CN112428632B - 一种荧光夹层防伪材料及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种荧光夹层防伪材料及其应用。所述荧光夹层防伪材料，是在两层生物纤维素膜之间压合有荧光材料。本发明采用了具有微观超细网状结构的生物纤维素膜作为荧光材料的基材，在压合后可以将荧光材料牢牢固定在所述网状结构中，使得制得的防伪材料的荧光图案具有长时间使用完全不会脱落的技术效果，同时印刷印制可以采用已知的各种印刷方法，如胶印、凹版印刷、柔性版印刷、丝网印刷等。具有印刷方式灵活、荧光材料不受限制、且防伪图案设计可以更为复杂精确的技术效果。
Description
技术领域
本发明涉及防伪安全技术领域，尤其是涉及一种荧光夹层防伪材料及其应用。
背景技术
防伪技术是指为了达到防伪目的而采取的便于使用者辨别真伪措施，防伪技术在一定范围内能准确鉴别真伪，并不易被仿制和复制的技术。简单的说就是防止仿造，仿冒的技术。为保护企业品牌、保护市场、保护广大消费者合法权益而采取的一种防范性技术措施。防伪技术种类很多，主要有印刷防伪技术、化学材料防伪技术、物理防伪技术、数码信息防伪技术、结构和包装防伪技术、人体和生物特征防伪技术等。
其中荧光防伪材料现在应用较多，荧光防伪材料在一般可见光照射下时，呈现无色，当在365/254nm紫外灯照射下，呈现红、黄、绿、蓝等发光颜色。但是荧光防伪材料在使用时，存在防伪图案单一（比如安全线）、在新型材料中只能呈分散状态加入（比如塑胶射出）或防伪图案易脱落变形等缺陷。。
发明内容
为了克服上述技术缺陷，本发明提供一种荧光夹层防伪材料及其应用。其具有防伪图案可以按需要设计、图案复杂、附着牢固不易脱落等优点。
本发明的荧光夹层防伪材料，是在两层生物纤维素膜之间压合有荧光材料。生物纤维素（Biocellulose），又称为细菌纤维素（Bacterial cellulose, BC），其是由醋酸菌属、土壤杆菌属、根瘤菌属等种的某些微生物合成的纤维素。与植物纤维素不同，生物纤维素并不是细菌细胞壁的结构成分，而是细菌分泌到细胞外的产物，它呈独立的丝状纤维形态，是由单纯的葡萄糖缩聚而成的纤维素，其纤维素含量极高，且不掺杂木质素、半纤维素等其他多糖类杂质，同时，其与植物纤维素的微纤维模式也相差很多。生物纤维素产生菌常见的菌种为木醋杆菌、木葡糖酸醋杆菌等。其超高纯的纤维素结构使得其外观具有凝胶的特性和观感，生物纤维素凝胶具有高结晶度（可达 95%）和高聚合度（DP 值 2000-8000）；具有超精细的网状结构和抗张强度，其还具有优秀的持水能力和较高的生物相容性、及可降解性。目前已经被广泛应用于食品、医药等各个领域。
本发明采用生物纤维素膜作为荧光材料的附着基材，可以将已知的各种荧光材料，如荧光油墨、稀土荧光材料、量子点荧光材料等，根据防伪用户的需要，设计制作成各种防伪图案，如安全线、安全码、商品标识、商品logo、商品产地、商品溯源码等，经过印刷印制的方法将荧光防伪图案转印在生物纤维膜上，并在其上再覆盖一层生物纤维素膜，可以起到更好的固定和防护作用。本发明的荧光夹层防伪材料，由于采用了具有微观超细网状结构的生物纤维素膜作为荧光材料的基材，在压合后可以将荧光材料牢牢固定在所述网状结构中，使得制得的防伪材料的荧光具有长时间使用完全不会脱落的技术效果，同时印刷印制可以采用已知的各种印刷方法，如胶印、凹版印刷、柔性版印刷、丝网印刷等。具有印刷方式灵活、荧光材料不受限制、且防伪图案设计可以更为复杂精确的技术效果。
