一種法定證件視覺防偽部件的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及證件防偽【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地說是一種法定證件視覺防偽部件，包括自上而下依次復合的基材層、信息層、駐留層、反射層和增強層，所述基材層為PETG薄膜，所述基材層與信息層融為一體，該法定證件視覺防偽部件的制備方法包括以下步驟，選取PETG薄膜作為基材層；激光全息工作版的復制；在基材層上涂布信息層，并將激光全息工作版上的全息光柵復制到信息層上；制作駐留層，并在駐留層上制作反射層；顯影；制作增強層；增強層的熟化；本實用新型采用PETG薄膜作為基材層，該PETG薄膜在一定溫度、壓力的條件下可軟化而與卡體直接粘結(jié)，利于環(huán)保，并與信息層發(fā)生一定程度的交聯(lián)，結(jié)合十分緊密，且制造工藝特殊，在證件視覺防偽技術(shù)上取得了重大突破。
【專利說明】一種法定證件視覺防偽部件
[【技術(shù)領(lǐng)域】]
[0001]本實用新型涉及證件防偽【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地說是一種法定證件視覺防偽部件。
[【背景技術(shù)】]
[0002]證件的視覺防偽具體體現(xiàn)為證件的防偽膜，在現(xiàn)有技術(shù)中，證件的視覺防偽部件通常以PET、PVC等材料為載體，通過粘結(jié)層與證件卡體粘結(jié)，且基本使用相對單一的印刷方式實現(xiàn)信息的傳遞與復制。PETG薄膜活性較強，在使用過程中不易掌握，但同時具有非常優(yōu)異的可塑性，現(xiàn)有技術(shù)中，PETG材料主要用于食品、藥品的包裝，在證件上的應用還僅限于用于卡體，如專利申請?zhí)?00410041031.8，專利名稱為居民身份證用PETG卡基及其制造工藝。因此，將PETG材料用于證件的視覺防偽部件，目前還未見諸報道。
[實用新型內(nèi)容]
[0003]本實用新型的目的就是要解決上述的不足而提供一種法定證件視覺防偽部件，不僅防偽信息清晰可見，防止了基材層加熱后軟化從而導致信息層崩潰，而且實現(xiàn)了不使用膠粘劑即可粘結(jié)的優(yōu)勢，且結(jié)合力強。
[0004]為實現(xiàn)上述目的設(shè)計一種法定證件視覺防偽部件，包括自上而下依次復合的基材層、信息層、駐留層、反射層和增強層，所述基材層為PETG薄膜，所述基材層與信息層融為一體。
[0005]所述基材層厚度為35?120 μ m,所述基材層厚度誤差為±0.5 μ m,所述基材層粗糙度為2?15。
[0006]所述信息層上集成有定向光變色層和光學信息存儲層。
[0007]所述信息層為紫外線固化的丙烯酸樹脂混合油墨，所述信息層厚度為2?10 μ m。
[0008]所述丙烯酸樹脂混合油墨由彈性體、塑性體、連結(jié)體和光敏劑配制而成。
[0009]所述駐留層為無色透明油墨，所述駐留層厚度為I?4μπι。
[0010]所述反射層為硫化鋅層，所述反射層厚度為50?300nm，所述反射層厚度誤差小于 50nmo
[0011]所述增強層為無色透明油墨，所述增強層厚度為2?6μπι。
