防伪纤维及其制造方法以及使用其的安全纸张和安全物件的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种防伪纤维及其制造方法以及使用其的安全纸张和安全物件，所述防伪纤维在长度方向上具有多层结构，所述该多层结构任意相邻两层之间固定结合，且至少其中一层与其相邻层具有不同的化学组分，且至少其中一层内部含有具有防伪信息的添加物，其制造方法为：先制作在厚度方向上具有多层结构的片材；再通过切削的方式将片材加工成长度方向具有多层结构的防伪纤维，使用该防伪纤维的安全纸张以及该安全纸张制造的安全物件采用印刷等伪造方法，不能再现防伪纤维的防伪特征，提高其防伪造能力。
【专利说明】防伪纤维及其制造方法以及使用其的安全纸张和安全物件
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种防伪纤维及其制造方法，特别涉及一种具有多层结构的防伪纤维及其制造方法。
【背景技术】
[0002]安全物件，如钞票、有价证券或类似物，需要设置特定的防伪特征，以防止伪造并检验它们的真实性。将防伪纤维作为钞票、有价证券的防伪特征，是公知的技术，它们一般是由短的有机合成高分子和棉纤维构成，并在纸张抄造时引入到纸张中。
[0003]在长度方向上具有单一结构的防伪纤维，以及具有单一防伪特征的防伪纤维，在钞票纸、证券纸、票据纸等防伪纸张上得到了广泛应用，但含有这一类防伪纤维的纸张，已经容易被伪造者利用高分辨率扫描仪、打印机和印刷机进行高质量的复制，为此，在长度方向上具有多层/段结构的防伪纤维被开发，该纤维在层/段结构中添加添加物，此类防伪纤维实现视觉和机读多重识别，此效果不能用常规的复印技术和打印技术复制，有效的消除安全物件被伪造的隐患。
[0004]专利CN 2499432介绍了一种防伪纤维，该种在长度方向上防伪纤维至少由两段组成，相邻的两段具有不同的颜色特征。
[0005]专利CN1372040A介绍了一种防伪纤维，该技术首先通过印刷的方式在薄膜表面印刷多种颜色油墨，然后对薄膜进行分切制成纤维，分切后的单根纤维表面含有多种颜色油墨，从而使该种纤维具有单根多色层的特性。该防伪纤维的缺点是，通过印刷方式在防伪纤维表面设置防伪特征，，印刷层容易从纤维表面脱落，使防伪纤维的防伪性能受到影响。
[0006]CN201671016U介绍了一种防伪纤维，该防伪纤维具有至少两个色段，纤维的颜色为激光激发纤维内荧光材料产生的荧光色。该防伪纤维的缺点是，可以过印刷的方式在薄膜表面印刷多种颜色油墨，然后对薄膜进行分切制成纤维，印刷层同样容易从纤维表面脱落，从而影响防伪性能。
[0007]通过印刷的方式在薄膜表面印刷多种颜色油墨，然后对薄膜进行分切制成的纤维，其分段特征来源于薄膜基材上印刷的油墨，而薄膜基材不具备分段特征，该纤维在长度方向上只有部分结构具有分段特征，存在分段特征在观察方向不同时具有差异，当薄膜基材具有颜色或不透明特征时，方向性差异更为明显，致使纤维的特征在检测观察时呈现出不一致的问题。另外上述纤维的分段精细程度是由印刷线条的精细程度决定的，所以纤维色段在分段上难以实现非常精细的程度。
【发明内容】
[0008]为了克服上述缺陷，本发明提供一种防伪纤维及其制造方法以及使用其的安全纸张和安全物件，该防伪纤维防伪性强，不易伪造。
