CN1044860A

CN1044860A - 防伪材料及其制作方法

Info

Publication number: CN1044860A
Application number: CN 90101392
Authority: CN
Inventors: 李云政; 王凡; 丁绍民; 张公正
Original assignee: Beijing Institute of Technology BIT
Current assignee: Beijing Institute of Technology BIT
Priority date: 1990-03-19
Filing date: 1990-03-19
Publication date: 1990-08-22

Abstract

本发明涉及一种防伪材料及其制作方法，特别是用于各种名优产品的商标，包装及各种重要证件，票证等的防伪。本发明用光致变色化合物与高分子材料制成，在可见光下与一般背景颜色一致，肉眼不能识别，而在紫外光照射下颜色会发生变化并显现出特定的标记。而伪造者用复印、照相等手段制出的仿制品不具备这种颜色的可逆变化。因此采用本发明可鉴别商标、票证、重要文件的真伪，保护了消费者、生产者及国家的利益。

Description

本发明涉及一种防伪材料，特别是用于重要证件、票证、支票及商标等的防伪。

目前日常生活中，假冒各种名优畅销产品的商标、包装、伪造各种重要证件、票证、支票等非法行为时有发生，极大地损害了消费者、生产厂家及国家的利益。据报道：云南卷烟厂因冒牌香烟的上市一年内损失近千万元，贵州茅台酒每年就有几百吨假酒上市。这些假冒伪造商品的外观使一般人无法识别，同时也使厂家束手无策。常规的伪造手段以复印、照相及印刷为主，因此使各种标鉴、商标、证件等无法防止伪造。欧洲专利EPO279600中公开过用一种光致变色化合物作为标记系统。方法是用激光过度照射某一区域而使光致变色材料失去变色能力-即疲劳。从而把标记刻入高分子膜中。由于在可见光下标记部分与背景的颜色相同，使肉眼不能识别，从理论上是可行的。但实际上自然光及日光灯中部分紫外光就能使部分光致变色化合物发生颜色变化，因而使用这种专利技术并不能达到其预期的目的，也无法用于密码及情报的传递，另外由于光源必须是激光器，因此限制了它的应用范围。

本发明的目的在于避免上述不足而提供一种防伪材料，这种材料可适应不同档次不同保密程度的商品及用品的防伪要求。

本发明的目的可以通过如下措施来达到：用高分子材料及光致变色化合物制成的防伪材料，其中光致变色化合物为俘精酸酐类，其分子式是：

其中R₁、R₃、R₄为甲苯，R₂为吡咯或吲哚衍生物。防伪材料的制作方法有三种：

a）、把光致变色化合物做成高分子膜或直接制成油膜，用紫外光照射膜，它变为兰色，而在可见光照射下又变回为淡黄色。

b）、把光致变色化合物与高分子材料混合做成高分子膜，用紫外光通过刻有标记的档板照射，使疲劳部分“刻”入与档板标记相同的图形，而这种图形在可见光下不显现，只有在紫外光下才能显现。

c）、把具有不同擦除速度及抗疲劳性能的两种光致变色化合物溶在同一种高分子膜中，用紫外光照射后，使一种材料完全疲劳，另一种材料部分疲劳，或者将这两种材料分别溶在不同的高分子膜中，然后再将它们粘合在一起。

本发明是采用三种新型的光致变色化合物作为防伪材料，适用于各种商品的包装、商标、标鉴、重要文件、证件及票证的防伪。光致变色化合物是在一定波长的光作用下能发生颜色变化的有机化合物，颜色的变化是可逆与不可逆两种。这三种光致变色化合物各具有不同的性质。在紫外光照射下，它们的颜色都从淡黄色变为兰色。在可见光照射下又可逆地回到原来的颜色。如果用紫外光过度照射，这些材料会失去变色能力-即疲劳。这三种材料的光擦除速度及抗疲劳性能显著不同。根据这种性质，考虑到商品档次及保密程度的不同要求，采用三种方法设计了三种不同用途的防伪材料。

第一种方法将光致变色化合物做成高分子膜或直接制成油墨。根据需要可将其做成各种图形和尺寸。当用紫外光照射时，它变为兰色、而在可见光照射下变回为淡黄色。而用这种材料制成的仿制品通过复印、照相等手段则不能发生颜色的可逆变化，因而可达到识别真伪的目的。如果对这种材料采用适当的介质和材料，那么在一般自然光作用下，光致变色化合物呈兰色。而消费者只需用可见光，如40～60W的台灯照射，即可鉴别真伪，如颜色能从兰色变为黄色即为正品，如不能则为伪造品。上述这种方法适用于低档商品及普通日用消费品的防伪。

