一种防伪纸及其制造方法

专利名称：一种防伪纸及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种用于生产有价文件的防伪纸以及生产这种防伪文件的方法，具体地说是一种具有防伪特征的防伪纸。
背景技术：
在安全文件(如钞票、护照身份证等)的制作中，为提高其防伪性能，比较有效的措施是形成具有新颖特征的与普通纸张异质区域，常见的方法有使用安全线、防伪标贴以及添加特种纤维、防伪片等。
为了形成具有防伪特征的异质区域，专利文献CN 1021971722A提出了一种多重防伪水印纸及其制作方法，该水印纸中具有非水溶纤维或防伪纤维织或绣形成的图案、花纹或线条，纸张在透射光下具有层次感和凹凸感。其制作方法为以水溶性材料或热熔材料制成的膜、非织造布或织造布作为载体，使用非水溶纤维或防伪纤维在所述的载体上通过织或绣形成的图案、花纹或线条；通过定位施放装置，将带有图案、花纹或线条的载体在纸机前施放，与纸页附合。在该技术方案中，由于在图案加工过程中使用了负载有一种或多种防伪信息如荧光、颜色、温度、光致发光、磁性等防伪纤维，该水印具备了多重防伪效果。在该技术方案中载体为水溶性材料或热熔性材料制成的膜、非织造布或织造布，将具有防伪特征的材料(如非水溶纤维或防伪纤维等)通过织或绣的方式加载到载体上，防伪材料在载体成型的过程中来加载，然后再将其定位施放到纸页中。但是，对于已经制作好的防伪元件如磁性防伪片等，则无法通过织或绣的方式加载到载体上，从而无法添加到纸页中。此外，该技术方案中所述的具有采用非水溶性或防伪纤维织或绣形成的图案、花纹或线条的多重防伪水印纸，由于防伪纤维材料的限制，只能采用诸如含量子点材料、荧光粉、温变粉等防伪信息的材料，因而整体的防伪性能不高，容易被仿造，大大降低了纸张的安全性。
为了提高防伪纸的整体防伪性能，研究人员提出了借助载体添加防伪元件的方法，在异质区域中进一步获得局部防伪特征。为了将具有防伪特征的元件可以更好的添加到防伪纸中，有专利提出了采用水溶特性材料作为载体添加防伪元件的方法。专利文献WO2006/117804提出了一种用水溶带作为载体定位对防伪元件进行精确定位施放的方法。而在实际抄纸生产过程中，能够充分给水以满足水溶材料溶解的工作区间长度非常有限，而更多的区间中纸张呈半干状态，然后进入烘干过程。然而，当纸张处于半干状态时，水溶材料呈胶状，极易粘在辊、缸的表面，对后续抄纸过程产生影响。若使水溶载体充分溶解、消失，则必须降低纸机的抄纸速度，以便水溶材料有足够长的时间处于给水充分的环境中，如此一来，造纸的速度便会大大降低。另一方面，水溶材料在实际抄纸过程中很难完全被水带出纸张，往往残留在成纸中，由于其在半干状态下形成胶状物，在成纸中的残留物聚集成浅黄色团斑，严重影响纸张外观。
该技术方案中采用水溶性材料作为载体存在上述不足，在对其进一步改进时，如果直接采用CN1021971722A中公开的水溶性材料或热熔材料制成的膜、非织造布或织造布作为载体，来对所述防伪元件进行定位施放，由于受到防伪元件和载体材料特性等因素的影响，在经过一系列加工后，能否形成具有明显视觉效果、便于识别的防伪特征也是现有技术中的一大难题。发明内容
为此，本发明所要解决的技术问题在于现有技术中定位添加防伪元件的方法不适于成型的防伪元件，使用水溶性材料为载体添加防伪元件需要较长的加工时间、纸张效果差，从而提出一种具有很好防伪特征、加工简单、效果好的防伪纸。
为解决上述技术问题，本发明的一种防伪纸，包括至少两层分别成型的纸页，在两层纸页之间设置有纤维纺织带，所述纤维纺织带上设置有防伪元件，所述纤维纺织带包括由熔点在50-100°C的热熔性材料编织而成的丝网层，所述纤维纺织带在纸页中形成白水印效果，所述防伪元件在纸页中形成黑水印效果。
所述热熔性材料为聚合物纤维。
所述聚合物纤维为尼龙纤维。
所述丝网层由50-1000丹尼尔的丝线编织而成。
所述丝网层由200-500丹尼尔的丝线编织而成。
所述丝网层的厚度为5-100微米。
所述丝网层的厚度为20-50微米。
所述丝网层的目数为10-200目。
所述丝网层的透光率为20%_80%。
所述纤维纺织带上的部分区域为加入的荧光、电磁或生物防伪特征的异质区域。
所述防伪元件厚度为10-100微米。
