CN1702127A - 一种具有近红外透射特征的光学变色颜料及其制备工艺 - Google Patents

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张世范
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Abstract

本发明公开了一种具有近红外透射特征的光学变色颜料及其制备工艺，该光学变色颜料采用了在近红外具有透射效果的材料，其重量百分含量为1－30％，及高分子液晶材料，其重量百分含量为70－99％，使之兼具光学变色和红外透射特征。本发明的颜料在防伪特征上的创新性在于将现有的液晶光学可变防伪与红外透射相结合，使颜料兼具光学变色防伪特征和红外透射性能，有力地提高了颜料的防伪能力和检验效率，既满足了普通大众的一线防伪，又具有可机读的二线防伪能力。该颜料可以以多种形式应用到各类防伪产品中。特别优选的是以油墨的形式应用到货币、证件、有价证券及商品包装等领域。

Description

一种具有近红外透射特征的光学变色颜料及其制备工艺
技术领域
本发明涉及了一种安全防伪颜料，尤其涉及一种具有红外光透过功能的光学变色颜料。
背景技术
在现有技术中我们通过采用物理或化学堆积法来制备用于安全领域的光学变色颜料(OVP)。采用该颜料的安全产品从不同的角度观察能变幻出不同的颜色，且变色效果非常强烈，是用于货币、证件等高安全产品的首选防伪颜料。US4705300、US5135812、US5278590、US5084351等相关文献描述了采用物理蒸汽法制备的光学变色颜料及其应用的方法。采用该方法制备的颜料对红外光具有很强的吸收和反射能力，因此不易被红外光透过。而那些采用化学堆积制备的光学变色颜料，相关专利见US5624468、US4978394则一般都具有很强的红外反射能力。因此，可以说现有防伪领域所用的光学变色颜料缺乏对红外线的透过能力。
发明内容
针对已有技术存在的不足，本发明的目的之在于提供一种具有近红外透射特征的光学变色颜料；
本发明的另一目的在于提供这种光学变色颜料的制备工艺。
实现本发明的技术方案如下：
一种具有近红外透射特征的光学变色颜料，该颜料在近红外700nm-2000nm范围内的红外线透射率应为50％-100％，优选的是70％-100％。它由A和B两类材料组成：
其中：A为一种在可见光范围内具有强吸收特征，而在近红外具有透射效果的材料。该材料可以是粉体、薄膜碎片、颜料或染料中的一种或多种混合物。该材料的颜色应该是黑色，兰色，棕色等深色调。该材料优选的是有机颜料或染料。颜料种类优选的是偶氮类、色淀类、酞菁类、蒽醌类、二噁嗪类、喹吖啶酮类。A所占的重量百分含量为1-30％。
B为高分子液晶材料，液晶在可见光400-700nm波段内具有选择性光反射。液晶的结构是手性向列型液晶聚合物，胆固醇液晶聚合物、手性近晶型液晶聚合物。液晶可以是熔融法聚合得到的高分子产物，也可以是一种或多种液晶单体通过能量聚合得到的高分子化合物。高分子液晶所占百分含量为70-99％。
该光学变色颜料的制备工艺为：在具有近红外透射效果的颜料或染料与熔融聚合方法制备的高分子液晶在130-330℃的熔融温度下进行混合，然后将混合的产物挤出造粒。再将颗粒进行粉碎，研磨，得到平均粒径在5-30um的光学变色颜料。
该光学变色颜料的制备工艺还可为：制备一种可能量聚合液晶单体混合物，将该混合物与具有近红外透射效果的颜料或染料进行混合得到一种在常温下不能固化的混合物。将该混合物在一基材上涂成膜，经取向和加热后进行能量辐射固化。将固化后的膜进行粉碎，得到直径为5-30um的颜料。
以上方法制备的颜料可以与相应的连接料、溶剂及添加剂混合制成印刷油墨，印刷于油墨下的红外信息可以通过红外读取设备进行鉴别。
本发明的光学变色颜料采用了在近红外具有透射效果的材料及高分子液晶材料，使之兼具光学变色和红外透射特征。本发明的颜料在防伪特征上的创新性在于将现有的液晶光学可变防伪与红外透射相结合，使颜料兼具光学变色防伪特征和红外透射性能，有力地提高了颜料的防伪能力和检验效率，既满足了普通大众的一线防伪，又具有可机读的二线防伪能力。该颜料可以以多种形式应用到各类防伪产品中。特别优选的是以油墨的形式应用到货币、证件、有价证券及商品包装等领域。
具体实施方式
下面通过具体的实施例进一步说明本发明是如何实现的：
实施例1
一种可熔融液晶高分子的制备：将65g2-羟基-6-萘甲酸、130g对羟基苯甲酸、62g 4，4’-二羟基联苯、70g(+)-樟脑酸和210g乙酸酐按照比例加入到反应器中，通氮气流冲洗。快速将混合物加热至140℃，在这一温度保持30分钟。然后将温度升高至320℃，熔体在这一温度下保持15分钟。从大约220℃，乙酸开始蒸发出来。然后停止氮气冲洗并施加真空。熔体在减压下(约5mbar)被搅拌30分钟。产物被置于氮气氛围中，加以冷却至室温，得到一种可熔融的高分子液晶。
实施例2
一种含有可能量聚合液晶单体混合物的制备：
1、向列型液晶单体75g：
Figure A20051002746100071
2、具有手性结构的单体：胆甾烯基丙烯酸酯28g
3、光引发剂907(来自汽巴公司)5g
B、Heliogen Blue L 7080(来自BASF公司)4g
C、永固红FBB(来自百合化工)6g
D、永固黄HR02(来自百合化工)3g
E、氯仿15g
将以上8种化合物按相应比例装入行星搅拌器内，进行高速搅拌混合，得到一种可能量聚合的单体混合物。
实施例3
将8.5g实施例1生产出的可熔融高分子液晶与1.5g HeliogenBlue L 6975F(来自BASF公司)在230℃于双螺杆挤出机中进行混合挤出。将挤出的材料加入切粒机中，进行粗粉碎，粉碎成粒径大约2mm左右。再将粗粉碎后的产品加入到气流磨中进行超细粉碎，得到粒径大约为15微米左右的颜料。该颜料在垂直观察下具有明显的金绿色光泽。
实施例4
将实施例2的混合物在PET基材上涂成8微米厚的膜，加热膜温度为95℃，然后用UV光进行辐射固化。将该固化膜进行冷冻粉碎。最后在气流磨中粉碎得到平均粒径为12微米的颜料。该颜料在垂直观察下具有明显的金红色光泽。
实施例5：
一种丝网印刷油墨，按以下配方：
实施例3所得颜料22g
聚氨酯树脂液(含50％醋酸丁酯)70g
乙二醇乙醚醋酸酯5g
二氧化硅3g
消泡剂HX2086(来自华夏助剂)0.5g
按以上配方将各组分装入砂磨机砂磨，制得油墨。使用该油墨印刷的图案，在垂直观察下为金绿色，而在斜观察角则显示出蓝色。该油墨在850nm波段近红外透过率为72％。
实施例6：
一种雕刻凹版油墨，按以下配方：
实施例4所制备的颜料25g
醇酸树脂20g
酚醛树脂28g
聚合亚油3g
无机填充料10g
蜡5g
干燥剂2g
表面活性剂5g
高沸点溶剂2g
按以上配方将各组分装入具有真空密封的高速搅拌器，制得油墨。使用该油墨印刷的图案，在垂直观察下为金红色，而在斜观察角则显示出蓝色。该油墨在850nm波段近红外透过率为79％。