第二种方法是将光致变色化合物与高分子材料混合做成高分子膜，用紫外光（可用紫外灯或激光器）照射一定的时间，使其发生疲劳。如果将光通过刻有字或符号的档板照射，则疲劳部分就显出相同字样或符号的标记。这种标记在可见光照射下与背景颜色一致，肉眼不能识别，但在紫外光照射下，标记部分不会变色，而周围背景则变成深兰色，使标记可以清晰地显现出来。另外如采用不同的制作条件，比如不同的照射时间，档板与膜的距离均会显著影响标记周围背景颜色的深浅。例如用激光通过聚焦棱镜照射，当高分子膜处于焦点上时，显现的标记中间是一个淡黄色点，周围一圈颜色很淡，外围有一个深色圆环，圆环周围是兰色背景;当高分子膜远离焦点平面时，标记只显现出一个斑点。其次，标记的特征还与激光器的种类、能量及输出波长有关。由于试验条件的特殊性，使得伪造者不能轻易掌握而达到防伪的目的。这种防伪材料的制作方法不仅具有第一种方法的功能，而且避免伪造者获得该种材料进行伪造的可能性，因此适用于中高档商品及一些证件、票证、重要文件等的防伪以及真伪鉴别。检验标记只需配备有紫外可见光源的设备即可实现。一般商店、银行、工厂及其它部门都有能力配备。上述第二种方法制作的防伪材料由于在自然光照射下，一部分光致变色化合物呈兰色，而使标记在自然光下可能显现而限制了在情报传递方面和安全部及公安部等部门的应用，针对这种缺点而设计了第三种方法。

第三种方法是将具有不同光致变色性的两种材料巧妙地结合起来使用。也就是把具有不同光擦除速度及抗疲劳性能的两种光致变色化合物溶在同一种高分子膜中，用紫外光照射一定的时间后，其中一种材料完全疲劳，而另一种材料只有部分疲劳。这样制作的防伪标记即使在一般的自然光下也不能用肉眼识别，而只有将其置于紫外光照射下才能识别，这就克服了第二种的缺点。另外也可将这两种材料分别溶在不同的高分子膜中，使它们之间产生不同的抗疲劳性和光消色速度。将其中一种膜采用上述方法刻上标记，然后把两种膜粘在一起。它在紫外光照射和一般的可见光照射下均不能被分辨出来，只有用一种特定波长的光照射时，其中一种膜的颜色会迅速退色，标记清晰地显现出来，而继续照射会使另一种膜退色而显现出的标记又消失。这种材料的防伪性能优于前几种，特别适用于高级商品、重要票证、如大额支票、信用卡以及货币的防伪。由于这种防伪材料不仅不能仿制，而且不能用常规手段检测，所以也适用于情报传递以及安全部和公安部门的工作需要。

上述所用的光致变色化合物是俘精酸酐类，分子式为：

其中R₁、R₃、R₄为甲基，R₂为吡咯或吲哚衍生物。这几种材料分别具有不同的抗疲劳性及光擦除速度，可单独使用，也可混合使用而达到不同的目的。

高分子材料最好采用在近紫外及可见区透明的可溶性高分子材料。把光致变色化合物与高分子材料一起溶于溶剂中，然后涂布于平板玻璃上，待溶剂挥发后即形成均匀的膜。高分子材料可用二醋酸纤维素，聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚碳酸酯或其它高分子。光致变色化合物高分子中的含量为0.5～1.5%，最好是1%，膜厚可在30～2000μ，根据需要而定。

光致变色化合物可以与无色或黄色的油墨混合后直接印刷。并可根据需要在印刷品上刻入一定的标记。这种标记在自然光中不显现，而在紫外光照射下印有光致变色化合物的标记区域会显现出来。

使光致变色化合物降解以便“刻入”标记时，可用紫外灯或紫外激光束照射。用脉冲激光照射，脉冲能量27.6mJ（一秒钟一个脉冲），3秒即达到最大吸收，继续照射则又慢慢变为无色或淡黄色，这时，说明光致变色化合物已经降解。全部过程需要时间约40～60秒。所显现的标记中间一点无色，周围一圈颜色稍浅，浅色圈外面有个深色圆环，深色环周围是背景。这种标记的形状与激光器的种类、能量、聚焦点的位置有关。因此伪造者即便获得这种变色材料也不能仿制。用紫外灯照射，如用400W的高压汞灯通过滤光液得到300～400nm的紫外光，照射60～90秒达到最大吸收，然后慢慢降解。完全降解约需15～60分钟。另外用适当的其它装置也能得到难于仿制的标记，比如用聚焦棱镜还可减少照射时间。

