CN113185868B - 一种基于光学波长技术暗码防伪溯源隐形油墨及制备方法 - Google Patents

一种基于光学波长技术暗码防伪溯源隐形油墨及制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于光学波长技术暗码防伪溯源隐形油墨，其特征在于，由以下重量份的原料制成：溶剂70‑80份、着色剂20‑50份、粘着剂5‑10份、消泡剂20‑50份、导电剂5‑10份。本发明油墨在普通光照条件下没有吸收光区，处于隐形状态，在专属波段红外光照射并配专属波段滤光镜头激发下才会发出亮光，不会因日光、普通紫外光、普通红外光等照射影响防伪的安全性，不仅容易辨识，而且可以有效减少印刷时需要的油墨墨层厚度，降低高厚度墨层其油墨印迹易被观察到的风险，进一步提高了产品的防伪安全性，使用此油墨印刷的防伪暗码信息安全得到保障，从而实现理想的防伪溯源功能。

Description

一种基于光学波长技术暗码防伪溯源隐形油墨及制备方法
技术领域
本发明属于防伪油墨生产技术领域，尤其涉及一种基于光学波长技术暗码防伪溯源隐形油墨及制备方法。
背景技术
防伪溯源是利用现代信息技术进行产品真伪信息核对及产品的原料、生产、仓储、物流信息追溯，已普遍应用于电子产品、护肤品、药品等多种产品。现有的防伪溯源技术将防伪码通过喷码机喷在产品上，因此其使用的印刷喷涂油墨对防伪溯源的可靠性和安全性至关重要。
目前暗码防伪隐形油墨按其防伪功能可分为非荧光防伪油墨和荧光防伪油墨。其中，非荧光防伪油墨包括热致变色油墨(如热响应聚合物-聚乙二炔类材料)、光致变色油墨(如偶氮苯类材料、螺吡喃类材料)、磁性变色油墨(如二茂铁类材料)、湿敏变色油墨(如硅氧烷类材料)、化学反应变色油墨(如酸碱和指示剂反应、氧化还原或酶反应诱导的变色油墨)，这类油墨合成往往非常复杂、成本较高、稳定性差、使用寿命短，同时检测也不方便。第二类是荧光防伪油墨，它是由荧光染料制成的，即在普通油墨中加入相应的荧光化合物，紫外线照射下，显示可见荧光。与非荧光油墨相比，由于检验方便灵敏、安全性好、稳定性佳等优点，在防伪技术中更受关注，应用领域更为广泛。
现在已开发的荧光防伪油墨主要缺点如下：第一是它们在可见光区有吸收，导致其在日光下就会呈现出一定程度的颜色，降低了其隐形防伪效果；二是印刷时隐形荧光油墨的墨层厚度直接决定了隐形荧光油墨的荧光效果，墨层越薄，荧光效果越弱；墨层越厚，荧光效果越强，但是印刷时为了提高荧光亮度往往要增加墨层厚度，从而令隐形荧光油墨的印迹更为明显，不利于产品的外观和防伪。
发明内容
本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种基于光学波长技术暗码防伪溯源隐形油墨及其制备方法。
为了实现上述的目的，本发明提供以下技术方案：
一种基于光学波长技术暗码防伪溯源隐形油墨，由以下重量份的原料制成：溶剂70-80份、着色剂20-50份、粘着剂5-10份、消泡剂20-50份、导电剂5-10份。
优选的，所述的基于光学波长技术暗码防伪溯源隐形油墨，由以下重量份的原料制成：溶剂75份、着色剂35份、粘着剂8份、消泡剂35份、导电剂7份。
进一步的，所述粘着剂是具有粘性的物质，借助其粘性能将多种分离的材料连接在一起，主要使用人工合成的物质，包括水玻璃无机粘着剂、合成树脂有机粘着剂、合成橡胶有机粘着剂。
具体的，粘着剂合成树脂为高分子化合物，是由低分子原料—单体(如乙烯、丙烯、氯乙烯等)通过聚合反应结合成大分子而生产的。聚合方法有本体聚合、悬浮聚合、乳液聚合、溶液聚合、淤浆聚合、气相聚合等。生产合成树脂的原料，以石油和天然气的产品为主，如乙烯、丙烯、苯、甲醛及尿素等。
进一步的，所述溶剂由丁酮78-93份、乙醇5-17份、季戊四醇四(3-巯基丙酸)酯30-36份、SrMoO4：Pr3+晶体0.5-1.5份组成，其制备方法为：将丁酮、乙醇混合后，向其中加入SrMoO4：Pr3+晶体，于高速分散机上分散1.5分钟，之后再加入季戊四醇四(3-巯基丙酸)酯，搅拌至完全溶解即得。