Claims (8)

1、一种具有近红外透射特征的光学变色颜料，它由以下A、B两类材料组成：
A为一种在可见光范围内具有强吸收或强反射特征、而在近红外具有透射效果的材料，该材料可以是粉体、薄膜碎片、颜料或染料中的一种或多种混合物，该材料的颜色是深色；
B为高分子液晶材料，该液晶在可见光400-700nm波段内具有选择性光反射，该液晶的结构是手性向列型液晶聚合物、胆固醇液晶聚合物或手性近晶型液晶聚合物中的一种或一种以上的混合物。其中A所占的重量百分含量为1-30％，，B所占的重量百分含量为70-99％。
2、根据权利要求1所述的一种具有近红外透射特征的光学变色颜料，其特征在于：所述A材料为有机颜料或染料中的一种。
3、根据权利要求2所述的一种具有近红外透射特征的光学变色颜料，其特征在于：所述有机颜料为偶氮类、色淀类、酞菁类、蒽醌类、二噁嗪类或喹吖啶酮类中的一种。
4、根据权利要求1所述的一种具有近红外透射特征的光学变色颜料，其特征在于：所述B材料即液晶材料采用熔融法聚合或是一种或多种液晶单体通过能量聚合得到的高分子化合物。
5、根据权利求1-4中任意一项权利要求所述的一种具有近红外透射特征的光学变色颜料，其特征在于：该颜料在近红外700nm-2000nm范围内的红外线透射率为50％-100％。
6、根据权利求5所述的一种具有近红外透射特征的光学变色颜料，其特征在于：该颜料在近红外700nm-2000nm范围内的红外线透射率为70％-100％。
7、根据权利要求1-6任意一项权利要求所述的具有近红外透射特征的光学变色颜料，其制备工艺为：在具有近红外透射效果的颜料或染料与熔融聚合方法制备的高分子液晶在130-330℃的熔融温度下进行混合，然后将混合的产物挤出造粒，再将颗粒进行粉碎，研磨，得到本发明产品。
8、根据权利要求1-6任意一项权利要求所述的具有近红外透射特征的光学变色颜料，其制备工艺为：先制备一种可能量聚合液晶单体混合物，将该混合物与具有近红外透射效果的颜料或染料进行混合得到一种在常温下不能固化的混合物，将该混合物在一基材上涂成5-50微米厚的膜，经取向和加热后进行能量辐射固化，将固化后的膜进行粉碎，得本发明产品。
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