[0009]本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案是:一种防伪纤维，所述防伪纤维在长度方向上具有多层结构，所述该多层结构任意相邻两层之间固定结合，且至少其中一层与其相邻层具有不同的化学组分，且至少其中一层内部含有具有防伪信息的添加物，该防伪纤维提高了防伪性能，采用印刷等伪造方法，不能再现防伪纤维的防伪特征。防伪纤维任意相邻层具有牢固的结合力，相邻两层之间不会发生剥离或分离的现象。相邻层具有相同的或者不同的的材质，其中一层可不添加添加物，或相邻层添加至少一种不同的添加物。当相邻层具有不同的材质，相邻层均可不添加添加物，或其中一层不添加添加物，或相邻层添加相同的添加物，或相邻层添加至少一种不同的添加物。
[0010]作为本发明的进一步改进，具有防伪信息的添加物为染料、颜料、蓄能发光材料、荧光材料、紫外发光材料、红外发光材料、电信号材料和磁信号材料中的一种以及它们的组合，从而使该防伪纤维具有例如磁的、发光的、反光的、光致变色的或多色的特性。当然还可以是其它含防伪信息的添加物。
[0011]作为本发明的进一步改进，所述任意一层含有的荧光材料为无色荧光材料，作为一种可实现的方案，防伪纤维的任意一层含有无色荧光材料，相邻层添加不同性质的无色荧光材料，或相邻层至少一层含有无色荧光纤维。在自然光条件下，具有多层结构的防伪纤维呈现无色或淡灰色，用激发光照射该防伪纤维，该防伪纤维内的无色荧光材料被激发，防伪纤维呈现多段不同颜色的荧光特征。
[0012]作为本发明的进一步改进，所述多层结构中任意一层的材质为金属材料和非金属材料的一种，可以是任意一层的材质是金属材料，具有多层结构的防伪纤维，也可以所有各层的材质全部是金属材料，或全部是非金属材料。作为一种可实现的方案，防伪纤维的材质全部是金属材料构成，相邻层为不同的金属材料，金属材料为金、银、铜和其它金属及合金中的一种，。作为一种可实现的方案，防伪纤维的任意一层的材质可以是单一金属或合金材料。防伪纤维的材质主要选用非金属材料，优选高分子材料，不同材料具有不同的性质，为了提高防伪纤维的加工效率，提高防伪纤维的强度，构成同一防伪纤维的各层的高分子种类越少越好，同一防伪纤维各层最好不选用结合性能较差的高分子材料材料。
[0013]防伪纤维至少含有一层高分子材料层，高分子材料层内添加无色荧光材料。防伪纤维至少任意一层的材质高分子材料，高分子材料层内添加无色荧光材料。具有多层结构的防伪纤维的材质为高分子材料，任意一层含有无色荧光材料。
[0014]作为本发明的进一步改进，所述的防伪纤维的长度为0.5-10mm，优选的长度为2-5_，该长度更适合在纸张制造中引入到纸张中，便于识别者的观察检测)该长度适合在纸张制造中引入到纸张中。
[0015]作为本发明的进一步改进，所述多层结构中至少其中一层的厚度小于2um，该纤维在造纸过程中引入纸张后，含有该纤维的纸张以及采用该纸张制造的后续产品，能够防止企图伪造的人通过印刷、打印、复印等方式进行仿制。
[0016]一种防伪纤维的制造方法，具体步骤如下:
[0017]步骤一:制作在厚度方向上具有多层结构的片材；
[0018]步骤二:通过切削的方式将片材加工成具有多层结构的防伪纤维，具有多层结构的防伪纤维的长度方向为具有多层结构的片材的厚度方向，加工的方法是，通过切削的方式将具有多层结构片材加工成具有多层结构的薄膜，然后通过切削的方式将具有多层结构的薄膜加工成具有多层结构的防伪纤维。作为可实现的方案，可垂直于片材和薄膜的外表面进行切削，或与片材和薄膜的外表面具有一定角度进行切削。[0019]作为本发明的进一步改进，所述的在厚度方向上具有多层结构的片材，其制造步骤如下:
