專利名稱：具有定形結(jié)構(gòu)的防偽微粒、其制造工藝及防偽系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及防偽產(chǎn)品及其制造工藝，尤其涉及防偽微粒及其制造工藝。
背景技術(shù)：
在防偽設(shè)計(jì)中，微縮防偽圖案是防偽技術(shù)的重要組成部分，甚至是不可或缺的。圖案中可配有數(shù)字、字母等，肉眼難以直接識(shí)別，只能借助專門放大設(shè)備才能觀察到文字或圖像。因此，微縮防偽技術(shù)在各個(gè)行業(yè)中的應(yīng)用可以幫助消費(fèi)者迅速鑒別商品的真?zhèn)?，保護(hù)消費(fèi)者權(quán)益，同時(shí)幫助企業(yè)用戶打擊假冒產(chǎn)品、杜絕批量防造、保護(hù)企業(yè)品牌、維護(hù)企業(yè)形象，避免經(jīng)濟(jì)損失。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，偽造與防偽之間的矛盾越來(lái)越尖銳。尤其是隨著計(jì)算機(jī)圖形處理技術(shù)、彩色復(fù)印、高精度掃捕、高分辨率打印、數(shù)子化印刷技術(shù)及大型印刷設(shè)備的普及，使原有依靠微縮印刷工藝獲得的微縮防偽措施很容易被仿制。因此，研究和開發(fā)各種新型、高效的新型微縮防偽技術(shù)，是一項(xiàng)迫切需要的工作。中國(guó)專利CN2192930公開了一種晶粒式超微縮防偽標(biāo)識(shí)及帶有防偽標(biāo)識(shí)的產(chǎn)品，是采用集成電路的微細(xì)加工工藝，在硅或其它材料上印制出用戶所指定的特殊圖形標(biāo)志層，可粘貼或鑲嵌在產(chǎn)品或產(chǎn)品包裝上作為防偽標(biāo)志。圖形精細(xì)可達(dá)微米級(jí)，極難仿制。可通過肉眼、普通放大鏡或顯微鏡在不同層次上加以觀察，易于識(shí)別。這種微縮技術(shù)相對(duì)來(lái)說(shuō)生產(chǎn)成本極高，也很難形成規(guī)?；a(chǎn)，只有特定的用戶才能夠接受。中國(guó)專利CN201754317U公開的一項(xiàng)實(shí)用新型專利涉及一種納米微粒防偽標(biāo)識(shí)，包括基體，基體上印刷有信息層，其特征在于信息層上還印刷有一層透明的納米顆粒防偽層，納米顆粒防偽層上散布多個(gè)納米防偽顆粒。該實(shí)用新型解決了現(xiàn)有技術(shù)防偽標(biāo)識(shí)自身容易被仿冒的缺陷，具有不易被仿冒、使用壽命長(zhǎng)、防偽效果好的優(yōu)點(diǎn)。同樣，由于該技術(shù)是以標(biāo)簽的形式存在的，因此在使用領(lǐng)域上也具有很大局限性。中國(guó)專利CN101200022公開了一種基于微納激光沖擊波三維無(wú)損標(biāo)識(shí)的方法和裝置，涉及機(jī)械制造及激光器件領(lǐng)域。將激光沖擊波作為材料發(fā)生塑性變形的力源，基于微納米量級(jí)的激光沖擊光斑，利用計(jì)算機(jī)編程控制的軌跡多次沖擊形成所需的標(biāo)記，并具有標(biāo)識(shí)信息獲取和識(shí)別轉(zhuǎn)換功能，該發(fā)明通過采用可編程控制的激光沖擊軌跡和微納米量級(jí)的激光光斑沖擊的激光參數(shù)的控制，實(shí)現(xiàn)激光沖擊波打標(biāo)的三維高防偽性，以及激光沖擊波打標(biāo)的無(wú)損性。該技術(shù)同樣也存在著應(yīng)用領(lǐng)域的局限性。中國(guó)專利CN10141940公開了一種硬質(zhì)合金沖壓模具的制作方法，屬于沖壓模具的精細(xì)加工方法，克服現(xiàn)有技術(shù)在硬質(zhì)合金表面制作模具條紋尺寸太大的問題，提高目前貴重金屬貨幣、印章和其它通過沖壓形成圖紋的產(chǎn)品的防偽能力。