CN109830175A - 一种防伪标记及防伪纸 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种防伪标记，包括光子晶体层和全息图案层，所述光子晶体层涂布于所述全息图案层上；所述全息图案层中设置有防伪图案；通过所述全息图案层中的防伪图案的衍射以及所述光子晶体层的禁带对所述防伪图案的反射相结合而形成防伪标记。本发明提供的防伪标记具有优异的防伪效果，易于辨识，且具有角度光变的结构色色彩效果，对于包装防伪行业来说，具有非常大的吸引力。而且无论是从材料微观结构上，还是产品整体呈现的色彩效果，极大的提高了假冒产品的门槛。该产品摒弃了使用化学染料、重金属成分，绿色环保，而且由于生产成本低，具有广泛的市场价值。

Description

一种防伪标记及防伪纸

技术领域

本发明涉及防伪技术领域，具体涉及一种防伪标记及防伪纸。

背景技术

根据国际品牌保护与反假冒委员会(IBPAC)估计，全球假冒产品约占国际贸易额的7％-9％，预计每年超过2500亿美元，2009-2014年品牌保护市场平均增长率达到11.1％，截止2014年已增长至114亿美元。在我国，假冒伪劣商品年产值在3000-4000亿元，特别在烟、酒、药品、食品等行业，已严重影响和危害了国民的人身健康，打假刻不容缓。

易于识别的防伪包装，有助于企业品牌保护和消费者识别假冒伪劣产品。现有防伪纸张多采用植入安全线，纤维等方式，此类防伪纸张防伪技术易于模仿，防伪效果较差。OVI光变油墨，因其动态变色效果无法用高清晰度扫描仪，彩色复印机行复制，防伪可靠性强，被世界上多个国家用于要求较严，难度较大的纸币防伪，但存在制作工艺复杂，价格高昂，很难用于大宗消费品防伪包装。

而且目前市面上防伪标识，例如授权公告号为CN100397260C的中国发明专利中公开的防伪标识须通过高真空镀膜、彩色印刷及特种印刷等工艺步骤才能够达到防伪目的，再次生产工艺过程中，一方面制作工艺复杂，而且对工艺的要求高，尤其是在镀膜过程中要求形成均匀的高折射率保护层；另一方面该制备工艺消耗大量的能量，造成严重的环境污染。

发明内容

有鉴于此，本发明致力于提供一种防伪标记，该防伪标记利用光子晶体层取代高真空镀铝或者镀其他介质所形成的高折射率材料保护层，其制备工艺简单，无任何的金属污染等。

本发明的实施例提供了一种防伪标记，其包括：光子晶体层和全息图案层，其中，所述光子晶体层涂布于所述全息图案层上；通过所述全息图案层中的防伪图案的衍射以及所述光子晶体层的禁带对所述防伪图案的反射相结合而形成防伪标记。

光线经过光子晶体的周期性排列结构的布拉格衍射作用，选择性的反射特定波长的可见光，进而形成三维结构色。这种结构色是对现行印刷使用的传统颜料染料的颠覆，它所呈现的色彩完全不是来源于任何颜料或染料，无法用常规的化学色素调色复现，防伪技术难度大。并且，显色工艺简单、稳定、廉价、环保无污染。结构色反射率高，色彩饱和度高，色彩持久，同时还具有虹彩现象和偏振效应，使得光子晶体结构色颜色可随观测角度的变化而不同，即角度光变效果。

所述全息图案层具有微纹理结构，一方面其能够根据客户需求而定制成不同的图案，另一方面，其能够发生光的衍射，形成具有彩虹光泽或者白光光泽的色彩效果。因此，通过所述全息图案层提供的图案，光的衍射以及所述光子晶体层的禁带对所述图案的反射相结合而形成具有三维结构色，全息图案、全息光学色彩的防伪标记，所形成的防伪标记无法模仿。

在本发明的一个具体实施方式中，所述光子晶体层由单分散的纳米微球构筑而成。

在本发明的一个具体实施方式中，所述纳米微球呈现密堆积的形式。例如，六方密堆积(HCP)(又称镁型堆积)，面心立方密堆积(FCC)(又称铜型堆积)，体心立方堆积(BCC)(又称钾型堆积)。

在本发明的一个具体实施方式中，所述纳米微球的密堆积的形式为六方密堆积。

所述密堆积的纳米微球构成的光子晶体层具有光子带隙，光子带隙内的电磁波无法进入光子晶体内部，所对应的电磁波波长即该光子晶体的禁带。禁带内的电磁波由于光子带隙的禁阻作用会被反射而产生明亮鲜艳的结构色彩。

在本发明的一个具体实施方式中，所述纳米微球的折射率介于1.0～2.5之间。优选地，所述纳米微球的折射率介于1.3～2.0之间。更优选地，所述纳米微球的折射率介于1.5～1.9之间。