进一步的，所述着色剂由以下重量份的原料制成：Y2O3 70份、Eu2O3 2份、CeO2 1份、Yb2O3 1份、Na2CO3 20份、S 6份，其制备方法为：将各原料按配比混合均匀后球磨1-2小时，之后送入高温炉内，在CO气氛下于1000-1200℃烧制2-4小时，之后冷却至常温，所得用8％冰乙酸浸泡后用水洗净，过滤烘干得到着色剂。
进一步的，所述导电剂是为了保证电极具有良好的充放电性能，在极片制作时加入一定量的导电物质，在活性物质之间、活性物质与集流体之间起到收集微电流的作用，以减小电极的接触电阻加速电子的移动速率，同时也能有效地提高锂离子在电极材料中的迁移速率，从而提高电极的充放电效率。
进一步的，所述消泡剂选自硅油、聚醚、高级醇、植物油中的任意一种。
本发明还提供了一种如上所述的基于光学波长技术暗码防伪溯源隐形油墨的制备方法，包括以下步骤：
(1)将溶剂、着色剂、粘着剂、消泡剂、导电剂按比例混合后通过高速分散机分散均匀，之后送入研磨机中进行研磨；
(2)将上述研磨混合后进行超声处理，常温下控制粘度为4000-8000cP，成墨灌装即可。
进一步的，所述步骤(1)中研磨细度控制在5微米以下。
进一步的，所述步骤(2)中超声频率为30-35KHz，时间为1-3分钟。
本发明的优点是：
本发明油墨采用光学波段技术，常规油墨肉眼可见，或借助专属波段红外、紫外能见，大大提升了隐形效果，具有更好的防伪溯源效果。
本发明使用的发光材料为红外着色粉体，使用Y2O3等制成Y2O2S磷光体系，同时辅以Eu3+、Ce3+、Yb3+进行共掺杂，其中Ce3+与Yb3+能够在专属波段红外光的激发下通过电偶极–偶极相互作用过程，将Ce3+吸收的光子通过协作能量传递过程把能量传给Yb3+，实现Ce3+的d-f跃迁发光和Yb3+的f-f跃迁发光，发出肉眼可见的亮光，同时引入的Eu3+具有适当深度的电子陷阱和空穴陷阱，大大提高了非辐射复合过程的几率，因此能提高红色亮光的强度，有利于防伪标识的识别。
本发明同时加入了着色剂成分，通过季戊四醇四(3-巯基丙酸)酯与稀土配合物SrMoO4：Pr3+晶体的良好相容性，在专属波段红外光的激发下能够引发聚合反应形成墨层，将专属波段红外光转为红光反射，结合红外着色粉体的使用进一步增强油墨显光后的亮度。
其中溶剂在粘着剂中的作用很大，有的作为聚合反应的介质，使反应缓和，温度易于控制；主要由丁酮跟用以溶解基料成为胶粘剂的一个组分；有的用于烯释胶粘剂达到一定的粘度。用色粉(着色剂)添加适量粉状助剂对塑料粒子进行着色，使用色粉(着色剂)着色，与其它造粒着色相比，加工的树脂少经历一次降解过程，有利于减少塑料制品的老化，增加其使用寿命。另外，使用色粉(着色剂)着色，由于颜料粉均匀分布在需着色的树脂中，所以其分散性较好，通过色粉(着色剂)着色后颜色为浅绿。
本发明油墨在普通光照条件下没有吸收光区，处于隐形状态，在专属波段红外光照射并配专属波段滤光镜头激发下才会发出亮光，不会因日光、普通紫外光、普通红外光等照射影响防伪的安全性，不仅容易辨识，而且可以有效减少印刷时需要的油墨墨层厚度，降低高厚度墨层其油墨印迹易被观察到的风险，进一步提高了产品的防伪安全性，使用此油墨印刷的防伪暗码信息安全得到保障，从而实现理想的防伪溯源功能。
具体实施方式
以下结合具体的实例对本发明的技术方案做进一步说明：
实施例1
一种基于光学波长技术暗码防伪溯源隐形油墨，由以下重量份的原料制成：溶剂75份、着色剂35份、水玻璃无机粘着剂8份、硅油35份、导电剂7份。
所述溶剂由丁酮85份、乙醇11份、季戊四醇四(3-巯基丙酸)酯33份、SrMoO4：Pr3+晶体1份组成，其制备方法为：将丁酮、乙醇混合后，向其中加入SrMoO4：Pr3+晶体，于高速分散机上分散1.5分钟，之后再加入季戊四醇四(3-巯基丙酸)酯，搅拌至完全溶解即得。
所述着色剂由以下重量份的原料制成：Y2O3 70份、Eu2O3 2份、CeO2 1份、Yb2O3 1份、Na2CO3 20份、S 6份，其制备方法为：将各原料按配比混合均匀后球磨1.5小时，之后送入高温炉内，在CO气氛下于1100℃烧制3小时，之后冷却至常温，所得用8％冰乙酸浸泡后用水洗净，过滤烘干得到着色剂。