所述防伪元件厚度为30-50微米。
所述防伪元件具有三明治结构，所述三明治结构包含两个基层以及位于基层之间的机读材料层。
所述具有三明治结构的防伪元件的机读材料层具有大巴克豪森效应。
一种防伪纸的制造方法，包括如下步骤: ①将热熔性材料的纤维编织成丝网层，形成纤维纺织带； ②通过定位装置，将若干防伪元件放置在步骤①得到的纤维纺织带上； ③将载有所述防伪元件的所述纤维纺织带施放于至少两层纸页的中间，对所述纸张进行抄造，当经过纸机烘干时，加热升温，所述热熔性材料熔化，在所述纸页中，所述纤维纺织带形成白水印，所述防伪元件形成黑水印。
在所述步骤①中，还可以通过涂布、印刷或纺织的方式在所述丝网层上加入荧光、电磁或者生物防伪信息，形成具有异质区域的纤维纺织带。
本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点， (I)本发明所述的防伪纸，包括至少两层分别成型的纸页，在两层纸页之间设置有纤维纺织带，所述纤维纺织带上设置有防伪元件，所述纤维纺织带包括由熔点在50-100°C的热熔性材料编织而成的丝网层。热熔性材料在环境温度未达到其熔点时，即使在水中，其物理状态也不会有明显变化，特别是其机械强度没有变化。结合抄纸的基本工艺，在纸张成型前，没有加温的过程，因此采用热熔性材料编织而成的丝网层能够很好的按照施放前的状态固定在纸张中。当经过纸机的烘干部时，加热升温使得热熔性材料熔化，而此时纸张已经成型，因而热熔性材料不会对纸张的质量造成不良影响。选用熔点在50-100°C的热熔性材料，所选择的温度控制范围恰好匹配了抄纸机所能提供的温度，以利于热熔材料在纸张抄造过程中充分熔化，使得所述丝网层在受热熔化时可以形成稳定的白水印效果，与防伪元件形成的黑水印效果形成明显的视觉特征，便于肉眼识别，提高了其辨识性能。而且，这种纤维纺织带-防伪元件的组合的独特视觉效果还在于，含有这种安全标识物的纸张借助反射光观察，防伪元件的相对于纤维纺织带为高衬度(黑)；而借助透射光观察，防伪元件的相对于纤维纺织带为低衬度(白)。
(2)本发明所述的防伪纸，所述丝网层由50-1000丹尼尔的丝线编织而成，优选200-500丹尼尔，在这一范围内的丝线编织成的丝网层，便于固定防伪元件，且易于施放到纸页中，从而方便了防伪元件的定位施放。由于聚合物纤维材料的比重基本在0.9-1.3，按照上述参数控制丝线的粗细，在抄纸后可以提供较强的手感，同时可以避免因为丝线过粗造成纸张不平整以致影响印刷。
(3)本发明所述的防伪纸，所述丝网层的厚度为5-100微米，在纸页加工生产过程中，便于施放，经过辊压过程后，生产出来的防伪纸纸面平整，不会有出现明显的凹凸不平。这样形成的纸张，在丝网层添加部位既有比较明显的手感，又避免了因为丝网层过厚而导致的纸张抄造、印刷等工艺问题。
(4)本发明所述的防伪纸，所述丝网层的目数为10-200目，使其在抄纸过程中具有良好的渗水性能，避免因局部渗水不良造成纸张变形。
(5)本发明所述的防伪纸，所述纤维纺织带上的部分区域为加入的荧光、电磁或生物防伪特征的异质区域，实现的所述防伪纸的多重防伪，提高了防伪性能。
(6)本发明所述的防伪纸，所述防伪元件的厚度为10-100微米，不仅保证其形成的黑水印效果稳定，而且生产出来的纸页平整。
(7)本发明所述的防伪纸，所述防伪元件具有三明治结构，所述三明治结构包含两个基层以及位于基层之间的机读材料层。这样做的目的在于，可以选择某些聚合物薄膜作为基层，通过在其中加入填料而控制其视觉特征，从而控制整个添加物在反射光和透射光条件下的视觉对比效果。在必要情况下，两层基层还可以保护其间的机读材料层。所述机读材料层还可以具有大巴克豪森效应，进一步提高其防伪性能。
(8)本发明所述的防伪纸的制造方法，先将热熔性材料编织成丝网层，形成纤维纺织带，再将防伪元件定位到所述纤维纺织带上，然后一起施放到纸页中，经过抄造和纸机烘干后，所述纤维纺织带在纸页中形成白水印，所述防伪元件在纸页中形成黑水印，从而生产出一种具有公众防伪特性的防伪纸，使得公众可以通过很简单的方法初步识别所述防伪纸的真伪，且其生产加工方式简单，生产出来的防伪纸平整，美观，防伪效果好。