[0020](I)制作至少两种以上厚度方向上具有单层结构的片状材料，所述至少一层片状材料中至少添加一种具有防伪信息的添加物；
[0021](2)将具有单层结构的片状材料复合成在厚度方向上具有多层结构的片材。
[0022]作为本发明的进一步改进，单层片状材料由具有一定流动性的原液制成，该原液中至少添加一种具有防伪信息的添加物。
[0023]非金属材料层是将由具有一定流动性的原液通过吹塑、流延、压延、涂覆等方法制成。该层材料至少添加一种具有防伪信息的添加物，添加物的添加方式是在原液中添加，即在非金属材料层成型前添加。通过原液添加的方式，该非金属材料层加工制成后，具有防伪信息的添加物分布于该层材料的内部和表面，由于该层的内部含有防伪信息的添加物存在于层状结构的，该添加物不会出现脱落的问题，使得本发明具有多层结构的防伪纤维具有稳定的防伪特征，也使得防伪纤维在多个方向进行观察检测时具有防伪特征的一致性。
[0024]作为本发明的进一步改进，采用镀膜、胶黏剂粘合和共挤流延的加工方式中的一种将具有单层结构的片状材料复合成在厚度方向上具有多层机构的片材，金属材料可通过蒸发镀膜、溅射镀膜、离子镀膜等方法，在其它材质的片料表面形成金属材料层。通过加工制作，该金属材料层与其它片材被制成在厚度方向上具有多层结构的片材，高分子材料可通过多层共挤流延的方法，制作在厚度方向上具有多层结构的片材，该片材可具有单一材质，或具有多种材质。
[0025]为了防止防伪纤维在应用中从层间断裂，防伪纤维任意相邻两层之间具有牢固的结合力，作为可实施的方案，防伪纤维含有粘合材料层。作为一种可实现的方案，可在粘合材料中添加防伪材料，使其成为一层设置有防伪特征的非金属材料层，而粘合材料形成的粘合层也可以在防伪纤维长度方向上具有较小的厚度，使其无法采用复印技术和打印技术实现该层的防伪特性，从而提高了防伪纤维的防伪性能。
[0026]一种安全纸张，所述安全纸张内含有的防伪纤维在长度方向上具有多层结构，所述该多层结构任意相邻两层之间固定结合，且至少其中一层与其相邻层具有不同的化学组分，且至少其中一层内部含有具有防伪信息的添加物。
[0027]—种安全物件，所述安全物件采用的安全纸张含有在长度方向上具有多层结构的防伪纤维，所述该多层结构任意相邻两层之间固定结合，且至少其中一层与其相邻层具有不同的化学组分，且至少其中一层内部含有具有防伪信息的添加物。
[0028]本发明的有益效果是:本发明涉及的防伪纤维，与传统的纸张防伪技术相结合，所生产的含有该多层结构防伪纤维的防伪纸张，采用印刷等伪造方法，不能再现防伪纤维的防伪特征，将进一步提高采用该纸张所加工制作的钞票、证券等安全物件的防伪造能力，阻止伪造者进行复制和仿制的企图，所述的传统的纸张防伪技术，包括纸张水印技术、安全线纸张技术等等，含有该多层结构防伪纤维的防伪纸张，可以同时含有水印、安全线、其它防伪纤维中的一种以及上述的组合，采用上述方法制造的纸张经卷取后成为纸轴，纸轴的后续加工包括切纸、印刷、分切等传统加工步骤，生产出钞票、证券等安全物件。
【专利附图】
【附图说明】[0029]图1为在长度方向上具有多层结构的防伪纤维的示意图；
[0030]图2为相邻层是不同性质的金属材料的防伪纤维示意图；
[0031]图3为第一种高分子材料的防伪纤维结构示意图；