[0012]本實用新型同現(xiàn)有技術(shù)相比，由于將防偽部件的基材層采用PETG薄膜制作，該PETG薄膜在一定溫度、壓力的條件下可軟化而與卡體直接粘結(jié)，其結(jié)合力可以達到lON/cm以上，利于環(huán)保，且與信息層發(fā)生一定程度的交聯(lián)，結(jié)合十分緊密，融為一體，不能分離，體現(xiàn)了不使用膠粘劑即可粘結(jié)的優(yōu)勢，不存在任何形式的與結(jié)合力相關(guān)的隱患；并且，在該信息層上還集成有定向光變色層和光學信息存儲層兩種光學器件，從而可在低照度條件下進行視覺識別和儀器識別，定向光變色層沿證件法線方向旋轉(zhuǎn)分別呈現(xiàn)紅、綠、藍三色非連續(xù)變化，當視線與證件垂直時，防偽部件為無色透明，不會對證件的視覺識別造成任何影響；另外，本實用新型中的駐留層確保能被視覺識別的所有防偽信息的區(qū)域完整保留在防偽部件上，反射層則為防偽部件特定區(qū)域觀察信息提供足夠的反射光，增強層主要作用之一是增強信息層的耐壓能力，防止基材加熱后軟化從而導致的信息層的崩潰，增強層的另一個作用是運用介質(zhì)匹配的原理掩蓋無反射層部分區(qū)域的光柵，突顯視覺防偽信息，讓防偽信息更加清晰可見；此外，本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計合理，制造工藝特殊，在同一部件上實現(xiàn)了多種印刷方式的離線套印等復雜工藝，從而在證件視覺防偽技術(shù)上取得了重大突破，值得推廣應用。
[【專利附圖】

【附圖說明】]
[0013]圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖中:1、基材層2、信息層3、駐留層4、反射層5、增強層6、定向光變色層7、光學信息存儲層。
[【具體實施方式】]
[0015]下面結(jié)合附圖對本實用新型作以下進一步說明:
[0016]如附圖所示，本實用新型所述的法定證件視覺防偽部件(以下簡稱防偽部件)共有5層復合結(jié)構(gòu)，分別為自上而下依次復合的基材層1、信息層2、駐留層3、反射層4和增強層5 ;基材層和信息層在制造過程中融為一體，不可分離；信息層、駐留層、反射層和增強層均為局部使用，使用不同印刷方式相互疊??；由于使用特殊材料PETG作基材，在一定溫度、壓力的條件下基材可軟化而與卡體直接粘結(jié)，結(jié)合力可以達到lON/cm以上，利于環(huán)保；在信息層上集成了定向光變色層6和光學信息存儲層7兩種光學器件，可在低照度條件下進行視覺識別和儀器識別，定向光變色層沿證件法線方向旋轉(zhuǎn)分別呈現(xiàn)紅、綠、藍三色非連續(xù)變化，當視線與證件垂直時，防偽部件為無色透明，不會對證件的視覺識別造成任何影響。
[0017]基材層為PETG薄膜，作為防偽部件信息的載體，其主要特征是與信息層發(fā)生一定程度的交聯(lián)，成為一體，不能分離，基材層與信息層結(jié)合十分緊密，不存在任何形式的與結(jié)合力相關(guān)的隱患；薄膜厚度35?120 μ m,厚度誤差為±0.5 μ m，薄膜粗糙度2?15，確保局部涂布信息層后受壓擴展限制在可接受的范圍，同時因薄膜表面分布均勻凹坑，使得信息層在涂布后、固化前就相互咬合，利于增強信息層與基材的結(jié)合；薄膜紫外線透過率95%以上，熱拉伸O?15 mm，熱收縮率10(TC低于55%。
