储存池中按对绝干浆量0.1％的添加量添加入纸浆中，混合均匀后随纸机运行抄造成纸，在纸张的随机位置形成有图案效果的有特殊水印特征的防伪纸，如图3所示。
以各种角度观察时，可以看到防伪纸中的图案，并且，该防伪效果无法通过复印、印刷等手段进行复制。
实施例2
按照葡萄糖20g/L、酵母粉5g/L的添加量制成培养基(以培养基的体积量计)，按照体积百分比10％的接种量接种木醋杆菌，然后在30℃-35℃静止培养5天，再利用浓度为0.1mol/L的稀碱溶液(NaOH溶液)浸泡1小时后，用水清洗，得到细菌纤维素薄膜；经过自然干燥、熨平后得到透明的细菌纤维素薄膜，制成的干膜呈白色透明状，细菌纤维素薄膜的厚度为0.05-0.100mm；
将培养出的细菌纤维素在湿态下用偶氮类染色剂进行染色，将细菌纤维素染成所需颜色，自然干燥后熨平，制成的干膜呈彩色透明状，利用激光雕刻机或剪裁设备将细菌纤维素薄膜制成的五角星形图案的薄片，在浆料储存池中按对绝干浆量0.1％添加入纸浆中，混合均匀后随纸机运行抄造成纸，在纸张的随机位置形成有图案效果的有特殊水印特征的防伪纸，如图4所示。
以各种角度观察时，可以看到防伪纸中的图案，并且，该防伪效果无法通过复印、印刷等手段进行复制。
实施例3
按照葡萄糖20g/L、酵母粉5g/L的添加量制成培养基(以培养基的体积量计)，按照体积百分比10％的接种量接种木醋杆菌，然后在30℃-35℃静止培养5天，再利用浓度为0.1mol/L的稀碱溶液(NaOH溶液)浸泡1小时后，用水清洗，得到细菌纤维素薄膜；经过自然干燥、熨平后得到透明的细菌纤维素薄膜，制成的干膜呈白色透明状，细菌纤维素薄膜的厚度为0.05-0.100mm；
利用激光雕刻机或剪裁设备将细菌纤维素薄膜制成直径为2mm的圆形图案的薄片，在纸机抄造过程中利用图1所示的装置定位添加于湿纸页中，形成图案固定的特殊水印防伪纸，如图5所示。
以各种角度观察时，可以看到防伪纸中的图案，并且，该防伪效果无法通过复印、印刷等手段进行复制。

Claims (6)

1.一种含有细菌纤维素的防伪纸，其中，该防伪纸含有透明的细菌纤维素薄膜，该细菌纤维素薄膜夹在纸页中间，其添加量为0.05％-5％，以该防伪纸的绝干浆重量计。
2.根据权利要求1所述的防伪纸，其中，所述细菌纤维素薄膜的厚度为0.01-0.10mm。
3.权利要求1或2所述的含有细菌纤维素的防伪纸的制备方法，其包括以下步骤：
将碳源、氮源按照4∶1的质量比混合制成培养基，按体积百分比以10-20％的接种量接种木醋杆菌，然后在30℃-35℃静置培养3-10天，再利用浓度为0.1mol/L的碱溶液浸泡1小时后，用水清洗，得到细菌纤维素薄膜；
经过自然干燥、熨平后得到透明的细菌纤维素薄膜，或者进行染色，然后再经过自然干燥、熨平得到彩色透明的细菌纤维素薄膜；
在纸张的抄造过程中，将所述细菌纤维素薄膜添加到纸浆中抄造得到所述含有细菌纤维素的防伪纸，或者利用定位施放装置将所述细菌纤维素薄膜施放到湿纸页的预定位置，然后经过后续步骤制备得到所述含有细菌纤维素的防伪纸。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其中，所述碳源为葡萄糖，所述氮源为酵母膏或酵母粉。
5.根据权利要求3所述的制备方法，其中，所述细菌纤维素薄膜在被添加到纸浆或者施放到湿纸页的预定位置之前，先加工成预定的图案和尺寸，该加工处理采用激光雕刻机、机械雕刻机或者裁切设备进行。
6.根据权利要求3所述的制备方法，其中，所述碱溶液为NaOH溶液。
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