(9)本发明所述的防伪纸，所述热熔性材料为聚合物纤维，不仅原料成本低廉，而且形成的白水印效果好，易于编制成丝网层，适合于防伪纸的批量生产。


为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中 图1是本发明所述的一种防伪纸的示意图； 图2是本发明所述三明治结构防伪元件示意图。
图中附图标记表示为:1-防伪元件，2-纤维纺织带，3-纸页，4-基层，5-机读材料层，6-基层。具体实施方式

实施例1: 下面给出了本发明所述的防伪纸的一个具体实施方式

，如图1所示，所述防伪纸包括两层分别成型的纸页3，在两层纸页3中设置有纤维纺织带2，所述纤维纺织带2上设置有防伪元件1，此处的防伪元件I为常见的磁性防伪片，所述纤维纺织带2包括由熔点在85°C的尼龙纤维编织而成的丝网层，此处的尼龙选择市场上常见的低熔点的尼龙6，在这里选择从韩国晓星公司进口的尼龙6。所述纤维纺织带2在纸页3中形成白水印，所述防伪元件I在纸页3中形成黑水印。
上述防伪纸的制造方法，包括如下步骤: ①使用尼龙纤维编织成丝网层，形成纤维纺织带2； ②通过定位装置，将若干防伪元件I放置在步骤①得到的纤维纺织带2上； ③将载有所述防伪元件I的所述纤维纺织带2施放于至少两层纸页3的中间，对所述纸张进行抄造，当经过纸机烘干时，加热升温，所述尼龙纤维熔化，在所述纸页3中，所述纤维纺织带2形成白水印效果，所述防伪元件I形成黑水印效果。
作为可以变换的实施方式，编制丝网层的材料还可以选择其他热熔性材料，如V-尼龙纤维、涤纶纤维等。此处选择的热熔性材料，熔点一般在50°C _100°C之间，如50°C、60°C、70°C、90°C或100°C。而V-尼龙纤维，除了具有热熔性之外，由于添加了 PVA (主要成分为聚乙烯醇)，还具有部分水溶特性，更有利于纸张的平整。
实施例2: 在上述实施例1的基础上，为了使得所述纤维纺织带2熔化后形成稳定的白水印效果，所述丝网层可以选择由50-1000丹尼尔的丝线编织而成，优选200-500丹尼尔，本实施例中选择300丹尼尔的丝线；所述丝网层的厚度选择5-100微米，优选20-50微米，本实施例中选择30微米；所述丝网层的目数为10目-200目，本实施例中选择50目；所述丝网层的透光率为20%-80%，本实施例中选择透光率为50%.此外，在本实施例中，所述纤维纺织带2上的部分区域还织入了荧光纤维，形成了具有新颖特征的与普通纸张异质的异质区域。
本实施例所述的防伪纸可以通过如下步骤进行生产， ①将热熔性材料的纤维编织成丝网层； ②将所述荧光纤维通过纺织的方式织入所述丝网层，形成具有异质区域的纤维纺织带2； ③通过定位装置，将若干防伪元件I放置在步骤②得到的纤维纺织带2上； ④将载有所述防伪元件I的所述纤维纺织带2施放于至少两层纸页3的中间，对所述纸张进行抄造，在采用圆网纸机抄造纸张时，可以将所述丝网层制成宽度为2-20毫米的条带卷，在抄纸过程中以全埋(或开窗)形式连续施放到纸页3中，当经过纸机烘干时，加热升温，所述热熔性材料熔化，在所述纸页3中，所述纤维纺织带2形成白水印，所述防伪元件I形成黑水印。
作为可以变换的实施方式，本实施例中的所述丝网层还可以选择由50、100、200、350、400、500、800、或1000丹尼尔的丝线编织而成，所述丝网层的厚度可以选择5、10、20、40,50,80或100微米，所述丝网层的目数可以选择10、30、80、100、150或200目，所述丝网层的透光率可以选择20%、30%、60%、或80%。
作为其他可以变换的实施方式，在所述纤维纺织带2的部分区域上，也可以采取印刷的方式加入荧光墨印刷图案或者通过纺织的方式织入DNA溶液浸泡纤维，这样也可以形成具有新颖特征的与普通纸张异质的异质区域。
实施例3: 在上述实施例的基础上，为了保证防伪元件I添加到纸页3中具有较好的黑水印效果，形成纸张后纸页3平整，美观，所述防伪元件I的厚度一般选择为10-100微米，优选30-50微米，在本实施例中所述防伪元件I的整体厚度为40微米，此处的防伪元件I具有三明治结构，如图2所示，所述三明治结构包含两个基层4、6以及位于基层4、6之间的机读材料层5，其机读材料层5包含一层厚度在20-300纳米的非晶软磁薄膜，该层薄膜具有膜面内单轴磁各向异性，沿其易磁化轴方向具有可机读的大巴克豪森效应。
