一种币章的制作方法
【专利摘要】本发明的目的在于提供一种币章，该币章具有颜色光变防伪特征，从而提高了币章的防伪能力。本发明提供的币章包括币章基材和覆盖在所述币章基材的至少一部分表面上的镀层，所述币章基材与所述镀层相互配合以呈现颜色光变特征。
【专利说明】一种币章
【技术领域】
[0001]本发明涉及防伪领域，尤其涉及一种币章。
【背景技术】
[0002]目前，应用在硬币、纪念币、纪念章等币章上的光学防伪技术有很多种，例如隐形雕刻、全息图像、彩色移印等技术。
[0003]隐形雕刻是在币章表面上进行多重雕刻的技术。采用了隐形雕刻技术的币章，同一个雕刻凸纹图样会在不同的观察角度上呈现出不同内容的图像，即从某一角度下可以看到一种图像，而当倾斜或偏转雕刻面时，此前呈现的图像消失并呈现另一种图像。
[0004]全息图像技术是在币章表面图案生成过程中采用币章的模压工艺在其表面上形成光栅结构从而形成彩虹全息特征的技术。
[0005]彩色移印是将绘画艺术融合到造币技术中把红、黄、蓝、黑四色油墨利用特制印版移印到币章表面的技术，大大提高了产品的艺术观赏效果和防伪能力。此外，币章本身也能够提供金属色，或通过表面施加镀层实现颜色特征，但这些颜色特征均来自于金属基材或镀层材料本身对光的吸收和反射性质。
[0006]但是，随着人们对防伪要求的提高，需要不断开发新的防伪技术来提高币章的防伪能力。
【发明内容】
[0007]本发明的目的在于提供一种币章，该币章具有颜色光变防伪特征，从而提高了币章的防伪能力。
[0008]本发明提供一种币章，该币章包括币章基材和覆盖在所述币章基材的至少一部分表面上的镀层，所述币章基材与所述镀层相互配合以呈现颜色光变特征。
[0009]由于根据本发明的币章通过币章基材与镀层的相互配合来呈现颜色光变特征，所以根据本发明的币章能够获得丰富的、特点鲜明的光学防伪特征，从而实现更强的防伪能力，而且根据本发明的币章的工艺可行性也很强。
[0010]另外，与钞票、产品包装等柔性基材相比较，币章的刚性基材能够保证光变镀层的平整性和一致性，从而有利于流通过程中颜色光变特征的保持以及表达。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1为根据本发明一个实施方式的币章的剖面图；
[0012]图2示出了根据本发明另一实施方式的含有浮雕的币章的剖面图；
[0013]图3示出了根据本发明又一实施方式的具有保护层的币章的剖面图；以及
[0014]图4(a)、4(b)、4(c)分别示出了采用三种方法对根据本发明的币章的镀层进行图案化的剖面图。
【具体实施方式】
[0015]下面将结合附图来详细描述根据本发明的币章，以便更好地理解本发明的思想。应当理解，所述附图和详细描述只是对本发明优选实施方式的描述，并非以任何方式来限制本发明的范围。
[0016]如图1所示，根据本发明一种实施方式的币章I包括币章基材2和覆盖在所述币章基材2的至少一部分表面上的镀层3，所述币章基材2与所述镀层3相互配合以呈现颜色光变特征。
[0017]优选地，镀层3可以单独提供颜色光变特征，或者镀层3也可以与币章基材2相互配合来提供颜色光变特征，这将在下文中对镀层3的结构进行描述时做进一步说明。
[0018]优选地，镀层3可以是干涉型多层膜结构，该干涉型多层膜结构形成法布里-泊罗谐振腔，其对入射的白光具有选择作用，使得出射光线只包含某些波段，从而呈现特定的颜色；当入射角度变化时，与之相对的光程发生变化，干涉波段也发生变化，从而在出射角方向呈现给观测者的颜色也随之变化，从而形成光变效果。
[0019]所述干涉型多层膜结构可以包括下述结构中的任意一种:(1)由吸收层、低折射率介质层和反射层依次堆叠形成的镀层，其中该反射层与所述币章基材2的表面相接触，优选地，当币章基材2能够提供反射层的作用时，可以省略这里的反射层，这使得根据本发明的币章具备了独特的工艺优势，因为无须考虑反射层与币章基材之间的结合牢固度，从而更有利于币章的流通；(2)由高折射率介质层、低折射率介质层和高折射率介质层依次堆叠形成的镀层；以及(3)由吸收层、高折射率介质层和反射层依次堆叠形成的镀层，其中，该反射层与所述币章基材2的表面相接触，优选地，当币章基材2能够提供反射层的作用时，可以省略这里的反射层，这使得根据本发明的币章具备了独特的工艺优势，因为无须考虑反射层与币章基材之间的结合牢固度，从而更有利于币章的流通。优选地，上述的反射层的材料可以为具有高反射率的材料，如金、银、铜、铝、锌、镍、钛等以及它们的合金；上述的吸收层的材料要求是其折射率与吸光系数接近的材料，例如可以是半金属材料(如硅、锗等)，也可以是金属材料或其合金(如铬、铜、镍、镍铬合金等);上述的低折射率介质层的折射率小于1.7，例如可以是氟化镁、二氧化硅、冰晶石等；上述的高折射率介质层的折射率大于或等于 1.7，例如可以是 ZnS, TiN, Ti02、T1, Ti2O3' Ti3O5' Ta2O5' Nb2O5' Ce02、Bi2O3' Cr2O3>Fe203> HfO2, ZnO 等。
