本申請涉及一種防盜安全紙，以及制備該防盜安全紙的方法。

背景技術(shù)：

信息作為一種資源，它的普遍性、共享性、增值性、可處理性和多效用性，使其對于人類具有特別重要的意義。根據(jù)國際標準化組織的定義，信息安全性的含義主要是指信息的完整性、可用性、保密性和可靠性，保護信息安全的根本目的就是使內(nèi)部信息不受內(nèi)部、外部、自然等因素的威脅。信息安全是任何國家都必須十分重視的問題，是一個不容忽視的國家安全戰(zhàn)略。敵對勢力或非法組織運用各種手段竊取政治、軍事、經(jīng)濟、科學技術(shù)等方面的秘密信息，政府、軍隊和公司如何保證信息安全成為了急需解決的問題。如今有很多涉密的或重要的紙質(zhì)文件在沒有授權(quán)的情況下是不允許帶出保密區(qū)域的，這需要對這些保密紙張進行保護，要求在有人試圖非法攜帶保密紙張離開保密區(qū)域時，通過特殊的探測手段可以感知并進行報警。

現(xiàn)有技術(shù)采用在紙張中植入非晶帶材的方式對保密紙張進行保護。非晶帶材具有大巴克豪森效應(yīng)，即：材料在磁化過程中疇壁發(fā)生跳躍式的不可逆位移過程，可以通過儀器檢測出來。將非晶帶材放入交變磁場中，當磁場達到材料的開關(guān)場后，材料的磁疇發(fā)生瞬間變化，儀器可以感測出一個特有的電磁信號。在實際應(yīng)用中，將檢測設(shè)備放置在保密區(qū)域的出口處，當有人攜帶植入了非晶帶材的紙張進入檢測區(qū)域時，檢測儀器就會檢測到一個電磁信號，隨即報警。由于制備工藝的原因，制備寬度低于1毫米的非晶帶材難度很大，為了抵消退磁場的影響，非晶帶材必須保持一定的長度，才能具有大巴克豪森效應(yīng)。市場上使用的具有大巴克豪森效應(yīng)的非晶帶材，標準的長度為32毫米，最短能僅能達到28毫米?，F(xiàn)有技術(shù)是將長度32毫米，寬度1毫米的金屬帶材定位植入紙張中，非晶帶材很容易被人發(fā)現(xiàn)，進而對其進行破壞，今這種防盜安全紙的報警功能失效。

因此，需要一種具有較高防盜和防破壞能力的防盜安全紙。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明通過使用熔體提拉法制得了直徑為10-50微米的非晶纖維，并且發(fā)現(xiàn)，當該非晶纖維具有高于100的高長徑比時，即可具有大巴克豪森效應(yīng)，將這種高長徑比的非晶纖維植入紙中，就獲得了一種具有較高防盜和防破壞能力的防盜安全紙。

因此，本發(fā)明包含以下內(nèi)容：

實施方式1.一種防盜安全紙，該防盜安全紙中植入了具有大巴克豪森效應(yīng)的非晶裸纖維，其中所述非晶裸纖維的直徑為10-50微米；所述非晶纖維的長度為2-10mm。