一种如上所述的基于光学波长技术暗码防伪溯源隐形油墨的制备方法，包括以下步骤：
(1)将溶剂、着色剂、水玻璃无机粘着剂、硅油、导电剂按比例混合后通过高速分散机分散均匀，之后送入研磨机中进行研磨，研磨细度控制在5微米以下；
(2)将上述研磨混合后进行超声处理，超声频率为32KHz，时间为2分钟，常温下控制粘度为4000-8000cP，成墨灌装即可。
实施例2
一种基于光学波长技术暗码防伪溯源隐形油墨，由以下重量份的原料制成：溶剂70份、着色剂20份、合成树脂有机粘着剂5份、聚醚20份、导电剂5份。
所述溶剂由丁酮78份、乙醇5份、季戊四醇四(3-巯基丙酸)酯30份、SrMoO4：Pr3+晶体0.5份组成，其制备方法为：将丁酮、乙醇混合后，向其中加入SrMoO4：Pr3+晶体，于高速分散机上分散1.5分钟，之后再加入季戊四醇四(3-巯基丙酸)酯，搅拌至完全溶解即得。
所述着色剂由以下重量份的原料制成：Y2O3 70份、Eu2O3 2份、CeO2 1份、Yb2O3 1份、Na2CO3 20份、S 6份，其制备方法为：将各原料按配比混合均匀后球磨1小时，之后送入高温炉内，在CO气氛下于1000℃烧制4小时，之后冷却至常温，所得用8％冰乙酸浸泡后用水洗净，过滤烘干得到着色剂。
一种如上所述的基于光学波长技术暗码防伪溯源隐形油墨的制备方法，包括以下步骤：
(1)将溶剂、着色剂、合成树脂有机粘着剂、聚醚、导电剂按比例混合后通过高速分散机分散均匀，之后送入研磨机中进行研磨，研磨细度控制在5微米以下；
(2)将上述研磨混合后进行超声处理，超声频率为30KHz，时间为3分钟，常温下控制粘度为4000-8000cP，成墨灌装即可。
实施例3
一种基于光学波长技术暗码防伪溯源隐形油墨，由以下重量份的原料制成：溶剂80份、着色剂50份、合成橡胶有机粘着剂10份、植物油50份、导电剂10份。
所述溶剂由丁酮93份、乙醇17份、季戊四醇四(3-巯基丙酸)酯36份、SrMoO4：Pr3+晶体1.5份组成，其制备方法为：将丁酮、乙醇混合后，向其中加入SrMoO4：Pr3+晶体，于高速分散机上分散1.5分钟，之后再加入季戊四醇四(3-巯基丙酸)酯，搅拌至完全溶解即得。
所述着色剂由以下重量份的原料制成：Y2O3 70份、Eu2O3 2份、CeO2 1份、Yb2O3 1份、Na2CO3 20份、S 6份，其制备方法为：将各原料按配比混合均匀后球磨2小时，之后送入高温炉内，在CO气氛下于1200℃烧制2小时，之后冷却至常温，所得用8％冰乙酸浸泡后用水洗净，过滤烘干得到着色剂。
一种如上所述的基于光学波长技术暗码防伪溯源隐形油墨的制备方法，包括以下步骤：
(1)将溶剂、着色剂、合成橡胶有机粘着剂、植物油、导电剂按比例混合后通过高速分散机分散均匀，之后送入研磨机中进行研磨，研磨细度控制在5微米以下；
(2)将上述研磨混合后进行超声处理，超声频率为35KHz，时间为1分钟，常温下控制粘度为4000-8000cP，成墨灌装即可。
对比例1
较实施例1，在油墨原料中以热固型树脂为主要原料的常规油墨荧光粉(购买自诗雅涂化工有限公司)代替红外着色粉体，具体如下：
一种油墨，由以下重量份的原料制成：溶剂75份、油墨荧光粉35份、水玻璃无极粘着剂8份、硅油35份、导电剂7份。
所述溶剂由丁酮85份、乙醇11份、季戊四醇四(3-巯基丙酸)酯33份、SrMoO4：Pr3+晶体1份组成，其制备方法为：将丁酮、乙醇混合后，向其中加入SrMoO4：Pr3+晶体，于高速分散机上分散1.5分钟，之后再加入季戊四醇四(3-巯基丙酸)酯，搅拌至完全溶解即得。
一种如上所述的油墨的制备方法，包括以下步骤：
(1)将溶剂、油墨荧光粉、水玻璃无机粘着剂、硅油、导电剂按比例混合后通过高速分散机分散均匀，之后送入研磨机中进行研磨，研磨细度控制在5微米以下；
(2)将上述研磨混合后进行超声处理，超声频率为32KHz，时间为2分钟，常温下控制粘度为4000-8000cP，成墨灌装即可。
对比例2
较实施例1，在油墨原料的溶剂中不加入季戊四醇四(3-巯基丙酸)酯36份、SrMoO4：Pr3+晶体成分，具体如下：
一种油墨，由以下重量份的原料制成：溶剂75份、着色剂35份、水玻璃无机粘着剂8份、硅油35份、导电剂7份。