[0032]图4为第二种高分子材料的防伪纤维结构示意图；
[0033]图5为第三种高分子材料的防伪纤维结构示意图；
[0034]图6为第四种高分子材料的防伪纤维结构示意图；
[0035]图7为第五种高分子材料的防伪纤维结构示意图；
[0036]图8为含有具有多层结构的防伪纤维的安全纸张的结构示意图；
[0037]图9为为采用含有多层结构防伪纤维的安全纸张所制造的安全物件的结构示意图。
[0038]图10在厚度方向上具有多层结构的片材；
[0039]图11在宽度方向上具有多层结构的薄膜。
【具体实施方式】
[0040]实施例一:
[0041]一种防伪纤维(如图2所示)，所述防伪纤维在长度方向上依次为固定连接的铝薄
3、铬锆铜箔4和氮化钛薄5，所述该防伪纤维为长度为3mm，其中，氮化钛薄厚度为2um。
[0042]一种防伪纤维制造方法，具体步骤如下:
[0043]步骤一:制作在厚度方向上具有多层结构的片材:先分别加工铝薄和铬锆铜箔，然后将其中铝薄和铬锆铜箔采用超声波焊接的方法固定连接，然后采用离子镀膜的方法在铬锆铜箔的外侧表面镀氮化钛薄；
[0044]步骤二:采用切削的方法将片材切削成长度方向上具有三层金属层的防伪纤维，防伪纤维长度为3mm，氮化钛层的厚度为2um。
[0045]实施例二:
[0046]—种防伪纤维(如图3所示)，依次为固定连接的内部含有无色荧光红材料的红色PA层7、无色荧光蓝材料的蓝色PA层8和无色荧光黄材料的黄色PA层9，所述该防伪纤维为长度为4mm，其中黄色PA层厚度为2um，上述三层中的无色荧光材料在激发光激发下的颜色分别是红色、蓝色和黄色。
[0047]一种防伪纤维制造方法，具体步骤如下:
[0048]步骤一:制作在厚度方向上具有多层结构的片材:首先将无色荧光红材料、无色荧光蓝材料和无色荧光黄材料分别加入三份熔融的PA液中，待各种无色荧光材料分布于相应的PA中，采用多层共挤流延的方式将上述三种PA液制作成在厚度方向上具有三层结构的片材，片材的厚度为4mm,含有无色突光黄材料的片层的厚度为2um ；
[0049]步骤二:后采用切削的方法将片材切削成长度方向上具有三层结构的防伪纤维，无色突光材料分布于任意一层材料的内部和表面。
[0050]实施例三:
[0051]一种防伪纤维(如图4所示)，依次为固定连接的内部含有无色荧光红材料的红色PA层7、无色荧光蓝材料的蓝色PE层11、无色荧光黄材料的黄色PA层9、无任何添加物的EVOH层10和内部含有无色荧光红材料的红色PE层12，所述该防伪纤维为长度为6mm，其中黄色PA层厚度为2um。
[0052]一种防伪纤维制造方法，具体步骤如下:
[0053]步骤一:制作在厚度方向上具有多层结构的片材:首先将无色荧光红材料分别加入两份熔融的PA液中，将无色荧光蓝材料加入一份熔融的PE液中，无色荧光黄材料加入一份熔融的PA液中，待各种无色荧光材料分布于相应的PA和PE中后，采用多层共挤流延的方式将上述四种液体和熔融EVOH液制作成在厚度方向上具有五层结构的片材，片材的厚度为6mm，含有无色荧光黄材料的PA片层的厚度为2um ；
[0054]步骤二:后采用切削的方法将片材切削成长度方向上具有五层结构的防伪纤维。
[0055]实施例四:
[0056]一种防伪纤维(如图5所示)，依次为固定连接的内部含有无色荧光红材料的红色PA层7、红外发光材料的红色EVOH层13、磁性材料的PE层14和紫外发光材料的紫色PA层