實施方式2.實施方式1的防盜安全紙，其中所述非晶裸纖維在該防盜安全紙中的含量為5-15m/m²，或者每張A4紙1米至2米。

實施方式3.實施方式4的防盜安全紙，其中所述非晶裸纖維是通過熔體提拉法制備的。

實施方式4.前述實施方式中任一項的防盜安全紙，其中所述防盜安全紙通過采用非晶裸纖維直接植入紙張當中而制備。

實施方式5.前述實施方式中任一項的防盜安全紙，其中非晶裸纖維含有：

a)Co，F(xiàn)e，Mn，Ni中的一種或多種元素；

b)Si，B，C中的一種或多種元素；和

c)任選的稀土或過渡族金屬。

實施方式6.前述實施方式中任一項的防盜安全紙，其中所述非晶纖維以滿版分布、定位分布或其組合的方式分布在所述防盜安全紙中。

實施方式7.前述實施方式中任一項的防盜安全紙，其中所述非晶纖維以有序排列、無序排列或其組合的方式在所述防盜安全紙中排列。

實施方式8.前述實施方式中任一項的防盜安全紙，其中非晶纖維含有：

1-15wt％的Fe；

2-12wt％的Si；

總量為2-25wt％的選自B、Nb、Cu、Mn、Mo、Ni、Cr和Al中的一種 或多種；以及

余量的Co。

實施方式9.前述實施方式中任一項的防盜安全紙，其中所述非晶裸纖維的直徑為20-30微米；所述非晶纖維的長度為3-8mm。

實施方式10.前述實施方式中任一項的防盜安全紙，其中所述非晶裸纖維的直徑為20-30微米；所述非晶纖維的長度為3-5mm。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例的技術(shù)方案，下面將對實施例的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅涉及本發(fā)明的一些實施例，而非對本發(fā)明的限制。

圖1：熔體提拉法示意圖(31感應(yīng)線圈32母合金棒材33銅輪34母合金給進裝置)。

圖2：非晶裸纖維電鏡照片。

圖3：非晶纖維大巴克豪森效應(yīng)曲線。

圖4：含有無序滿版分布非晶纖維的防盜安全紙示意圖。

圖5：含有有序滿版分布非晶纖維的防盜安全紙示意圖。

圖6：含有無序定位分布非晶纖維的防盜安全紙示意圖。

圖7：含有有序定位分布非晶纖維的防盜安全紙示意圖。

具體實施方式

為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例的附圖，對本發(fā)明實施例的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實施例是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部的實施例?；谒枋龅谋景l(fā)明的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在無需創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

定義：

在本申請中，術(shù)語“大巴克豪森效應(yīng)”是指非晶帶材或纖維所具有的一種特性，即，該材料在磁化過程中疇壁發(fā)生跳躍式的移動或反轉(zhuǎn)，該過程可以通過儀器檢測出來。在實際的檢測時，將非晶帶材或纖維放入交變磁場中，當磁場達到材料的開關(guān)場后，材料的磁疇發(fā)生瞬間變化，檢測儀 器就可以感測出一個特有的電磁信號。在一些實施方式中，其中感生出的電磁信號是脈沖信號或高次諧波。本發(fā)明中非晶纖維具有大巴克豪森效應(yīng)，如圖3所示，在交變磁場的激勵下，當達到一個開關(guān)磁場值時，磁感應(yīng)強度會發(fā)生跳躍，因而感生出一個電磁信號，如：脈沖信號或高次諧波。當檢測儀器檢測出非晶纖維產(chǎn)生的電磁信號時就會報警。

在本申請中，術(shù)語“熔體提拉法”是指通過如下步驟制備非晶纖維的方法：

本發(fā)明中非晶裸纖維采用熔體提拉法制備，具體如下(如圖3所示)：

1.首先提供具有所需成分的母合金棒；

2.利用感應(yīng)加熱或激光加熱的方式熔化母合金，使得母合金上端形成一個穩(wěn)定的熔潭；

3.由機械裝置向上給進母合金，同時利用導(dǎo)向裝置與母合金連接的部位對母合金進行冷卻，防止母合金頂端以外的部分熔化；

4.采用邊緣為錐狀的高速旋轉(zhuǎn)的銅輪對熔化的母合金進行切削，得到非晶裸纖維。

如圖1所示，圖1描述了本發(fā)明的制備非晶裸纖維的具體方法。在圖1中，附圖標記具有如下含義：

31：感應(yīng)線圈

32：母合金棒材

33：銅輪

34：母合金給進裝置。

圖2是通過以上所述的方法制備的非晶裸纖維的一個示例。

在本申請中，術(shù)語“非晶纖維”或“非晶裸纖維”具有本領(lǐng)域技術(shù)人員通常所理解的含義。一般而言，它是指一種合金纖維，其含有多種合金元素，例如Co，F(xiàn)e，Mn，Ni，Si，B，C以及過渡金屬元素等。

本發(fā)明中的非晶纖維的尺寸范圍是：10-50微米；長度為2-10毫米。

在一種具體的實施方式中，本發(fā)明提供一種防盜安全紙，該防盜安全紙中植入了具有大巴克豪森效應(yīng)的非晶裸纖維，其中所述非晶裸纖維的直徑為10-50微米，優(yōu)選20-30微米；所述非晶纖維的長度為2-10mm，或者3-8mm，或者3-5mm。本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)非晶纖維的尺寸較低，例如直徑在10-50微米范圍內(nèi)時，只要非晶纖維的長徑比高于50，尤其是高于100 時，該非晶纖維仍然具有大巴克豪森效應(yīng)。因此，如果非晶纖維的長度過低，則難以檢測到。而在普通的紙張中，如果非晶纖維長度過長，非晶纖維與紙漿纖維的差別過大，往往會對造紙工藝產(chǎn)生不利影響。