作为可以变换的实施方式，此处防伪元件I的厚度还可以选择为10、20、30、50、70或100微米。
在本实施例中，所述防伪纸的生产方式与实施例2中的步骤相同，此处的防伪纸可以有两层以上的纸页，只要在两层纸页之间施放上述载有防伪元件的纤维纺织带即可。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
权利要求
1.一种防伪纸，包括至少两层分别成型的纸页，其特征在于:在两层纸页之间设置有纤维纺织带，所述纤维纺织带上设置有防伪元件，所述纤维纺织带包括由熔点在50-100°C的热熔性材料编织而成的丝网层，所述纤维纺织带在纸页中形成白水印，所述防伪元件在纸页中形成黑水印。
2.根据权利要求1所述的防伪纸，其特征在于:所述热熔性材料为聚合物纤维。
3.根据权利要求2所述的防伪纸，其特征在于:所述聚合物纤维为尼龙纤维。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的防伪纸，其特征在于:所述丝网层由50-1000丹尼尔的丝线编织而成。
5.根据权利要求4所述的防伪纸，其特征在于:所述丝网层由200-500丹尼尔的丝线编织而成。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的防伪纸，其特征在于:所述丝网层的厚度为5-100微米。
7.根据权利要求6所述的防伪纸，其特征在于:所述丝网层的厚度为20-50微米。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的防伪纸，其特征在于:所述丝网层的目数为10目-200目。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的防伪纸，其特征在于:所述丝网层的透光率为20%-80%。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的防伪纸，其特征在于:所述纤维纺织带上的部分区域为加入的荧光、电磁或生物防伪特征的异质区域。
11.根据权利要求1-10中任一项所述的防伪纸，其特征在于:所述防伪元件厚度为10-100 微米。
12.根据权利要求11所述的防伪纸，其特征在于:所述防伪元件厚度为30-50微米。
13.根据权利要求1-12中任一项所述的防伪纸，其特征在于:所述防伪元件具有三明治结构，所述防伪元件包括两个基层及位于基层之间的机读材料层。
14.根据权利13所述的防伪纸，其特征在于:所述机读材料层具有大巴克豪森效应。
15.一种防伪纸的制造方法，其特征在于，包括如下步骤: ①将热熔性材料的纤维编织成丝网层，形成纤维纺织带； ②通过定位装置，将若干防伪元件放置在步骤①得到的纤维纺织带上； ③将载有所述防伪元件的所述纤维纺织带施放于至少两层纸页的中间，对所述纸张进行抄造，当经过纸机烘干时，加热升温，所述热熔性材料熔化，在所述纸页中，所述纤维纺织带形成白水印，所述防伪元件形成黑水印。
16.根据权利要求15所述的一种防伪纸的制造方法，其特征在于:在所述步骤①中，还可以通过涂布、印刷或纺织的方式在所述丝网层上加入荧光、电磁或者生物防伪信息，形成具有异质区域的纤维纺织带。
全文摘要
一种防伪纸，包括至少两层分别成型的纸页，在两层纸页之间设置有纤维纺织带，所述纤维纺织带上设置有防伪元件，所述纤维纺织带包括由熔点在50-100℃的热熔性材料编织而成的丝网层，所述纤维纺织带在纸页中形成白水印，所述防伪元件在纸页中形成黑水印。解决了现有技术中定位添加防伪元件的方法不适于成型的防伪元件，使用水溶性材料为载体添加防伪元件需要较长的加工时间、纸张效果差的技术问题。本发明所述的防伪纸特别适用于生产有价文件、安全文件等。
文档编号D21H27/34GK103103890SQ201110354669
公开日2013年5月15日 申请日期2011年11月10日 优先权日2011年11月10日
发明者李新宇, 古道明, 吴高民, 李万里, 文大兴, 李晓伟, 常和峰, 曹瑜, 曹秀痕, 李策, 罗鹏 申请人:中国人民银行印制科学技术研究所, 中国印钞造币总公司