[0018]信息層包含定向光變色層和光學信息存儲層兩種光學器件，其主要特征是:定向光變色層正向觀察時呈紅色(λ =700nm)，沿證件法線方向旋轉(zhuǎn)45°則呈綠色(λ =550nm),沿證件法線方向旋轉(zhuǎn)90°則呈藍色(λ =450nm)，這種變化是非連續(xù)的，中間不出現(xiàn)渡色；光學信息層存儲有小于0.1 mm的文字，文字陰陽嵌套，旋轉(zhuǎn)90°使用25倍以上放大鏡可觀察到互為陰陽的文字；信息層為多種紫外線固化的聚丙烯酸樹脂按一定比例配置的混合油墨，含彈性體、塑性體、連結(jié)體和光敏劑四種成分，厚度為2?10 μ m ;其主要作用是作為光柵的復制載體，是防偽部件的核心部分，這種樹脂在300?400nm的紫外線的作用下相互交聯(lián)，迅速由液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)，將模版上的干涉光柵復制，光柵轉(zhuǎn)移率為100%，不損失任何細節(jié),尤其適合于1500線/ mm以上頻率光柵的復制。
[0019]駐留層為無色透明油墨，厚度為I?4μπι，主要作用是增加特定區(qū)域與反射層硫化鋅的結(jié)合力。有駐留層的區(qū)域，因為與硫化鋅具有較強的結(jié)合力，因此在后續(xù)處理過程中反射層硫化鋅緊附于薄膜上而保留下來，無駐留層區(qū)域為產(chǎn)品的空白區(qū)域，硫化鋅與薄膜之間的結(jié)合力幾乎為零，因此在后續(xù)處理過程中很容易脫落而被去除。
[0020]反射層是一層透明的介質(zhì)，通過氣相物理沉積的方法，將硫化鋅等在一定真空度的條件下升華、沉積而成，為防偽部件特定區(qū)域觀察信息提供足夠的反射光，厚度為50?300nm,正面觀察為無色。
[0021]增強層為一層具有一定硬度和彈性的無色透明樹脂油墨，可在低溫條件下干燥，主要作用之一是增強信息層的耐壓能力，防止基材加熱后軟化從而導致的信息層的崩潰；增強層的另一個作用是運用介質(zhì)匹配的原理掩蓋無反射層部分區(qū)域的光柵，突顯視覺防偽信息，讓防偽信息更加清晰可見。
[0022]本實用新型所述的法定證件視覺防偽部件的制備方法包括以下步驟:
[0023]步驟1:PETG薄膜的制造。運用流延法，通過擠出量和拉伸速度的相互配合，控制薄膜的厚度為35?120μπι，利用不同厚度的薄膜具有不同的光線透過率原理檢測，進行厚度在線檢測；PETG粒子加熱溫度為180?270°C;用雙螺桿送料，確保送料滿腔率(送料體積與腔體容積之比)在O?100%均可勻速、均勻送料；運用抽真空法替代原有的加熱法去除PETG粒子的水分，消除水蒸汽在高溫下從薄膜內(nèi)層爆破并在薄膜表面留下爆破口，俗稱“氣陷”;雙螺桿送料法和抽真空去水法在現(xiàn)有制膜技術(shù)中未見報道；為使薄膜粗糙度達到2?15，在薄膜冷卻前用粗糙度為2?15的模具進行壓制，冷卻后的薄膜不再變形，得到粗糙度符合要求的PETG薄膜。
[0024]該步驟中PETG薄膜厚度為35?120 μ m，厚度誤差±0.5 μ m，厚度在線檢測；薄膜粗糙度2?15，均勻度范圍±1 ;熱拉伸O?15 mm，熱收縮O?55% ;薄膜紫外線透過率95%以上。PETG粒子加熱溫度共9段、12處設(shè)置，分別為180?210°C、195?225°C、205?235°C、203 ?233°C、205 ?235°C、210 ?240°C、214 ?244°C、230 ?270°C、230 ?270°C、筷網(wǎng)221?251°C、計量泵221?251°C、模具225?260°C。
[0025]步驟2:激光全息工作版的復制。通過電鑄的方法將母版上的全息光柵復制到激光全息工作版上，這些光柵構(gòu)成了激光全系防偽膜需要復制的主要信息。
[0026]該步驟中工作版的厚度范圍為50?70 μ m，工作版厚度誤差±1μπι，為確保全息圖像精確復制，工作版的厚度在走膜方向的垂直方向成高斯分布，中心與邊緣厚度相差I(lǐng) μ m/10 Cm。電鑄時，電鑄槽內(nèi)電力分布曲線與工作版厚度分布曲線相同。為確保工作版應力符合使用要求，電鑄時電流量為3?8A/小時，電鑄液溫度為37±0.3°C。