本发明的荧光夹层防伪材料，优选地，所述生物纤维素膜的厚度在0.1mm-20mm之间，所述生物纤维素膜的含水量在30wt%以下。生物纤维膜可以采用机械压缩或者热风干燥脱水的方式将含水量降至30wt%以下，再按照使用需要切割成所需要的厚度。
进一步地，本发明的荧光夹层防伪材料，所述生物纤维素膜在压合前，在10-25wt%的氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液中、温度80-100度下、浸泡2-8小时。本发明研究发现，经过适当碱处理后的生物纤维素膜，在其表面具有更多活泼羟基，在将荧光材料压合在其中时，可以很好地结合荧光材料的荧光粒子，将其吸附固定。故而本发明进一步采取将生物纤维素膜经过碱浸泡后，再制作成荧光夹层防伪材料，经试验发现，其荧光粒子附着牢固性更有所提高。使得图案非常复杂的防伪图案（如全息图像）也可以得到牢固的固定，在使用过程中不会因摩擦脱落而导致防伪信息的丢失。
本发明的荧光夹层防伪材料，其中所述生物纤维素由生物纤维素产生菌在发酵培养基中静态发酵制得，生物纤维素产生菌包括木醋杆菌或木葡糖酸醋杆菌。所述发酵培养基中含有适量碳源、氮源和微量元素，所述碳源包括葡萄糖、蔗糖、麦芽糖和乳糖中的一种或多种；氮源包括牛肉膏或蛋白胨，用冰醋酸或柠檬酸调节培养基pH值达到3.5-5.0；所述发酵培养基优选采用椰子水作为碳源供应，优选含体积比80-90%的椰子水。
根据本发明一种优选的实施方式，本发明的荧光夹层防伪材料的制备方法，可以包括步骤：
1）将发酵制得的生物纤维素膜在10-25wt%的氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液中、温度80-100度下、浸泡2-8小时；
2）浸泡后的生物纤维素膜机械压缩脱水或热风干燥脱水至含水量在30wt%以下，切割成厚度在0.1mm-20mm之间的薄膜；
3）将荧光材料压合在两层生物纤维素薄膜中间；
4）在100-180度的条件下压合30-600分钟。
上述制备方法，所述荧光材料包括荧光油墨、稀土荧光材料、量子点荧光材料等等。所述荧光材料可以按照用户需要设计成各种防伪图案，如安全线、安全码、商品标识、商品logo、商品产地、商品溯源码、全息图像等，设计成防伪图案的荧光材料通过印刷的方式印制在一层生物纤维素膜上，再将另外一层生物纤维膜覆盖其上后，优选在120-150度的条件下压合60-120分钟。可以得到更佳的印制固定效果。
本发明得到的荧光夹层防伪材料，可以广泛应用在票证、防伪标识、警示标识中，用于验证票证、防伪标识的真实性、来源性等；因为荧光材料在可见光时无法直接看到，在验证时需采用紫外光检测设备来进行检测，即可以在特定条件下查看相关的防伪信息。所述防伪材料可以采用内嵌的方式直接使用在商品吊牌、票证部分结构、或者需警示物上，也可以按照需求再加工成其他需要使用的方式。
具体实施方式
为进一步说明本发明，结合以下实施例具体说明：
本发明中的生物纤维素湿膜用现有的技术制备，比如静态浅盘发酵或者动态发酵罐发酵等，实施例中涉及的生物纤维素湿膜的一种制备方法是：制备生物纤维素发酵培养基，培养基中含有葡萄糖、蔗糖等适量碳源，添加适量氮源和微量元素，调节pH值为3.5-5.0，培养基杀菌后接入10%（体积比）发酵菌，发酵菌可以为木醋杆菌或木葡糖酸醋杆菌；于34℃、浅盘发酵7天，浅盘表面获得至少20mm厚的生物纤维素水凝胶膜。用乙醇或水冲洗干净备用。
实施例1：荧光夹层防伪材料的制备
