CN1224885A - 防伪标记及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种防伪标志及其制造方法,其特征在于将特定的防伪图案镂空制成模板,并把它紧贴在记录材料的表面上,选用一定能量的特定重离子进行辐照,将防伪图案转换成稠密离子潜径迹分布存储在记录材料表层内;再经化学蚀刻能将受辐照表层原来的纹理改造成大小、深度、密度以及坑间距符合特定光学要求的锥形蚀坑过渡层,该过渡层具有减反增透的光学效果,存储在记录材料表层内的防伪图案能自然地显露出来。记录材料为入射离子在其中能产生可蚀刻潜径迹的表面平整光洁的绝缘材料。该防伪标志具有防伪力度大,易于识别,不易仿制的特点。并且材质本身的适用性更宽,制作成本相对经济。

Description

防伪标记及其制造方法
本发明涉及一种防伪标记及其制造方法，具体地说基于纹理改性，即根据材料表面的一些性质与其表面纹理(或称织构)有关，用核物理实验手段对材料表面纹理进行改造，使其光学性质发生变化，产生可资利用的光学效应。
公开号为CN1116751A，名称为“防伪商标或标记的制造方法”的发明专利申请，公开了一种用重离子或裂变碎片辐照透明塑料薄膜制造防伪商标或标记的方法，该方法利用厚度为5～30μm的透明塑料薄膜为原材料，利用重离子发生器产生的重离子为辐照源，重离子加速器将重离子加速至其能量达到80MeV以上，以能穿透塑料薄膜为准，在重离子的通道上安装有成像模具，使成像后的重离子束辐照在塑料薄膜上，辐照时间为0.5～2秒，然后用NaOH溶液对薄膜进行蚀刻显像处理1小时以上，以干燥后能显出清晰的图像为准，最后用水清洗并将其干燥。由于薄膜上经过辐照的区域形成具有鲜明对比度的乳白色图案。该图案可作为商标或标记使用；同时经过辐照的区域具有很多微孔，可以透气透水，故消费者易于鉴别真伪。由于该方法基于重离子需穿透原材料，所以重离子能量需达80MeV以上，加之蚀刻时间需达1小时以上，从而生产成本相对较高。标记材料适用范围单一，防伪力度不够大，同时鉴别真伪的手段不易肉眼识别。
本发明的目的在于提供一种防伪力度更大，更易于识别，对材质本身的适应性更宽且相对经济的防伪标记及其制造方法。
本发明的目的基于以下原理和手段实现的。
当荷电离子轰击绝缘材料时，由于入射离子与聚合物中的原子的非弹性碰撞，沿离子径迹方向会造成辐照损伤，形成潜径迹；当辐照后的绝缘材料浸入化学蚀刻剂时，在潜径迹区域的化学反应速度Vt快，非潜径迹区域化学反应速度Vb慢。这样，将受照射表层原来纹理改造成沿径迹方向的锥形蚀坑，其大小、深度和密度符合特定光学要求的蜂窝结构，使其成为光折射率连续变化的能在界面两侧介质(空气和记录材料)光折射率之间起匹配作用的过渡层，使其光反射率大辐度下降，透射率相应上升，从而产生可资利用的光学效应。
根据上述原理产生的防伪标记，其特征在于在记录材料的表层上，设有一过渡层，该过渡层由深度大于λ/2、密度为5×1010/cm2以上、孔径《λ/2(λ为光波波长)以及间距在钠米量级的锥形蚀坑构成。该防伪标记的制造方法，其特征在于将特定的防伪图案镂空制成模板，并把它紧贴在记录材料表面上，进行重离子束辐照，重离子的种类和能量应选择得能在所用记录材料表层产生深度大于λ/2的可蚀刻潜径迹、注入量为5×1010/cm2以上；经化学蚀刻，使记录材料表层产生孔径《λ/2(λ为光波波长)、间距保持在钠米量级的蚀坑过滤层。记录材料为入射离子在其中能产生可蚀刻潜径迹的表面平整光洁的绝缘材料。重离子的种类通常采用32S离子、12C离子、35Cl离子或40Ar等，能量为0.1～0.4MeV/核子，注入量为5×1010/cm2、1×1011/cm2或1×1012/cm2。化学蚀刻条件可以采用1～6N浓度的NaOH溶液在40～600℃条件下或20～50％的氢氟酸溶液在室温条件下，蚀刻2～60分钟。
本发明提供的防伪标记及其制造方法，由于重离子的种类和能量选择为能在所用记录材料表层产生深度大于λ/2的可蚀刻的潜径迹，用于辐照记录材料的重离子能量就大大降低，所需蚀刻时间也相应减少了。该方法将受辐照表层原来的纹理改造成符合特定光学要求的、锥形蚀坑过渡层。从而使该过渡层起到减反增透的效果，使在一定照明条件下，不同观察角度和背景有不同的视觉效果，当从反射光线相对集中的方向上观看，防伪图案最清晰；防伪图案制作在表层内，而不是在表面上，因而是清洗不掉的；记录材料为入射离子在其中能产生可蚀刻潜径迹的表面平整光洁的绝缘材料，可以是透明的，也可以是不透明的，且厚度不限。因而，本发明具有防伪力度大，易于识别，并且材质选用范围较广且相对经济等优点。
下面结合实施例对本发明详细说明。
实施例1。
用30μm的聚酯膜作记录材料，中心开有Φ20mm圆孔的园铝片做模板，并把模板紧贴在聚酯膜表面，在重离子加速器上采用能量为10.2MeV的32S离子束进行垂直均匀地辐照带模板的记录材料，其注入量为5×1010/cm2，将图案转换成深度大于λ/2(λ为光波波长)、密度为5×1010/cm2潜径迹分布储存在记录材料表层内；再经2N浓度的NaOH溶液，在40℃条件下，蚀刻30分钟，使记录材料表面内的潜径迹的孔径《λ/2(λ为光波波长)、坑间距在钠米量级，从而在记录材料表层内形成锥形蚀坑过渡层。从而使过渡层部分透射率增加、反射率降低，使记录材料表层内的图案自然地显露出来。
实施例2。
与实施例1不同在于选用能量为2MeV的碳离子束辐照，注入量为6×1011；经6N浓度的NaOH溶液，在60℃条件下，蚀刻4分钟。
实施例3。
与实施例1不同在于，选用云母为记录材料，采用能量为10MeV的35Cl离子束辐照；经25％浓度的氢氟酸溶液，在室温条件下，蚀刻10分钟。
实施例4。
与实施例3不同在于，选用石英为记录材料，离子束注入量为1×1011/cm2，选用40％的氢氟酸，在室温条件下，蚀刻4分钟。
实施例5。
与实施例1不同在于，选用CR-39为记录材料，采用能量为12MeV的40Ar离子束辐照，注入量达1×1012/cm2；经1N浓度的NaOH溶液，在40℃条件下，蚀刻60分钟。
材料  重离子   能量(MeV)     注量(1/cm2)  蚀刻剂  浓度   温度(0℃)  时  间(分钟)
聚脂膜  硫离子   10.2    5×1010   NaOH   2N    40    30
聚脂膜  碳离子     2    6×1011   NaOH   6N    60    4
云  母  氯离子    10    1×1012  氢氟酸  25％   室温    10
石  英  氯离子    10    1×1011  氢氟酸  40％   室温    4
 CR-39  氩离子    12    1×1012   NaOH  1N    40    60