[0027]步驟3:涂布信息層、復制光柵。通過絲印、柔印、凹印或膠印涂布法，將聚丙烯酸樹脂混合油墨定點涂布在需要復制光柵的區(qū)域，形成防偽部件信息的載體，是防偽部件的核心結(jié)構(gòu)。通過該步驟，完成防偽部件所需絕大多數(shù)信息的復制。
[0028]該步驟中的紫外線固化的丙烯酸樹脂，濕涂量2?Sg/ IIf，厚度2?8μπι，涂布粘度45秒(3#擦恩杯)以下，涂布溫度25?70°C，涂布壓力1.5?2.5 kg，刮刀壓力I?2kg，車速15?60m/min ;固化光源為高壓汞燈，有效光譜為300?400nm，有效光譜能量在全部光譜能量的60%以上，光源發(fā)光效率在75%以上，單位長度的功率為80w/ cm以上，車速15?60m/min，固化率95%以上，壓力2?4.5 kg，膜面與輥筒的剝離角度> 85。，車速20?55m/min。使用黃燈作為安全光源,避免油墨在光柵復制前發(fā)生非預期固化。該步驟中的紫外線固化的丙烯酸樹脂配方的質(zhì)量百分比分別為:彈性體10?84.5%，塑性體10?84.5%，連結(jié)體5?35%，光敏劑0.5?1.5%。[0029]步驟4:制作駐留層。通過凹印、膠印、絲印或柔印的方法，將一層能與硫化鋅緊密結(jié)合的無色透明的樹脂油墨按設(shè)計的要求印刷在指定位置，即印刷在信息層需要保留的區(qū)域；這一步的目的是將信息層上需要保留并能夠被視覺識別的信息區(qū)域保留下來；本步驟核心是油墨的選擇，必須與PETG薄膜的熱變形溫度相互配合；關(guān)鍵是圖像質(zhì)量和離線套印精度。
[0030]該步驟中通過凹印法在信息層需要保留的區(qū)域印刷一層無色透明的、與硫化鋅和信息層有良好結(jié)合力的樹脂油墨。油墨粘度為16?26秒(3#擦恩杯)，油墨厚度I?4 μ m，印刷線壓力30?50N/cm (氣缸直徑:80 mm)，壓輥硬度為邵氏78?88°，壓輥橡膠厚度10?12 mm，刮刀壓力I?3.5 kg，刮刀角度60?75 °，車速30?80m/min，烘箱溫度40?950C，烘道長度1.5m,生產(chǎn)環(huán)境濕度85%以下。該步驟也可以使用柔印法，油墨粘度為26?45秒(3#擦恩杯)，油墨厚度I?4μπι，上膠輥網(wǎng)線為75?200 Ip i，車速15?40m/min，烘箱溫度40?95°C，烘道長度3m，生產(chǎn)環(huán)境濕度85%以下。該步驟中反射層的保護也可以使用絲印法，網(wǎng)版分辨率200?5001pi，印刷速度5?30m/min，烘道長度30m，烘箱溫度40?95°C,烘烤時間I?6min,刮刀壓力I?6 kg,放卷張力I?3 kg,牽引張力0.1?0.5 kg,生產(chǎn)環(huán)境濕度85%以下。
[0031]步驟5:制作反射層。一層透明的介質(zhì)，通過氣相物理沉積的方法，將硫化鋅等在一定真空度的條件下升華、沉積而成，為防偽部件特定區(qū)域觀察信息提供足夠的反射光，厚度為50?300nm，正面觀察為無色。進行氣相沉積時，在真空室內(nèi)設(shè)有等離子濺射裝置，通過離子束的沖擊，將薄膜上的小分子、細微顆粒等物質(zhì)擊落，以便沉積過程順利完成并保證反射層與信息層有良好的結(jié)合力。
[0032]該步驟中使用卷繞鍍膜設(shè)備，在真空下完成整個步驟，真空室內(nèi)氣壓小于1X10 -1Pa，車速50?300m/min，深冷溫度為一 120°C以下；反射層厚度50?300埃，厚度誤差小于50埃；放卷張力輸出5?50%，收卷張力輸出10?50% ;沉積的全過程使用等離子濺射法對鍍膜面進行處理，使用功率為3?15Kw，鍍層表面無濺射、灰塵。