制备方法包括步骤：
1）将发酵制得的生物纤维素膜在20wt%的氢氧化钠溶液中、温度90度下、浸泡6小时；
2）浸泡后的生物纤维素膜机械压缩脱水或热风干燥脱水至含水量在20wt%以下，切割成厚度在6-8mm之间的薄膜；
3）将已设计好的防伪图案利用荧光油墨印制在一层生物纤维素膜上，再用另一层生物纤维素膜覆盖其上；
4）在150度的条件下压合60分钟。
其中防伪图案可以设计成多种形式，如安全线、安全码、商品标识、商品logo、商品产地、商品溯源码、全息图像等。制得的防伪材料在可见光下透明无色，在紫外光照射下可显现出其中的荧光防伪图案。
实施例2：荧光夹层防伪材料的制备
制备方法包括步骤：
1）将发酵制得的生物纤维素膜在15wt%的氢氧化钾溶液中、温度80度下、浸泡8小时；
2）浸泡后的生物纤维素膜机械压缩脱水或热风干燥脱水至含水量在25wt%以下，切割成厚度在8-10mm之间的薄膜；
3）将已设计好的防伪图案利用稀土荧光材料印制在一层生物纤维素膜上，再用另一层生物纤维素膜覆盖其上；
4）在120度的条件下压合120分钟。
其中防伪图案可以设计成多种形式，如安全线、安全码、商品标识、商品logo、商品产地、商品溯源码、全息图像等。制得的防伪材料在可见光下透明无色，在紫外光照射下可显现出其中的荧光防伪图案。
实施例3：荧光夹层防伪材料的制备
制备方法包括步骤：
1）将发酵制得的生物纤维素膜在10wt%的氢氧化钠溶液中、温度100度下、浸泡4小时；
2）浸泡后的生物纤维素膜机械压缩脱水或热风干燥脱水至含水量在15wt%以下，切割成厚度在2-4mm之间的薄膜；
3）将已设计好的防伪图案利用量子点荧光材料印制在一层生物纤维素膜上，再用另一层生物纤维素膜覆盖其上；
4）在180度的条件下压合30分钟。
其中防伪图案可以设计成多种形式，如安全线、安全码、商品标识、商品logo、商品产地、商品溯源码、全息图像等。制得的防伪材料在可见光下透明无色，在紫外光照射下可显现出其中的荧光防伪图案。
对比实施例1：
在步骤3）中仅使用一层生物纤维素膜，不使用另一层压合。即将实施例1的荧光油墨防伪图案直接印制在一层生物纤维素膜上。
对比实施例2：
将实施例1的荧光油墨防伪图案印制在300克铜版纸上。
对比实施例3：
在对比实施例2的荧光油墨防伪图案上再覆盖一层热塑性膜。
实验例：采用上述实施例的产品进行牢固性实验，实验过程是：
A：取样品，用拇指放在印有防伪图案的部位，以3KGF左右的力来回擦拭30次。
B：取样品，用蘸取75%酒精的白棉纱布在印有防伪图案的部位来回擦拭30次。
C：取样品，用蘸取95%酒精的白棉纱布在印有防伪图案的部位来回擦拭30次。
D：取样品，用蘸取少量汽油的白棉纱布在印有防伪图案的部位来回擦拭30次。
实验结果
在紫外灯照射下，观察上述样品的防伪图案，图案不可缺口/断线/油墨粘附不良等。观察结果如下：
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 对比实施例1 | 对比实施例2 | 对比实施例3 | |
| A | 图案清晰无变形 | 图案清晰无变形 | 图案清晰无变形 | 图案清晰无变形 | 图案边缘有缺口断线 | 图案清晰无变形 |
| B | 图案清晰无变形 | 图案清晰无变形 | 图案清晰无变形 | 图案边缘有缺口断线 | 图案整体不清晰 | 图案清晰无变形 |
| C | 图案清晰无变形 | 图案清晰无变形 | 图案清晰无变形 | 图案整体不清晰 | 图案整体不清晰 | 图案有轻微缺口断线 |