在本发明的一个具体实施例中，所述纳米微球的多分散系数小于等于5％，例如，所述纳米微球的多分散系数为5％，4.5％，4.0％，3.5％，3.0％，2.5％，2.0％，1.5％，1.0％，0.5％，0.3％，0.2％、0.1％、0.08％、0.06％、0.05％、0.04％、0.03％、0.02％或0.01％等。优选地，所述纳米微球的多分散系数小于3％。更优选地，所述纳米微球的多分散系数小于等于0.5％。

在本发明的一个具体实施方式中，所述纳米微球的粒径为80-1100nm。优选地，所述纳米微球的粒径为100-800nm。更优选地，所述纳米微球的粒径为120-400nm。例如，所述纳米微球的粒径为120nm、150nm、200nm、250nm、285nm、315nm、330nm、350nm、375nm或400nm等。

在本发明的一个具体实施方式中，所述光子晶体层的禁带波长范围为200～2000nm；优选地，所述波长范围为450～640nm。

在本发明的一个具体实施方式中，所述光子晶体层的厚度为1-50μm。优选地，所述光子晶体层的厚度为3-30μm。更优选地，所述光子晶体层的厚度为5-20μm。例如，所述光子晶体层的厚度为5μm、6μm、8μm、10μm、12μm、15μm、17μm、18μm、20μm、23μm、25μm或28μm等。

在本发明的一个具体实施方式中，所述全息图案层为镭射信息层，所述镭射信息层具有微纳纹理结构。微纳纹理结构通过光学衍射可产生全息微纳纹理图案以及色彩效果。同时，可根据客户需求，设计出不同的微纳纹理结构，进而呈现出不同综合效果的图案和色彩效果。

在本发明的一个具体实施方式中，所述防伪标记还包括胶黏剂层，所述胶黏剂层设置于所述光子晶体层上，用于将防伪标记复合于基底层上。所述黏胶剂层可以是现有技术中用于将光子晶体层复合于纸张上的任何胶黏剂，优选地，所述胶黏剂层由水性丁苯树脂、水性丙烯酸树脂、无溶剂复合胶等构成。

在本发明的一个具体实施方式中，所述防伪标记还包括转移涂层，所述转移涂层附着于所述全息图案层，用于防伪标记的转移和剥离。所述转移涂层具有良好的耐刮性，耐溶剂性，对整个产品起到保护作用，同时可满足常规的印刷要求。示例性地，所述转移涂层主要由水性聚氨酯构成。

在本发明的一个具体实施方式中，所述防伪标记还包括承载层，所述承载层附着于所述转移涂层，主要起承载的作用。当防伪标记复合于纸张等基材上时，可将承载层从转移涂层上剥离下来并回收，再重复使用。示例性地，所述承载层的达因值小于等于41。优选地，所述承载层的达因值小于等于37。优选地，所述承载层为树脂薄膜，例如为PET、PE、PVC等。

在本发明的一个具体实施方式中，所述光子晶体的原料选自聚苯乙烯、聚丙烯酸酯、聚丙烯酸、二氧化硅、氧化铝、二氧化钛、氧化锆、四氧化三铁、聚酰亚胺中的一种或多种。

本发明另一方面提供一种防伪纸，所述防伪纸包括上述所述的防伪标记。

在本发明的一个具体实施方式中，所述防伪纸包括光子晶体层、全息图案层、胶黏剂层和基底层，所述光子晶体层涂布于所述全息图案层，所述胶黏剂层设置于所述光子晶体层上，所述基底层粘附于所述胶黏剂层。