[0033]步驟6:顯影:使用酒精清水沖洗的方法，將薄膜浸入顯影液中，無駐留層區(qū)域因硫化鋅與薄膜之間幾乎無結(jié)合力，在顯影液的作用下脫落，有駐留層的區(qū)域因與硫化鋅之間結(jié)合力優(yōu)良而完整地保留下來，形成防偽部件的信息。
[0034]該步驟中的顯影溫度30?35°C，顯影時間30?120秒，防偽膜浸入顯影液總程25m,車速15?70m/min，干燥溫度40?95°C，烘道長度8m。干燥前純水沖洗2次，每次水流量2300L/小時以上。該步驟中的顯影液配方的質(zhì)量百分比分別為3?10%的酒精、90?97%的純水配置而成。
[0035]步驟7:制作增強層。通過凹印、膠印、柔印或絲印方法，在反射層表面覆蓋一層無色透明的、具有一定硬度和彈性的油墨。所使用的油墨為低溫干燥油墨。
[0036]該步驟中的增強層的制作，通過凹印法在反射層表面印刷一層具有一定硬度和彈性的無色透明樹脂油墨，油墨粘度為26?45秒(3#擦恩杯)，油墨厚度2?6 μ m，印刷線壓力30?50N/ cm (氣缸直徑:80 mm)，壓輥硬度為邵氏60?80°，壓輥橡膠厚度10?12 mm,刮刀壓力I?3.5 kg，刮刀角度60?75°，車速30?80m/min，烘箱溫度40?95°C，烘道長度1.5m，生產(chǎn)環(huán)境濕度85%以下。該步驟中的增強層的制作也可以通過絲印法，網(wǎng)版分辨率150?3501pi，印刷速度15?30m/min，烘道長度30m，烘箱溫度40?95°C，烘烤時間I?2min,刮刀壓力I?6 kg，放卷張力I?3 kg，牽引張力0.1?0.5 kg，生產(chǎn)環(huán)境濕度85%以下。
[0037]步驟8:增強層的熟化。將未徹底固化的增強層油墨在熱作用下繼續(xù)完成固化，將完成增強層制作的防偽部件裁切成單張，長在晾架上，推入烘房，完成最后的固化。
[0038]該步驟中增強層的熟化，烘房溫度35?75°C，熟化時間3?8小時，烘房容積使用率25?75%，擺放層數(shù)30?120層。
[0039]本實用新型中，定向光變色層和光學信息存儲層均在信息層上，其制備過程是在制版時完成。其中，(I)定向光變色層:將2束頻率相同、相差恒定的激光以一定的角度干涉，形成一定頻率的光柵，光柵頻率為1700線/mm?3000線/mm，干涉角度為20°?90°，具體干涉角根據(jù)激光波長決定；(2)光學信息存儲層:將需要存儲的光學信息存儲于激光束中，激光束以一定夾角干涉，形成光柵，并將信息存儲下來，這種信息可以為文字、圖像及其他編碼。
[0040]下面結(jié)合實施例對本實用新型作以下進一步說明，這是一種身份證件視覺防偽部件的制備方法:
[0041]步驟1:PETG薄膜制作。PETG薄膜的表面張力在52dyn以上，電暈能量80w/ cm以上；為確保證件使用時具有必要的挺度，PETG薄膜厚度為50?120 μ m ;為確保證件激光全息圖像的品質(zhì)，PETG薄膜可見光透過率92%以上，霧度1%以下。
[0042]步驟2:工作版的復制。工作版厚度60 μ m，厚度誤差±1 μ m，工作版的厚度在走膜方向的垂直方向成高斯分布，中心與邊緣厚度相差I(lǐng) μ m/10 Cm ;電流量為7A/小時，電鑄液溫度設(shè)定為37°C。
[0043]步驟3:涂布信息層、復制光柵。使用紫外線固化法，油墨濕涂量Sg/IIf，墨層厚度8 μ m，涂布粘度36秒(3#擦恩杯)，涂布溫度43°C，涂布壓力1.8 kg，刮刀壓力2 kg，車速50m/min ;固化光源為高壓汞燈，有效光譜為300?400nm，有效光譜能量在全部光譜能量的80%，光源發(fā)光效率在85%以上，單位長度的功率為85w/ cm，壓力2?4.5 kg，膜面與輥筒的剝離角度90°。黃燈為安全光源。該步驟中的紫外線固化的丙烯酸樹脂的配方為:彈性體23%、塑性體46%、連結(jié)體30%、光敏劑1%。