下面通过实施例对本发明做进一步说明：

例一：将12mg俘精酸酐、1.2g聚苯乙烯0.5g邻苯二甲酸二丁酯溶于8ml苯中，涂在平板玻璃上，待溶剂挥发后得到含1%俘精酸酐的聚苯乙烯膜，厚150μ。用YAG激光器产生355nm的紫外激光束，通过一个聚焦棱镜，垂直照射膜，棱镜的焦点正好在膜平面上。激光的脉冲能量为27.6mJ，光束直径约0.8mm，照射点的颜色在3秒中左右最深，继续照射颜色则变浅，直到45～55秒，中间完全无色，周围有一浅色的环带，环带外围是背景颜色。然后将膜置于60W的日光灯下曝光，2分钟后膜变为淡黄色，使肉眼不能识别标记。再用400W的紫外灯通过滤光液得到300～400nm的紫外光照射，激光照射过的区域（约0.5mm）仍然无色，而周围变为兰色，这样可看到一个带圆环的标记。

例二：将13mg俘精酸酐，1.3g聚甲基丙烯酸甲酯，5ml丙酮，0.5g邻苯二甲酸二丁酯，按例一的方法得到高分子膜，平均厚度180μ。用激光照射40秒。这时膜不在棱镜的焦点平面内。按例一的方法得到的是一个无色圆斑，直径约为0.8mm，周围没有浅色环带。用60W的灯将膜照射2分钟，膜变为淡黄色。再用紫外光检测可看到无色的圆斑标记。

例三至例五的成膜方法与例一、二大致相同。所不同的是用400W的紫外灯代替了激光器，通过滤光液除去300～400nm以外的光。用这种紫外光通过一个刻有不同字母或符号的档板照射膜。照射约60秒时膜的颜色达到最深，继续照射由于降解颜色由深变浅，15～50分钟后完全无色。这样在膜上就“刻”上了一个与档板上符号一致的标记。如果照射时档板不与膜直接接触，则这个标记的周围有一浅色环带，环带外围才是背景颜色，因此而形成了一个无法仿制的特征标记。再按照例一的方法用60W的可见光灯照射，再用紫外光检测。

例三：将9mg俘精酸酐、0.9g聚甲基丙烯酸甲酯、0.5g邻苯二甲酸二丁酯、5ml丙酮涂在平板玻璃上，在50℃的温度下干燥1小时，得到含1%俘精酸酐的膜，平均厚度为370μ。通过刻有“M”字母的档板照射膜54分钟，膜上就“刻”入了“M”。用可见光照射膜，由于背景颜色与“M”标记的颜色一致，使肉眼不能分辨，再用紫外光照射，“M”标记又显现出来。

例四：将12mg和19mg的两种俘精酸、1.2g聚甲基丙烯酸甲酯、0.5g苯二甲酸二丁酯、6ml丙酮涂在平板玻璃上，同前所述得到平均厚190μ的膜。通过刻有“E”字母的档板照射15分钟，在膜上“刻”入了“E”标记。在一般自然光下肉眼不能识别“E”标记，只有用紫外光检测时才能显现。

例五：用例四中相同的方法在膜上刻字母“H”，然后将俘精酸酐19mg、1.23g ps、0.5g增塑剂、8ml苯制成厚300μ的膜，与刻有“H”标记的膜粘在一起。这样形成的膜在紫外光照射时“H”标记不能显现，只有用一特定波长的光照射时，上层膜退色，而下层膜基本不退，使“H”标记清晰地显现出来。

采用本发明制造的防伪材料，标记的存在不易分辨，膜的表面光滑而无凹凸部分。伪造者若想仿制这种防伪材料，必须具备变色材料以及选择性降解的设备。而不同的设备与条件得到的标记也不同，因此使仿制成为不可能。采用本发明不仅能保护消费者、生产者及国家的利益，而且也避免了犯罪活动，具有很高的社会效益和经济效益。

Claims

1、一种防伪材料，包括高分子材料及光致变色化合物，其特征在于光致变色化合物为俘精酸酐类。分子式是：

其中R₁、R₃、R₄为甲基，R₂为吡咯或吲哚衍生物。

2、一种防伪材料的制作方法，包括高分子材料及光致变色化合物，其特征在于：

a）.把光致变色化合物做成高分子膜或直接制成油膜，用紫外光照射膜，它变为兰色，而在可见光照射下又变回为淡黄色;

b）.把光致变色化合物与高分子材料混合做成高分子膜，用紫外光通过刻有标记的档板照射，使疲劳部分“刻”入与档板标记相同的图形，而这种图形在可见光下不显现，只有在紫外光下才能显现;

c）.把具有不同擦除速度及抗疲劳性能的两种光致变色化合物溶在同一种高分子膜中，用紫外光照射后使一种材料完全疲劳，另一种材料部分疲劳，或者将这两种材料分别溶在不同的高分子膜中，然后再将它们粘合在一起。