所述溶剂由丁酮85份、乙醇11份组成，其制备方法为：将丁酮、乙醇混合后，于高速分散机上分散1.5分钟，搅拌至完全溶解即得。
所述着色剂由以下重量份的原料制成：Y2O3 70份、Eu2O3 2份、CeO2 1份、Yb2O3 1份、Na2CO3 20份、S 6份，其制备方法为：将各原料按配比混合均匀后球磨1.5小时，之后送入高温炉内，在CO气氛下于1100℃烧制3小时，之后冷却至常温，所得用8％冰乙酸浸泡后用水洗净，过滤烘干得到着色剂。
一种如上所述的油墨的制备方法，包括以下步骤：
(1)将溶剂、着色剂、水玻璃无机粘着剂、硅油、导电剂按比例混合后通过高速分散机分散均匀，之后送入研磨机中进行研磨，研磨细度控制在5微米以下；
(2)将上述研磨混合后进行超声处理，超声频率为32KHz，时间为2分钟，常温下控制粘度为4000-8000cP，成墨灌装即可。
性能检测：
使用红外可见分光光度计对油墨印刷样品进行可见光透过率测试；
根据GB/T 14634.1-2010(灯用稀土三基色荧光粉试验方法第1部分：相对亮度的测定)对油墨印刷样品进行相对亮度的测定；
可见光透过率和相对亮度测试结果如表1所示：
表1
Figure BDA0003004673200000081
由表1可以看出，本发明油墨可见光透过率不低于99.5，在光照下能够很好的处于隐形状态，同时经专属波段红外光照射并配专属波段滤光镜头激发下光源测试的相对亮度，实施例组均远远高于对比例组，提高了辨识度，具有优异的防伪安全性。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基于光学波长技术暗码防伪溯源隐形油墨，其特征在于，由以下重量份的原料制成：溶剂70-80份、着色剂20-50份、粘着剂5-10份、消泡剂20-50份、导电剂5-10份；
所述溶剂由丁酮78-93份、乙醇5-17份、季戊四醇四（3-巯基丙酸）酯30-36份、SrMoO4：Pr3+晶体0.5-1.5份组成，其制备方法为：将丁酮、乙醇混合后，向其中加入SrMoO4：Pr3+晶体，于高速分散机上分散1.5分钟，之后再加入季戊四醇四（3-巯基丙酸）酯，搅拌至完全溶解即得；
所述着色剂由以下重量份的原料制成：Y2O3 70份、Eu2O3 2份、CeO2 1份、Yb2O3 1份、Na2CO3 20份、S 6份，其制备方法为：将各原料按配比混合均匀后球磨1-2小时，之后送入高温炉内，在CO气氛下于1000-1200℃烧制2-4小时，之后冷却至常温，所得用8%冰乙酸浸泡后用水洗净，过滤烘干得到着色剂。
2.根据权利要求1所述的基于光学波长技术暗码防伪溯源隐形油墨，其特征在于，由以下重量份的原料制成：溶剂75份、着色剂35份、粘着剂8份、消泡剂35份、导电剂7份。
3.根据权利要求1所述的基于光学波长技术暗码防伪溯源隐形油墨，所述粘着剂包括水玻璃无机粘着剂、合成树脂有机粘着剂、合成橡胶有机粘着剂。
4.根据权利要求1所述的基于光学波长技术暗码防伪溯源隐形油墨，其特征在于，所述消泡剂选自硅油、聚醚、高级醇、植物油中的任意一种。
5.一种如权利要求1-4任一项所述的基于光学波长技术暗码防伪溯源隐形油墨的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将溶剂、着色剂、粘着剂、消泡剂、导电剂按比例混合后通过高速分散机分散均匀，之后送入研磨机中进行研磨；
（2）研磨混合后进行超声处理，常温下控制粘度为4000-8000cP，成墨灌装即可。
6.根据权利要求5所述的基于光学波长技术暗码防伪溯源隐形油墨的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中研磨细度控制在5微米以下。
7.根据权利要求5所述的基于光学波长技术暗码防伪溯源隐形油墨的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中超声频率为30-35KHz，时间为1-3分钟。
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