其中包括涂膠步驟，曝光步驟，顯影步驟，老化處理步驟，側(cè)、背面保護(hù)步驟，刻蝕步驟，去膠步驟和鍍鉻步驟。該發(fā)明能縮短模具制作周期、降低成本，特別是能制作不同色彩、隱形圖紋和微納尺寸的文字等防偽圖案，圖紋線條最細(xì)可以達(dá)到nm(納米)級(jí)，深度和寬度之比也能達(dá)到10 I,甚至更大；Imm(毫米)范圍內(nèi)，條紋數(shù)量可以到數(shù)千條；能提高各種貴重金屬幣、章和其它通過沖壓形成圖紋的產(chǎn)品的防偽能力。中國(guó)專利CN102443281A公開提供一種將光化浮雕微縮圖像轉(zhuǎn)移到顏料表面的方法，其包括以下步驟提供基底材料；將光致抗蝕劑稀釋，均勻的涂刷在基底材料表面；將光致抗蝕劑涂層表面的圖像部分裸露，其余部分遮擋，然后對(duì)光致抗蝕劑涂層曝光；顯影和定影，得到光化微縮浮雕圖像；沉積顏料薄膜層；顏料薄膜層剝離。在顯微鏡下觀察采用本發(fā)明的方法得到的防偽顏料，可以看到顏料的邊界形狀和顏料兩個(gè)表面的圖文信息，在二線防偽功能上，可以更直接有效的控制該顏料所保護(hù)的產(chǎn)品的真?zhèn)?、產(chǎn)品的流向渠道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種具有定形結(jié)構(gòu)的防偽微粒、其制造工藝及防偽系統(tǒng)，其應(yīng)用范圍廣泛。為實(shí)現(xiàn)所述目的的具有定形結(jié)構(gòu)的防偽微粒的制造工藝，其特點(diǎn)是，包括步驟A，制作表面具有凹槽微結(jié)構(gòu)圖形的金屬模板；步驟B，在金屬模板的表面涂敷一層防粘或剝離涂層，并烘干；步驟C，將可固化的油墨液體刮涂于防粘或剝離涂層上，使油墨液體充滿金屬模板表面的凹槽微結(jié)構(gòu)圖形內(nèi)，然后刮去防粘或剝離涂層上的多余液體，將凹槽微結(jié)構(gòu)圖形內(nèi)油墨液體固化成固體微粒；步驟D，將固體微粒從金屬模板上剝落下來(lái)，形成定型結(jié)構(gòu)微粒。所述的制造工藝的較佳實(shí)施例中，在步驟A中，用微電子束或激光束雕刻工藝制得表面具有凹槽微結(jié)構(gòu)圖形的金屬模板，使該金屬模板平整、厚薄均勻。所述的制造工藝的較佳實(shí)施例中，在步驟A中，使金屬模板表面的微型凹槽深度在I微米 60微米之間，開口寬度在2微米 60微米之間，橫截面呈U形狀，模板上的凹槽微結(jié)構(gòu)圖形是由凹槽不間斷連接組成的。所述的制造工藝的較佳實(shí)施例中，在步驟B中，防粘或剝離涂層烘干后，該層厚度在O. 05微米 I微米之間。所述的制造工藝的較佳實(shí)施例中，在步驟C中，油墨是紫外線固化型、電子射線固化型或氧化聚合型，其顏色可以是所有著色劑中的任意一種或幾種組合。為實(shí)現(xiàn)所述目的的具有定形結(jié)構(gòu)的防偽微粒，其特點(diǎn)是由任一前述的制造工藝制造。為實(shí)現(xiàn)所述目的的一種防偽系統(tǒng)，其特點(diǎn)是，包括前述的防偽微粒以及基材或防偽油墨、涂料，該防偽微粒直接添加于該基材中或該防偽油墨、涂料中。由于本發(fā)明可以直接應(yīng)用到基材或油墨、涂料中，因此其應(yīng)用范圍廣泛。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例中定形結(jié)構(gòu)防偽微粒的制造工藝的流程示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的實(shí)施例中，凹槽微結(jié)構(gòu)圖形是指由凹槽構(gòu)成的微結(jié)構(gòu)圖形，圖形包括形狀、圖案、文字、字母等。具有定形結(jié)構(gòu)的防偽微粒的制造工藝首先采用微結(jié)構(gòu)技術(shù)制作具有凹槽微結(jié)構(gòu)圖形的金屬模板。