在一種實施方式中，在本發(fā)明的防盜安全紙中，所述非晶裸纖維在該防盜安全紙中的含量為15-30m/m²，或者含量為每張A4紙是1米至2米。在非晶纖維的含量高于15m/m²(例如，在每張A4紙中非晶纖維的含量是1米以上時)時，目前市場上的檢測設(shè)備能夠以較高的精度檢測到。然而，如果含量太高，那么防盜安全紙的成本會大大提高，因此，優(yōu)選地，非晶纖維在該防盜安全紙中的含量為低于或等于30m/m²(例如，在每張A4紙中非晶纖維的含量是2米以下)。在一種實施方式中，所述非晶纖維在該防盜安全紙中的含量為3-30m/m²，例如每張A4紙中非晶纖維的含量是0.2米至2米。在3至低于15m/m²的含量范圍內(nèi)，雖然市售的檢測設(shè)備可能不容易檢測到，但是，仍然有可能通過調(diào)節(jié)檢測設(shè)備的參數(shù)而檢測到。

在一種實施方式中，在本發(fā)明的防盜安全紙中，所述非晶纖維是通過熔體提拉法制備的。不具有包覆層的非晶纖維也稱為非晶裸纖維。如上所述，本申請中所述的非晶裸纖維是通過“熔體提拉法”制備的，所述方法包括以下步驟：1.首先提供具有所需成分的母合金棒；2.利用感應(yīng)加熱或激光加熱的方式熔化母合金，使得母合金上端形成一個穩(wěn)定的熔潭；3.由機械裝置向上給進母合金，同時利用導(dǎo)向裝置與母合金連接的部位對母合金進行冷卻，防止母合金頂端以外的部分熔化；4.采用邊緣為錐狀的高速旋轉(zhuǎn)的銅輪對熔化的母合金進行切削，得到非晶裸纖維。本發(fā)明的切屑方法能夠得到直徑非常小的非晶裸纖維，例如該直徑可以為10-50微米，或者20-30微米。該纖維非常適合于制備本發(fā)明的防盜安全紙。該方法在生產(chǎn)連續(xù)的長非晶纖維方面受到限制。

在一些實施方式中，本發(fā)明的防盜安全紙通過采用非晶裸纖維直接植入紙張當中而制備。通過這種方式，可以制備具有有序排列的非晶纖維的防盜安全紙。

對于非晶纖維的材料而言，沒有特別限制，只要能夠達到本發(fā)明的目的即可。在一些實施方式中，所述非晶裸纖維含有：

a)Co，F(xiàn)e，Mn，Ni中的一種或多種元素；

b)Si，B，C中的一種或多種元素；和

c)任選的稀土或過渡族金屬。

這種組成的非晶纖維中，組分a)是具有鐵磁性物質(zhì)的組分，組分b)是非金屬合金元素。組分c)是任選的，添加組分不同的配比有可能使得材料產(chǎn)生大巴克豪森效應(yīng)的開關(guān)場位置發(fā)生位移。

在一些優(yōu)選的實施方式中，非晶纖維含有：1-15重量％的Fe；2-12重量％的Si；總量為2-25重量％的選自B、Nb、Cu、Mn、Mo、Ni、Cr和Al中的一種或多種；以及Co。在一些優(yōu)選的實施方式中，非晶纖維含有：1-15重量％的Fe；2-12重量％的Si；總量為2-25重量％的選自B、Nb、Cu、Mn、Mo、Ni、Cr和Al中的一種或多種；以及余量的Co。具有這種組成的非晶纖維在本發(fā)明中是優(yōu)選的，因其材料來源廣泛，易于制備。

對于本發(fā)明的防盜安全紙而言，其中所述非晶纖維在紙張中的分布范圍沒有限制，在具體的實施方式中，所述非晶纖維可以以滿版分布、定位分布或其組合的方式分布在所述防盜安全紙中。滿版分布是指非晶纖維分布的范圍遍及整個紙張。定位分布是指非晶纖維分布的范圍在紙張的某個固定范圍內(nèi)，例如僅在紙張的邊緣部分，或者一個角落。