Claims (10)

1、一种防伪标记，其特征在于在记录材料的表层上，设有一过渡层，该过渡层由深度大于λ/2、密度为5×1010/cm2以上、孔径《λ/2(λ为光波波长)以及间距在钠米量级的锥形蚀坑构成。
2、如权利要求1所述的防伪标记，其特征在于记录材料为入射离子在其中能产生可蚀刻潜径迹的表面平整光洁的绝缘材料。
3、如权利要求2所述的防伪标记，其特征在于绝缘材料通常选用各种有机塑料膜片、玻璃、云母、合成材料、晶体或宝石等。
4、一种防伪标记的制造方法，其特征在于将特定的防伪图案镂空制成模板，并把它紧贴在记录材料表面上，进行重离子束辐照，重离子的种类和能量应选择得能在所用记录材料表层产生深度大于λ/2的可蚀刻潜径迹、注入量为5×1010/cm2以上；经化学蚀刻，使记录材料表层产生蚀坑孔径《λ/2(λ为光波波长)、间距保持在钠米量级的蚀坑过渡层。
5、如权利要求4所述的防伪标记的制造方法，其特征在于重离子通常采用32S离子、12C离子、35Cl离子或40Ar离子等。
6、如权利要求4或5所述的防伪标记的制造方法，其特征在于重离子能量为0.1-0.4MeV/核子。
7、如权利要求6所述的防伪标记的制造方法，其特征在于重离子种类和能量通常采用12MeV的40Ar离子、10.2MeV的32S离子、10MeV的35Cl离子或5MeV以下的12C离子为最佳。
8、如权利要求4或7所述的防伪标记的制造方法，其特征在于重离子的注入量为5×1010/cm2、1×1011/cm2或1×1012/cm2为最佳。
9、如权利要求4所述的防伪标记的制造方法，其特征在于将1～6N浓度的NaOH溶液在40～60℃条件下或20～50％浓度的氢氟酸溶液在室温条件下，蚀刻2～60分钟。
10、如权利要求8所述的防伪标记的制造方法，其特征在于将1～6N浓度的NaOH溶液在40～60℃条件下或20～50％浓度的氢氟酸溶液在室温条件下，蚀刻2～60分钟。
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