通過金屬模板上涂覆油墨，使油墨固化后形成具有定形圖文結(jié)構(gòu)的高分子固體微粒。將定形圖文結(jié)構(gòu)顆粒從金屬模板上剝離下來(lái)，成為具有光學(xué)防偽功能的微細(xì)顆粒。本發(fā)明的實(shí)施例中，顆?？稍O(shè)計(jì)成特定可具識(shí)別的幾何形狀、文字圖案等，顆粒的表面還可以攜帶特定的文字圖案信息，具有光學(xué)防偽效果。不同形狀、大小、顏色、圖案的防偽顆粒具有I微米-200微米的平均粒徑，經(jīng)均勻分散后，可直接添加于相應(yīng)的基材中或用于制備特殊油墨，在應(yīng)用上具有更好的防偽效果，更低的制造成本，可廣泛應(yīng)用于票、證、有價(jià)證券及各種需要將別真?zhèn)蔚谋Ｃ苡〖?。如圖1所示，在本發(fā)明的實(shí)施例中，定形結(jié)構(gòu)微粒的制造工藝具體包括以下步驟。在步驟I中制作金屬模板，用微電子束光刻制版設(shè)備和工藝根據(jù)設(shè)計(jì)的細(xì)微文字和圖形圖案制作成光學(xué)掩模板，再通過感光膠曝光工藝借助于光學(xué)掩模板制作出具有凹凸版微型圖案或者凹槽微結(jié)構(gòu)圖形的感光膠板，該凹凸微型圖案(或者凹槽微結(jié)構(gòu)圖形)的凸出高度(或者凹槽深度)可控制在50納米-5000納米，優(yōu)選50納米-1000納米。然后利用電鑄工藝將感光膠板上的圖形信息、凹凸溝槽進(jìn)行金屬化復(fù)制，得到非常微細(xì)的凹凸?fàn)畹木哂形⒔Y(jié)構(gòu)圖形的金屬模板。所述圖形可以是幾何外形，包含圖案、文字或字母或者它們的組合。在步驟2中，制備可快速固化的油墨體系。這種油墨優(yōu)選采用紫外光固化體系的油墨，油墨粘度為200-2000厘泊之間。典型油墨配方如下:
脂肪族聚氨醋 丙烯酸酯 15份三丙二醇二丙烯酸酯16份
乙氧基三羥甲基丙烷三丙烯酸醋 35份二季戊四醇丙烯酸酯 20份光引發(fā)劑9073份
光引發(fā)劑3694份
光引發(fā)劑ΠΧ3份
該配方油墨粘度為1700 cp (25 O)將油墨涂布于步驟I中制得的采用具有凹槽微結(jié)構(gòu)圖形的金屬模板，使油墨液體充滿金屬模板表面的凹槽內(nèi)，然后刮去表面上多余的液體。在紫外光源下將凹槽內(nèi)油墨液體進(jìn)行聚合，固化成具有金屬模板表面一樣的微結(jié)構(gòu)圖形的固體微粒，聚合后油墨所產(chǎn)生的高分子顆?？傻玫脚c金屬模板一樣圖形。在步驟3中，在超 聲波條件下，用溶劑清洗金屬模板基片上的剝離膠，將固體微粒從金屬模板上剝落下來(lái)，溶劑優(yōu)先選擇水、乙醇等極性溶劑。剝離后的溶劑溶液再次經(jīng)超聲波進(jìn)行輕微的清洗處理，然后通過過濾、干燥，成為具有特殊外形圖案的定型結(jié)構(gòu)微粒。再以前述步驟制得的微結(jié)構(gòu)顏料應(yīng)用于防偽油墨中，就拓寬了微結(jié)構(gòu)防偽的應(yīng)用領(lǐng)域，同時(shí)又降低了防偽技術(shù)的應(yīng)用門檻。在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，設(shè)計(jì)金屬模板的三角形圖案為正三角形，每邊的長(zhǎng)度為50微米。三角形圖案采用滿版排列方式排列。每一個(gè)三角形具有2微米的間隔，保證每個(gè)圖案均能清晰顯現(xiàn)。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)在于一、由于使用了金屬模板，加上成熟的沖壓工藝設(shè)備，把規(guī)?；a(chǎn)輕易變?yōu)榭赡埽欢?、微形結(jié)構(gòu)顏料片的外形可以是漢字、數(shù)字、英文或其它外文，也可以制作成微形幾何形狀；三、由于該顆粒本身是一種油墨固化后所形成的有機(jī)高分子材料，因此其柔韌性、耐化學(xué)性均較普通的無(wú)機(jī)金屬微粒有明顯提高。