對于本發(fā)明的防盜安全紙而言，其中所述非晶纖維在紙張中的排列方式?jīng)]有具體的限制。在一些實施方式中，所述非晶纖維在防盜安全紙中以有序排列、無序排列或其組合的方式在所述防盜安全紙中排列。

本發(fā)明中非晶纖維以無序滿版分布或有序滿版分布或無序定位分布或有序定位分布在紙張當中的實例如圖4、圖5、圖6、圖7中所示。

實施例

本發(fā)明的實施例中使用的原料都是常規(guī)的，可以從市場上購得，或者能夠在實驗室中通過常規(guī)的方法制備。

檢測方法：

本發(fā)明的實施例中使用的檢測設(shè)備是電磁(EM)標簽檢測設(shè)備，如：先訊美資生產(chǎn)的電磁標簽檢測門。

檢測的原理可以描述如下：

檢測設(shè)備含有信號發(fā)射裝置和信號接收裝置。信號發(fā)射裝置是通過在感應(yīng)線圈中施加一個交變電流或交變電壓的方式，產(chǎn)生激勵磁場區(qū)，激勵 磁場是一個交變的磁場。信號接收裝置是一個感應(yīng)線圈。當非晶纖維進入激勵磁場區(qū)時，由于其具有大巴克豪森效應(yīng)，在交變磁場的激勵下，其內(nèi)部磁疇結(jié)構(gòu)會發(fā)生快速變化，在信號接收裝置中的感應(yīng)線圈中感生出的電磁脈沖信號或高次諧波。當信號接收裝置檢測到電磁脈沖信號或高次諧波時，說明檢測區(qū)域中出現(xiàn)目標檢測物。

實施例1

非晶裸纖維的制備，熔體提拉法

下面參考附圖1，介紹本發(fā)明的非晶裸纖維的制備方法。

首先提供Co基母合金棒，該合金棒的熔點為970℃，直徑為7mm，成分為Co_71.8Fe_4.9Nb_0.8Si_7.5B₁₅。

利用感應(yīng)加熱的方式熔化母合金，加熱到1200度，使得母合金上端形成一個穩(wěn)定的熔潭；

由圖2所示的機械裝置以2mm/秒的速度向上給進母合金，同時利用導(dǎo)向裝置與母合金連接的部位對母合金進行冷卻，防止母合金頂端以外的部分熔化；

采用邊緣為錐狀的高速旋轉(zhuǎn)的銅輪對熔化的母合金進行切削，得到非晶裸纖維。

實施例1制備的連續(xù)的非晶裸纖維20±2微米的直徑。

將獲得的連續(xù)的非晶裸纖維切成長度為0.5毫米，1毫米，2毫米，5毫米，10毫米和15毫米備用。

實施例2

通過將實施例1中制備的非晶纖維直接植入紙張當中制備具有不同的非晶纖維含量的紙張，其中，非晶纖維在紙張中的總長度分布分別為0.5m/A4紙，0.75m/A4紙，1m/A4紙，2m/A4紙。對制備的含有非晶纖維的紙進行測試，結(jié)果如下(其中每個結(jié)果是對1000張紙重復(fù)檢測得到的統(tǒng)計結(jié)果，檢出率是指將紙張放入檢測儀器的檢測區(qū)時，檢測儀器報警的次數(shù))：

從以上結(jié)果可以看出，實施例1中制備的玻璃包覆非晶纖維具有具有大巴克豪森效應(yīng)。在非晶纖維的長度低于或等于1mm的情況下，儀器對這種防盜安全紙的檢出率低于56％，然而在非晶纖維的長度高于2mm的情況下，儀器對防盜安全紙的檢出率高于79％，尤其是在非晶纖維在A4紙中的總長度為1m以上時，檢出率達到了98％以上。

以上所述僅是本發(fā)明的示范性實施方式，而非用于限制本發(fā)明的保護范圍，本發(fā)明的保護范圍由所附的權(quán)利要求確定。

本申請要求于2015年4月3日遞交的中國專利申請第201510156031.0號的優(yōu)先權(quán)，在此全文引用上述中國專利申請公開的內(nèi)容以作為本申請的一部分。