15,所述该防伪纤维为长度为4.5mm。
[0057]一种防伪纤维制造方法，具体步骤如下:
[0058]步骤一:制作在厚度方向上具有多层结构的片材:首先将无色荧光红材料加入一份熔融的PA液中，将红外发光材料加入一份熔融的EVOH液中，磁性材料加入一份熔融的PE液中，紫外发光材料加入一份熔融的PA液中，待分布均匀后，采用多层共挤流延的方式将上述四种液体制作成在厚度方向上具有四层结构的片材，片材的厚度为4.5mm ；
[0059]步骤二:后采用切削的方法将片材切削成长度方向上具有四层结构的防伪纤维。
[0060]实施例五:
[0061]一种防伪纤维(如图6所示)，依次为固定连接的内部含有无色荧光红材料的红色PA层7、无色荧光蓝材料的蓝色PE层16、无色荧光黄材料的黄色PA层9、环氧胶黏剂层17和含有无色荧光红材料的红色PVB层18，所述该防伪纤维为长度为5_。
[0062]一种防伪纤维制造方法，具体步骤如下:
[0063]步骤一:制作在厚度方向上具有多层结构的片材:首先将无色荧光红材料加入一份熔融的PA液中，将无色荧光蓝材料加入一份熔融的PE液中，无色荧光黄材料加入一份熔融的PA液中，待分布均匀后，采用多层共挤流延的方式将上述三种液体制作成在厚度方向上具有三层结构的片材，将无色荧光红材料加入一份熔融的PVB液中，待分布均匀后，采用压延的方式制作材质为PVB的片材，然后利用环氧胶黏剂将前述两种片材粘接，形成厚度方向上具有五层结构的片材，片材的厚度为5mm;
[0064]步骤二:后采用切削的方法将片材切削成长度方向上具有四层结构的防伪纤维。
[0065]实施例六:
[0066]一种防伪纤维(如图7所示)，依次为固定连接的内部含有无色荧光红材料的红色PA层7、无色荧光蓝材料的蓝色PE层16、无色荧光黄材料的黄色PA层9、内部和表面含有无色荧光红材料的紫外固化胶黏剂层19、含有红外发光材料的红色PVB层20和铝薄3，所述该防伪纤维为长度为7mm，紫外固化胶黏剂层的厚度为lum，铝薄的厚度为2um。
[0067]一种防伪纤维制造方法，具体步骤如下:
[0068]步骤一:制作在厚度方向上具有多层结构的片材:首先将无色荧光红材料加入一份熔融的PA液中，将无色荧光蓝材料加入一份熔融的PE液中，无色荧光黄材料加入一份熔融的PA液中，待分布均匀后，采用多层共挤流延的方式将上述三种液体制作成在厚度方向上具有三层结构的片材，将红外发光材料加入一份熔融的PVB液中，待分布均匀后，采用压延的方式制作材质为PVB的片材，然后利用紫外固化胶黏剂将前述两种片材粘接，形成厚度方向上具有五层结构的片材，最后利用蒸镀的方法在材质为PVB的片材表面镀铝薄，最终形成具有六层结构的片材，片材的厚度为7mm，紫外固化胶黏剂层的厚度为lum，铝薄的厚度为2um ；
[0069]步骤二:后采用切削的方法将片材切削成长度方向上具有六层结构的防伪纤维。
[0070]实施例七:
[0071]一种安全纸张I (如图8所示)，该安全纸张I含有在长度方向上防伪纤维2。本实施例安全纸张包含以下绝干重量份的原料:木纤维4份、防伪纤维I份；采用的造纸纤维为经过打浆的木纤维；
[0072]上述一种安全纸张的制造方法:
[0073]a、将在长度方向上防伪纤维2加入到含有木纤维的浆料中，通过搅拌分散，混合成为含有上述防伪纤维2的浆料；
[0074]b、采用传统的抄造技术，生产含有防伪纤维的安全纸张，制造过程包括抄造、压榨、干燥、压光、卷取、切纸等传统加工步骤。