不會(huì)出現(xiàn)普通片狀無(wú)機(jī)材料所出現(xiàn)的易斷裂等問題。本發(fā)明所得制作精度高，制作的微型結(jié)構(gòu)顆粒的外形尺寸很小，平均粒徑可以從I微米到200微米，在油墨制作中，根據(jù)需要優(yōu)選制備成平均粒徑10微米到80微米的片狀顏料。使用該顏料后，需要使用高倍放大鏡進(jìn)行觀察，通過顏料所反饋的圖案信息加以鑒別印品的真?zhèn)巍Ｔ擃伭系闹谱髟O(shè)備昂貴，制作工藝工序復(fù)雜，防偽效果可靠。再以定形結(jié)構(gòu)微粒應(yīng)用于防偽油墨中，拓寬了微結(jié)構(gòu)防偽的應(yīng)用領(lǐng)域，同時(shí)又降低了防偽技術(shù)的應(yīng)用門檻。
權(quán)利要求
1.具有定形結(jié)構(gòu)的防偽微粒的制造工藝，其特征在于，包括: 步驟A，制作表面具有凹槽微結(jié)構(gòu)圖形的金屬模板； 步驟B，在金屬模板的表面涂敷一層防粘或剝離涂層，并烘干； 步驟C，將可固化的油墨液體刮涂于防粘或剝離涂層上，使油墨液體充滿金屬模板表面的凹槽微結(jié)構(gòu)圖形內(nèi)，然后刮去防粘或剝離涂層上的多余液體，將凹槽微結(jié)構(gòu)圖形內(nèi)油墨液體固化成固體微粒；以及 步驟D，將固體微粒從金屬模板上剝落下來(lái)，形成定型結(jié)構(gòu)微粒。
2.如權(quán)利要求1所述的制造工藝，其特征在于，在步驟A中，用微電子束或激光束雕刻工藝制得表面具有凹槽微結(jié)構(gòu)圖形的金屬模板，使該金屬模板平整、厚薄均勻。
3.如權(quán)利要求1所述的制造工藝，其特征在于，在步驟A中，使金屬模板表面的微型凹槽深度在I微米 60微米之間，開口寬度在2微米 60微米之間，橫截面呈U形狀，模板上的凹槽微結(jié)構(gòu)圖形是由凹槽不間斷連接組成的。
4.如權(quán)利要求1所述的制造工藝，其特征在于，在步驟B中，防粘或剝離涂層烘干后，該層厚度在0.05微米 I微米之間。
5.如權(quán)利要求1所述的制造工藝，其特征在于，在步驟C中，油墨是紫外線固化型、電子射線固化型或氧化聚合型，其顏色可以是所有著色劑中的任意一種或幾種組合。
6.具有定形結(jié)構(gòu)的防偽微粒，其特征在于由權(quán)利要求1 5中任一項(xiàng)所述的制造工藝制造。
7.一種防偽系統(tǒng)，其特征在于，包括如權(quán)利要求6所述的防偽微粒以及基材或防偽油墨、涂料，該防偽微粒 直接添加于該基材中或該防偽油墨、涂料中。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于提供一種具有定形結(jié)構(gòu)的防偽微粒、其制造工藝及防偽系統(tǒng)，其應(yīng)用范圍廣泛。為實(shí)現(xiàn)所述目的的具有定形結(jié)構(gòu)的防偽微粒的制造工藝，其特點(diǎn)是，包括步驟A，制作表面具有凹槽微結(jié)構(gòu)圖形的金屬模板；步驟B，在金屬模板的表面涂敷一層防粘或剝離涂層，并烘干；步驟C，將可固化的油墨液體刮涂于防粘或剝離涂層上，使油墨液體充滿金屬模板表面的凹槽微結(jié)構(gòu)圖形內(nèi)，然后刮去防粘或剝離涂層上的多余液體，將凹槽微結(jié)構(gòu)圖形內(nèi)油墨液體固化成固體微粒；步驟D，將固體微粒從金屬模板上剝落下來(lái)，形成定型結(jié)構(gòu)微粒。
文檔編號(hào)G09F3/02GK103077657SQ20131001772
公開日2013年5月1日 申請(qǐng)日期2013年1月17日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月17日
發(fā)明者沈欣, 饒道軍 申請(qǐng)人:上海盛業(yè)印刷有限公司