| D | 图案清晰无变形 | 图案清晰无变形 | 图案清晰无变形 | 图案整体不清晰 | 图案整体掉落 | 图案不清晰、整体有油墨脱落 |
从以上实验可以看出，本发明的荧光夹层防伪材料，采用了具有微观超细网状结构的生物纤维素膜作为荧光材料的基材，在压合后可以将荧光材料牢牢固定在所述网状结构中，使得制得的防伪材料的荧光图案具有长时间使用完全不会脱落的技术效果，同时印刷印制可以采用已知的各种印刷方法，如胶印、凹版印刷、柔性版印刷、丝网印刷等。具有印刷方式灵活、荧光材料不受限制、且防伪图案设计可以更为复杂精确的技术效果。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。
Claims (11)
1.一种荧光夹层防伪材料，其特征在于，所述防伪材料是在两层生物纤维素膜之间压合有荧光材料，所述荧光材料通过印刷的方式印制在一层生物纤维素膜上，再将另外一层生物纤维膜覆盖其上。
2.根据权利要求1所述的荧光夹层防伪材料，其特征在于，所述生物纤维素膜的厚度在0.1mm-20mm之间，所述生物纤维素膜的含水量在30wt%以下。
3.根据权利要求1或2所述的荧光夹层防伪材料，其特征在于，所述荧光材料包括荧光油墨、稀土荧光材料、量子点荧光材料。
4.根据权利要求1或2所述的荧光夹层防伪材料，其特征在于，所述生物纤维素膜在压合前，在10-25wt%的氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液中、温度80-100度下、浸泡2-8小时。
5.根据权利要求1所述的荧光夹层防伪材料，其特征在于，所述生物纤维素由生物纤维素产生菌在发酵培养基中静态发酵制得，生物纤维素产生菌包括木醋杆菌或木葡糖酸醋杆菌。
6.根据权利要求5所述的荧光夹层防伪材料，其特征在于，所述发酵培养基中含有适量碳源、氮源和微量元素，所述碳源包括葡萄糖、蔗糖、麦芽糖和乳糖中的一种或多种；氮源包括牛肉膏或蛋白胨，用冰醋酸或柠檬酸调节培养基pH值达到3.5-5.0。
7.根据权利要求5所述的荧光夹层防伪材料，其特征在于，所述发酵培养基采用椰子水作为碳源供应，其中含体积比80-90%的椰子水。
8.权利要求1所述的荧光夹层防伪材料的制备方法，其特征在于，包括步骤：
（1）将发酵制得的生物纤维素膜在10-25wt%的氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液中、温度80-100度下、浸泡2-8小时；
（2）浸泡后的生物纤维素膜机械压缩脱水或热风干燥脱水至含水量在30wt%以下，切割成厚度在0.1mm-20mm之间的薄膜；
（3）将荧光材料压合在两层生物纤维素薄膜中间，即荧光材料通过印刷的方式印制在一层生物纤维素膜上，再将另外一层生物纤维膜覆盖其上；
（4）在100-180度的条件下压合30-600分钟。
9.根据权利要求8所述的荧光夹层防伪材料的制备方法，其特征在于，所述荧光材料包括荧光油墨、稀土荧光材料、量子点荧光材料。
10.根据权利要求8所述的荧光夹层防伪材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（4）是在120-150度的条件下压合60-120分钟。
11.权利要求1所述的荧光夹层防伪材料在票证、防伪标识、警示标识中的应用。
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