[0075]经过上述步骤抄造的安全纸张1，防伪纤维2分布于安全纸张I内。
[0076]实施例八
[0077]—种安全物件6 (如图9所示)，该安全物件采用的安全纸张含有在长度方向上防伪纤维2、固定水印21和安全线22，本实施例安全纸张包含以下绝干重量份的原料:棉纤维5份、在长度方向上防伪纤维I份，麻纤维I份。
[0078]所制造的一种安全纸张的方法:采用的造纸纤维为经过打浆的棉纤维和麻纤维，然后采用传统的圆网抄造技术，抄造含有防伪纤维2、固定水印21和安全线22的安全纸张，经印刷、分切后形成的安全物件(此处为钞票)，其中安全物件23表面含有在长度方向上防伪纤维2，安全物件的正反面印刷有文字和图案。
【权利要求】
1.一种防伪纤维，其特征在于:所述防伪纤维在长度方向上具有多层结构，所述该多层结构任意相邻两层之间固定结合，且至少其中一层与其相邻层具有不同的化学组分，且至少其中一层内部含有具有防伪信息的添加物。
2.如权利要求1所述的防伪纤维，其特征是:具有防伪信息的添加物为染料、颜料、蓄能发光材料、荧光材料、紫外发光材料、红外发光材料、电信号材料和磁信号材料中的一种以及它们的组合。
3.如权利要求2所述的防伪纤维，其特征是:所述任意一层含有的荧光材料为无色荧光材料。
4.如权利要求1或3所述的防伪纤维，其特征是:所述多层结构中任意一层的材质为金属材料和非金属材料的一种。
5.如权利要求1所述的防伪纤维，其特征是:所述的防伪纤维的长度为0.5-10mm。
6.如权利要求1所述的防伪纤维，其特征是:所述多层结构中至少其中一层的厚度小于 2um。
7.—种权利要求1所述的防伪纤维的制造方法，其特征在于，具体步骤如下: 步骤一:制作在厚度方向上具有多层结构的片材； 步骤二:通过切削的方式将片材加工成具有多层结构的防伪纤维，具有多层结构的防伪纤维的长度方向为具有多层结构的片材的厚度方向。
8.如权力要求7所述的防伪纤维的制造方法，其特征在于:所述的在厚度方向上具有多层结构的片材，其制造步骤如下: (1)制作至少两种以上厚度方向上具有单层结构的片状材料，所述至少一层片状材料中至少添加一种具有防伪信息的添加物； (2)将具有单层结构的片状材料复合成在厚度方向上具有多层结构的片材。
9.如权力要求8所述的防伪纤维的制造方法，其特征在于:单层片状材料由具有一定流动性的原液制成，该原液中至少添加一种具有防伪信息的添加物。
10.如权力要求8所述的防伪纤维的制造方法，其特征在于:采用镀膜、胶黏剂粘合和共挤流延的加工方式中的一种将具有单层结构的片状材料复合成在厚度方向上具有多层机构的片材。
11.一种安全纸张，其特征在于:所述安全纸张内含有的防伪纤维在长度方向上具有多层结构，所述该多层结构任意相邻两层之间固定结合，且至少其中一层与其相邻层具有不同的化学组分，且至少其中一层内部含有具有防伪信息的添加物。
12.—种安全物件，其特征在于:所述安全物件采用的安全纸张含有在长度方向上具有多层结构的防伪纤维，所述该多层结构任意相邻两层之间固定结合，且至少其中一层与其相邻层具有不同的化学组分，且至少其中一层内部含有具有防伪信息的添加物。
【文档编号】D21H15/00GK103850144SQ201210512468
【公开日】2014年6月11日 申请日期:2012年12月4日 优先权日:2012年12月4日
【发明者】王都义, 陆春宇, 刘刚 申请人:昆山钞票纸业有限公司, 中国印钞造币总公司