[0044]步驟4:制作駐留層。通過凹印的方法，將一層無色透明油墨按設(shè)計的要求印刷在信息層需要保留的區(qū)域，這一步的目的是將信息層上需要保留并能夠被視覺識別的信息區(qū)域保留下來。油墨粘度為18秒(3#擦恩杯)，油墨厚度1.2 μ m，印刷線壓力36N/ cm (氣缸直徑:80 mm)，壓輥硬度為邵氏82°，壓輥橡膠厚度10 mm，刮刀壓力2.5 kg，刮刀角度65°，車速70m/min，烘箱溫度85°C，烘道長度1.5m，生產(chǎn)環(huán)境濕度65%。
[0045]步驟5:制作反射層。真空室內(nèi)氣壓5X10 — 2Pa，車速200m/min，深冷溫度為一127°C以下，反射層厚度85埃，厚度誤差±10埃；放卷張力輸出15%，收卷張力輸出17%;沉積的全過程使用等離子濺射法對鍍膜面進行處理，使用功率為5Kw。鍍層表面無濺射、灰
/1、土。
[0046]步驟6:顯影。顯影溫度33°C，顯影時間40秒，防偽膜浸入顯影液總程25m，車速40m/min,干燥溫度90°C，烘道長度8m。干燥前純水沖洗2次，每次水流量2500L/小時。該步驟中，顯影液的配方為的質(zhì)量百分比為3?10%的酒精、90?97%的純水。
[0047]步驟7:制作增強層。采用凹印法，油墨粘度為37秒(3#擦恩杯)，油墨厚度3 μ m,印刷線壓力36N/ cm(氣缸直徑:80 mm)，壓輥硬度為邵氏75°，壓輥橡膠厚度10 mm，刮刀壓力1.5kg，刮刀角度65°，車速65m/min，烘箱溫度85°C，烘道長度1.5m，生產(chǎn)環(huán)境濕度70%。
[0048]步驟8:增強層的熟化。烘房溫度75°C，烘房容積使用率55%，擺放層數(shù)90層，熟化時間3小時。
[0049]本實用新型并不受上述實施方式的限制，其他的任何未背離本實用新型的精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種法定證件視覺防偽部件，其特征在于:包括自上而下依次復合的基材層、信息層、駐留層、反射層和增強層，所述基材層為PETG薄膜，所述基材層與信息層融為一體。
2.如權(quán)利要求1所述的防偽部件，其特征在于:所述基材層厚度為35?120μ m，所述基材層厚度誤差為±0.5 μ m，所述基材層粗糙度為2?15。
3.如權(quán)利要求1或2所述的防偽部件，其特征在于:所述信息層上集成有定向光變色層和光學信息存儲層。
4.如權(quán)利要求3所述的防偽部件，其特征在于:所述駐留層為無色透明油墨，所述駐留層厚度為I?4μ m。
5.如權(quán)利要求4所述的防偽部件，其特征在于:所述反射層為硫化鋅層，所述反射層厚度為50?300nm,所述反射層厚度誤差小于50nm。
6.如權(quán)利要求5所述的防偽部件，其特征在于:所述增強層為無色透明油墨，所述增強層厚度為2?6 μ m。
【文檔編號】B32B27/36GK203444698SQ201320445878
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年7月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月24日
【發(fā)明者】黃斗興, 劉慶佩, 孔漢璋, 朱云峰, 顧文佳 申請人:上海宏盾防偽材料有限公司