在本发明的一个具体实施方式中，所述防伪纸还包括转移涂层，所述转移涂层附着于所述全息图案层，用于防伪标记的转移和剥离。

本发明另一方面提供上述防伪标记的制备方法，其包括如下步骤：

(1)通过模压机将全息板上的图文复制到转移涂料上形成全息图案层；

(2)在步骤(1)中所述的全息图案层上涂布光子晶体涂料形成光子晶体层。

本发明又一方面提供上述防伪纸的制备方法，其包括如下步骤：

(1)通过模压机将全息板上的图文复制到转移涂料上形成全息图案层；

(2)在步骤(1)中所述的全息图案层上涂布光子晶体涂料形成光子晶体层。

在本发明的一个具体实施方式中，所述防伪纸的制备方法还包括步骤(3)将胶黏剂涂布于所述光子晶体层上，形成胶黏剂层。

在本发明的一个具体实施方式中，所述防伪纸的制备方法还包括步骤(4)将基底层复合于所述的胶黏剂层上。

示例性的，本申请所述的基底层可以为用于产品包装的材料，示例性地其可为铜版纸、白卡纸、内衬纸、水松纸、合成纸等现有技术中常用的纸张。

在本发明的一个具体实施方式中，所述防伪纸的制备方法还包括在步骤(1)之前，将转移涂料涂布于承载层上。

本发明提供的防伪标记至少具有以下有益效果之一：

本发明提供一种防伪标记，其利用光子晶体层取代镀铝或者镀其他介质等所形成的保护层，制备工艺简单，易于操作，所形成的防伪标志具有三维结构色，全息图案、全息光学色彩的防伪标记，具有优异的防伪效果，易于辨识，且具有光变的色彩效果，对于包装防伪行业来说，具有非常大的吸引力。而且无论是从材料微观结构上，还是产品整体呈现的色彩效果，极大的提高了假冒产品的门槛。该产品摒弃了使用化学染料、重金属成分，绿色环保，而且由于生产成本低，具有广泛的市场价值。

附图说明

图1所示为本发明一实施例提供的防伪标记的结构示意图。

图2所示为本发明一实施例提供的转移膜半成品的防伪标记的结构示意图。

图3所示为本发明一实施例提供的半成品的防伪标记的结构示意图。

图4所示为本发明一实施例提供的防伪纸的结构示意图。

图5所示为本发明一实施例提供的半成品的防伪标记的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

如图1所示，本实施例提供一种防伪标记，该防伪标记包括光子晶体层101和全息图案层102，光子晶体层101涂布于全息图案层102上。全息图案层102中含有防伪图案，通过光线在全息图案层102中的防伪图案的衍射以及光子晶体层101的禁带对防伪图案的反射相结合而形成防伪标记。

本实施例中的光子晶体层101由单分散的纳米微球构筑而成，纳米微球呈现密堆积的形式。密堆积的形式有六方密堆积(HCP)(又称镁型堆积)，面心立方密堆积(FCC)(又称铜型堆积)和体心立方堆积(BCC)(又称钾型堆积)等多种形式。本实施例中纳米微球的密堆积形式为六方密堆积。六方密堆积是对称性的一种，其空间利用率较高，约74％。

光子晶体层101可由选自聚苯乙烯、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸、二氧化硅、氧化铝、二氧化钛、氧化锆、四氧化三铁、聚酰亚胺中的一种或多种材料形成。本实施例中光子晶体层101由苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸共聚形成的纳米微球。

纳米微球的折射率介于1.0～2.5之间。优选地，所述纳米微球的折射率介于1.3～2.0之间。更优选地，所述纳米微球的折射率介于1.5～1.9之间。本实施例中，纳米微球的折射率为1.7。

纳米微球的多分散系数小于等于5％，例如，纳米微球的多分散系数为5％，4.5％，4.0％，3.5％，3.0％，2.5％，2.0％，1.5％，1.0％，0.5％，0.3％，0.2％、0.1％、0.08％、0.06％、0.05％、0.04％、0.03％、0.02％或0.01％等。优选地，纳米微球的多分散系数小于3％。更优选地，所述纳米微球的多分散系数小于等于0.5％。本实施例中，纳米微球的多分散系数为0.02％。

纳米微球的粒径为80-1100nm。优选地，所述纳米微球的粒径为100-800nm。更优选地，所述纳米微球的粒径为120-400nm。例如，所述纳米微球的粒径为120nm、150nm、200nm、250nm、285nm、315nm、330nm、350nm、375nm或400nm等。本实施例中纳米微球的粒径为315nm。

光子晶体层的禁带波长范围为200～2000nm，本实施例中禁带波长范围为450-640nm。

光子晶体层的厚度为1-50μm。优选地，所述光子晶体层的厚度为3-30μm。更优选地，所述光子晶体层的厚度为5-20μm。例如，所述光子晶体层的厚度为5μm、6μm、8μm、10μm、12μm、15μm、17μm、18μm、20μm、23μm、25μm或28μm等。本实施例中光子晶体层的厚度为6μm。

如图1所示，本实施例中的全息图案层102设置于转移涂层103上。转移涂层103用于防伪标记的转移、剥离和保护作用。其具有良好的耐刮性和耐溶剂性，一方面方便防伪标记的转移，另一方面对整个防伪产品起到保护作用。本实施例中，转移涂层103主要由水性聚氨酯构成，其可满足常规的印刷要求。

如图2所示，本实施例中的防伪标记还可以包括承载层104，其主要起承载的作用。本实施例中的承载层104是达因值为39，厚度为15μm的PET膜。其与转移涂层103具有一定的附着力，又具有一定的剥离性能，便于后期将其与转移涂层103分离。

如图3所示，本实施例中的防伪标记还可以包括胶黏剂层105，其涂覆与光子晶体层101上，用于将防伪标记复合于基底层106上。胶黏剂层105可以是现有技术中用于纸张复合的任何的胶黏剂，在本实施例中，胶黏剂层105由丁苯树脂构成。