[0020]在制备根据本发明的币章I时，镀层3可以通过热蒸发、电子束蒸发、磁控溅射等物理或化学气相沉积的方法获得，并且优选地与币章基材2的表面同形覆盖，即其形貌与币章基材2的表面形貌同形，从而保证了币章I的触感。
[0021]优选地，如图2所示，币章基材2的其上覆盖有镀层3的表面上可以形成有浮雕4并且镀层3覆盖在浮雕4上，该浮雕4为宏观浮雕，通常可以通过触摸感受。本领域技术人员应当理解的是，除了其上覆盖有镀层3的币章基材表面之外，币章基材2的其他部分的表面上也可以形成有浮雕4，而且镀层3优选与浮雕4同形覆盖。所述浮雕4提供了宏观的浮雕图案或文字特征，而且其可以通过币章的模具冲压工艺来实现。所述浮雕4能够对形成在其表面上的镀层3起到形状调制的作用，相当于调制了观察者的观察角度，由于镀层3的颜色随着观察角度的变化而改变，因此浮雕4的存在能够为币章I提供更多的光学防伪特征。下面结合图2对浮雕4的效果进行示例性的描述。在图2中，币章基材2为铝锌合金，币章基材2的表面上通过币章的冲压工艺形成浮雕4，利用真空镀膜机在浮雕4上依次形成厚度为430nm的S12和厚度为5nm的Cr层，这样在漫散射标准光源下实际观察时，将在位置6垂直观察到洋红色，倾斜观察到绿色，对于位置5和7将在垂直观察时呈现绿色。因此，在实际设计和生产中，可以根据需要，充分利用币章的冲压工艺所形成的浮雕4，区域化地调制具有颜色光变特征的镀层3的颜色随观察角度的分布，从而实现丰富的特色鲜明的防伪特征。
[0022]优选地，所述币章基材2的其上覆盖有镀层3的表面上可以形成有全息光栅并且镀层3覆盖在全息光栅上；当然在币章基材2的其上覆盖有镀层3的表面上已经形成了浮雕4的情况下，还可以在浮雕4上形成该全息光栅并之后在该全息光栅上形成镀层3。所述全息光栅的周期范围可以为0.5 μ m?5 μ m、沟槽深度范围可以为0.03 μ m?0.8 μ m、槽形可以为矩形、正弦型、锯齿形或其它类似的形状以及它们的组合。全息光栅结构能够提供衍射图案，其与镀层3相结合，可以形成更丰富的光学防伪特征。
[0023]优选地，所述币章基材2的其上覆盖有镀层3的表面上可以形成有亚波长光栅并且镀层3覆盖在该亚波长光栅上；当然在币章基材2的其上覆盖有镀层3的表面上已经形成了浮雕4的情况下，还可以在浮雕4上形成该亚波长光栅并之后在该亚波长光栅上形成镀层3。所述亚波长光栅的周期范围可以为0.2 μ m?0.5 μ m，亚波长光栅对镀层3进行调制，形成不同于无亚波长光栅区域的光学特征。比如，亚波长光栅是周期为320nm、槽深为120nm的一维矩形光栅，镀层3是三层镀层结构，即反射层Al的厚度为60nm、介质层T12的厚度为150nm、吸收层Cr的厚度为4nm，则当观察方向与光栅方向垂直时为绿色，在自身平面内旋转90° (即观察方向与光栅方向在同一平面内)时为金黄色，而且透过偏振镜观察再现光具有明显的偏振性。再比如，根据本发明的币章I中的亚波长光栅是二维正弦光栅，其周期为0.35 μ m、深度为0.15μπι;镀层3为Al/MgF2/Cr结构，其中Al层厚度为30nm, MgF2厚度为400nm，Cr厚度为5nm，则具有亚波长光栅的区域中镀层3呈现红色，在没有亚波长光栅的区域中镀层3呈现金色。
[0024]另外，所述币章基材2的其上覆盖有镀层3的表面上可以形成有上述的全息光栅、亚波长光栅中的任意一种或其组合，而且所形成的全息光栅、亚波长光栅优选被镀层3同形覆盖。
[0025]另外，图3示出了为了增加根据本发明的币章I的使用寿命而在币章I的镀层3上涂覆保护层8的实施例。其中，可以在镀层3的表面上涂覆UV固化材料作为保护层8，然后利用UV光源对保护层8进行照射形成固化的保护层。所述保护层8应至少是局部半透明的，从而保证根据本发明的币章I的颜色光变特征不受保护层8的影响。而且，所述保护层8可以只保护币章I的一个表面，例如上表面，当然也可以对币章I的多个或全部表面进行保护。所述保护层8还可以例如通过印刷、蒸镀、溅射等方法获得。优选地，所述保护层8的形貌与镀层3的表面形貌相同，从而保证了币章I的触感。
[0026]优选地，镀层3中可以形成有镂空图案，其中所述镂空图案可以为宏观图案、微文字、精细线条等，从而能够实现更好的防伪效果。
[0027]形成镂空图案的方法有多种，图4(a)至图4(c)示出了其中的若干种对币章I的镀层3进行图案化的实施例。如图4(a)所示，在形成镀层3之前，在币章基材2的表面上采用例如涂布、印刷等方式形成涂层9，该涂层9典型地可以为水溶性淀粉类涂层，在在涂层9上形成镀层3之后利用典型地如去离子水或其它溶剂浸泡镀层3的表面，使得涂层9所在区域的镀层3脱落，从而实现对镀层3的图案化。另外一种方法如图4(b)所示，在形成镀层3之后，在镀层3的表面上采用例如涂布、印刷等方式形成涂层10，该涂层10典型地可以为耐碱的纤维素类涂层，然后可以利用典型地如热碱液或其它溶剂浸泡镀层3的表面，使得涂层10所在区域的镀层3得到涂层10的保护，而镀层3的其它区域溶解于所述溶剂或与所述溶剂发生化学反应而脱落，从而实现对镀层3的图案化。还有一种方法如图4(c)所示，在形成镀层3之前，在币章基材2的上方覆盖图案化的掩膜11，所述掩膜11可以贴合在所述币章基材2的表面上,也可以与币章基材2的表面之间有一定的距离,掩膜11的材料可以在能够对镀层3的形成起到遮挡作用的前提下任意进行选择(例如采用但不限于金属Al、N1、Fe、Cu等材料)，然后在在掩膜11上形成镀层3，在镀层3形成之后移除掩膜11，从而在掩膜11遮挡的区域无法形成镀层3，而在掩膜11未遮挡区域形成图案化的镀层3。
[0028]另外，根据本发明的币章I还可以包括位于所述币章基材2的表面上、所述镀层3的表面上的功能层(未示出)，该功能层具有衍射光变特征、微纳结构特征、印刷图案特征、部分金属化特征、荧光特征以及用于机读的磁、光、电、放射性特征中的一种或多种特征。
[0029]以上仅示例性地描述了本发明的某些优选实施方案。但是本领域技术人员可以理解，在不偏离本发明构思和精神的前提下，可以对本发明做出各种等同变换或修改，而如此得到的技术方案也应属于本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种币章，该币章包括币章基材和覆盖在所述币章基材的至少一部分表面上的镀层，所述币章基材与所述镀层相互配合以呈现颜色光变特征。
2.根据权利要求1所述的币章，其中，所述币章基材的所述至少一部分表面上形成有浮雕。
3.根据权利要求2所述的币章，其中，所述镀层与所述浮雕同形覆盖。
4.根据权利要求2所述的币章，其中，所述浮雕上形成有全息光栅、亚波长光栅中的任意一种或其组合。
5.根据权利要求1所述的币章，其中，所述币章基材的所述至少一部分表面上形成有全息光栅、亚波长光栅中的任意一种或其组合。
6.根据权利要求4或5所述的币章，其中，所述镀层与所述全息光栅、所述亚波长光栅同形覆盖。
7.根据权利要求1所述的币章，其中，所述镀层中形成有镂空图案。
8.根据权利要求1至5或7中任一项权利要求所述的币章，其中，所述镀层为干涉型多层膜结构。
9.根据权利要求8所述的币章，其中，所述干涉型多层膜结构包括下述结构中的任意一种: 由吸收层、低折射率介质层和反射层依次堆叠形成的镀层，其中该反射层与所述币章基材的表面相接触； 由高折射率介质层、低折射率介质层和高折射率介质层依次堆叠形成的镀层；以及由吸收层、高折射率介质层和反射层依次堆叠形成的镀层，其中，该反射层与所述币章基材的表面相接触。
10.根据权利要求1至5或7中任一项权利要求所述的币章，其中，所述币章基材自身具有反射功能，所述镀层为下述镀层中的任意一种或其组合: 由吸收层和低折射率介质层依次堆叠形成的镀层，其中该低折射率介质层与所述币章基材的表面相接触；以及 由吸收层和高折射率介质层依次堆叠形成的镀层，其中，该高折射率介质层与所述币章基材的表面相接触。
11.根据权利要求1至10中任一项权利要求所述的币章，其中，所述镀层上覆盖有保护层。
12.根据权利要求11所述的币章，其中，所述保护层与所述镀层同形覆盖。
13.根据权利要求1至12中任一项权利要求所述的币章，其中，所述币章基材的表面和/或所述镀层的表面上具有衍射光变特征、干涉光变特征、微纳结构特征、印刷特征、部分金属化特征以及用于机读的磁、光、电、放射性特征中的一种或多种特征。
【文档编号】A44C21/00GK104223621SQ201310247559
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2013年6月20日 优先权日:2013年6月20日
【发明者】张宝利, 孙凯, 张巍巍, 朱军, 王晓利 申请人:中钞特种防伪科技有限公司, 中国印钞造币总公司