实施例2

如图4所示，本实施例提供一种防伪纸，其包括光子晶体层101，全息图案层102，转移涂层103，胶黏剂层105和基底层106。转移涂层103上设置有全息图案层102，光子晶体层101涂布于全息图案层102上，胶黏剂层105设置于光子晶体层101上，基底层106粘合于胶黏剂层105上。基底层106可以为铜版纸、白卡纸、铜版标签纸、合成纸等现有技术中常用的纸张。

如图5所示，本实施例中的防伪纸的制备方法如下：

1)在以PET膜形成的承载层104上，利用涂布机涂布转移涂料形成转移涂层103，烘箱烘干，收卷。

2)在转移涂层103上面利用涂布机涂布信息层涂料，烘干收卷。

3)利用模压机，将模压机上全息版上的图文复制到信息层涂层上，形成全息图案层102，模压前根据客户需求定制不同纹理和效果的全息版。

4)在全息图案层102上，涂布光子晶体材料，烘箱烘干，获得组装好的纳米微球密堆积形成的光子晶体层101。

5)在光子晶体层101上涂布水性胶水形成胶黏剂层105，将基底层106粘合于胶黏剂层105上，经过烘箱烘干后收卷形成如图4所示的带有承载层104的防伪纸。

6)通过剥离机，剥离图4中的承载层104，即形成防伪纸。

本发明提供的防伪标记采用全息图案层提供图案，通过光线经过全息图案层本身时对图案的衍射，以及光子晶体层对光线的反射，二者相结合达到防伪的效果：其一方面具有结构色反射率高，色彩饱和度高，色彩持久，同时还具有虹彩现象和偏振效应，使得光子晶体结构色颜色可随观测角度的变化而不同，即角度光变效果；另一方面防伪标记还具有全息微纳纹理图案以及色彩效果，使得由其形成的产品在色彩上综合呈现出结构色和受结构色影响的特殊全息色彩效果，其很难被仿造，实用性好，实用性广，在智能包装、防伪溯源等领域有着广阔的应用前景。

本发明提供的防伪纸制备工艺简单，成本低，适用于多种基底层，而且省却了传统工艺中的镀膜过程，也即避免了镀膜所带来的高成本，高污染等问题。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种防伪标记，其特征在于，包括光子晶体层和全息图案层，

所述光子晶体层涂布于所述全息图案层上；

所述全息图案层中设置有防伪图案；

通过所述全息图案层中的防伪图案的衍射以及所述光子晶体层的禁带对所述防伪图案的反射相结合而形成防伪标记。

2.如权利要求1所述的防伪标记，其特征在于，所述光子晶体层由单分散的纳米微球构筑而成。

3.如权利要求2所述的防伪标记，其特征在于，所述纳米微球呈现密堆积的形式，优选地，所述纳米微球的密堆积形式为六方密堆积；

以及任选地，所述纳米微球的折射率介于1.0～2.5之间；

以及任选地，所述纳米微球的多分散系数小于等于5％，优选地，所述纳米微球的多分散系数小于等于0.5％；

以及任选地，所述纳米微球的粒径为80-1100nm，优选地，所述粒径为120-400nm。

4.如权利要求1所述的防伪标记，其特征在于，所述光子晶体层的禁带波长范围为200～2000nm；优选地，所述波长范围为450～640nm；

以及任选地，所述光子晶体层的厚度为1-50μm。

5.如权利要求1所述的防伪标记，其特征在于，所述全息图案层为镭射信息层，所述镭射信息层具有微纳纹理结构。

6.如权利要求1所述的防伪标记，其特征在于，还包括胶黏剂层，所述胶黏剂层设置于所述光子晶体层上，用于将防伪标记复合于基底层上。

7.如权利要求1-6中任一项所述的防伪标记，其特征在于，还包括转移涂层，所述转移涂层附着于所述全息图案层，用于防伪标记的转移和剥离；以及任选地，所述的防伪标记还包括承载层，所述承载层附着于所述转移涂层。

8.一种防伪纸，其特征在于，包括权利要求1-7中任一项所述的防伪标记。

9.如权利要求8所述的防伪纸，其特征在于，包括光子晶体层、全息图案层、胶黏剂层和基底层，所述光子晶体层涂布于所述全息图案层，所述胶黏剂层设置于所述光子晶体层上，所述基底层粘附于所述胶黏剂层；以及任选地，所述的防伪纸还包括转移涂层，所述转移涂层附着于所述全息图案层，用于防伪标记的转移和剥离。

10.防伪标记的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)通过模压机将全息板上的图文复制到转移涂料上形成全息图案层；

(2)在步骤(1)中所述的全息图案层上涂布光子晶体涂料形成光子晶体层。