一种法定证件视觉防伪部件的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及证件防伪【技术领域】，具体地说是一种法定证件视觉防伪部件，包括自上而下依次复合的基材层、信息层、驻留层、反射层和增强层，所述基材层为PETG薄膜，所述基材层与信息层融为一体，该法定证件视觉防伪部件的制备方法包括以下步骤，选取PETG薄膜作为基材层；激光全息工作版的复制；在基材层上涂布信息层，并将激光全息工作版上的全息光栅复制到信息层上；制作驻留层，并在驻留层上制作反射层；显影；制作增强层；增强层的熟化；本实用新型采用PETG薄膜作为基材层，该PETG薄膜在一定温度、压力的条件下可软化而与卡体直接粘结，利于环保，并与信息层发生一定程度的交联，结合十分紧密，且制造工艺特殊，在证件视觉防伪技术上取得了重大突破。
【专利说明】一种法定证件视觉防伪部件
[【技术领域】]
[0001]本实用新型涉及证件防伪【技术领域】，具体地说是一种法定证件视觉防伪部件。
[【背景技术】]
[0002]证件的视觉防伪具体体现为证件的防伪膜，在现有技术中，证件的视觉防伪部件通常以PET、PVC等材料为载体，通过粘结层与证件卡体粘结，且基本使用相对单一的印刷方式实现信息的传递与复制。PETG薄膜活性较强，在使用过程中不易掌握，但同时具有非常优异的可塑性，现有技术中，PETG材料主要用于食品、药品的包装，在证件上的应用还仅限于用于卡体，如专利申请号200410041031.8，专利名称为居民身份证用PETG卡基及其制造工艺。因此，将PETG材料用于证件的视觉防伪部件，目前还未见诸报道。
[实用新型内容]
[0003]本实用新型的目的就是要解决上述的不足而提供一种法定证件视觉防伪部件，不仅防伪信息清晰可见，防止了基材层加热后软化从而导致信息层崩溃，而且实现了不使用胶粘剂即可粘结的优势，且结合力强。
[0004]为实现上述目的设计一种法定证件视觉防伪部件，包括自上而下依次复合的基材层、信息层、驻留层、反射层和增强层，所述基材层为PETG薄膜，所述基材层与信息层融为一体。
[0005]所述基材层厚度为35?120 μ m,所述基材层厚度误差为±0.5 μ m,所述基材层粗糙度为2?15。
[0006]所述信息层上集成有定向光变色层和光学信息存储层。
[0007]所述信息层为紫外线固化的丙烯酸树脂混合油墨，所述信息层厚度为2?10 μ m。
[0008]所述丙烯酸树脂混合油墨由弹性体、塑性体、连结体和光敏剂配制而成。
[0009]所述驻留层为无色透明油墨，所述驻留层厚度为I?4μπι。
[0010]所述反射层为硫化锌层，所述反射层厚度为50?300nm，所述反射层厚度误差小于 50nmo
[0011]所述增强层为无色透明油墨，所述增强层厚度为2?6μπι。
[0012]本实用新型同现有技术相比，由于将防伪部件的基材层采用PETG薄膜制作，该PETG薄膜在一定温度、压力的条件下可软化而与卡体直接粘结，其结合力可以达到lON/cm以上，利于环保，且与信息层发生一定程度的交联，结合十分紧密，融为一体，不能分离，体现了不使用胶粘剂即可粘结的优势，不存在任何形式的与结合力相关的隐患；并且，在该信息层上还集成有定向光变色层和光学信息存储层两种光学器件，从而可在低照度条件下进行视觉识别和仪器识别，定向光变色层沿证件法线方向旋转分别呈现红、绿、蓝三色非连续变化，当视线与证件垂直时，防伪部件为无色透明，不会对证件的视觉识别造成任何影响；另外，本实用新型中的驻留层确保能被视觉识别的所有防伪信息的区域完整保留在防伪部件上，反射层则为防伪部件特定区域观察信息提供足够的反射光，增强层主要作用之一是增强信息层的耐压能力，防止基材加热后软化从而导致的信息层的崩溃，增强层的另一个作用是运用介质匹配的原理掩盖无反射层部分区域的光栅，突显视觉防伪信息，让防伪信息更加清晰可见；此外，本实用新型结构简单，设计合理，制造工艺特殊，在同一部件上实现了多种印刷方式的离线套印等复杂工艺，从而在证件视觉防伪技术上取得了重大突破，值得推广应用。
[【专利附图】
【附图说明】]
[0013]图1是本实用新型的结构示意图；
[0014]图中:1、基材层2、信息层3、驻留层4、反射层5、增强层6、定向光变色层7、光学信息存储层。
[【具体实施方式】]
[0015]下面结合附图对本实用新型作以下进一步说明:
[0016]如附图所示，本实用新型所述的法定证件视觉防伪部件(以下简称防伪部件)共有5层复合结构，分别为自上而下依次复合的基材层1、信息层2、驻留层3、反射层4和增强层5 ;基材层和信息层在制造过程中融为一体，不可分离；信息层、驻留层、反射层和增强层均为局部使用，使用不同印刷方式相互叠印；由于使用特殊材料PETG作基材，在一定温度、压力的条件下基材可软化而与卡体直接粘结，结合力可以达到lON/cm以上，利于环保；在信息层上集成了定向光变色层6和光学信息存储层7两种光学器件，可在低照度条件下进行视觉识别和仪器识别，定向光变色层沿证件法线方向旋转分别呈现红、绿、蓝三色非连续变化，当视线与证件垂直时，防伪部件为无色透明，不会对证件的视觉识别造成任何影响。
[0017]基材层为PETG薄膜，作为防伪部件信息的载体，其主要特征是与信息层发生一定程度的交联，成为一体，不能分离，基材层与信息层结合十分紧密，不存在任何形式的与结合力相关的隐患；薄膜厚度35?120 μ m,厚度误差为±0.5 μ m，薄膜粗糙度2?15，确保局部涂布信息层后受压扩展限制在可接受的范围，同时因薄膜表面分布均匀凹坑，使得信息层在涂布后、固化前就相互咬合，利于增强信息层与基材的结合；薄膜紫外线透过率95%以上，热拉伸O?15 mm，热收缩率10(TC低于55%。
[0018]信息层包含定向光变色层和光学信息存储层两种光学器件，其主要特征是:定向光变色层正向观察时呈红色(λ =700nm)，沿证件法线方向旋转45°则呈绿色(λ =550nm),沿证件法线方向旋转90°则呈蓝色(λ =450nm)，这种变化是非连续的，中间不出现渡色；光学信息层存储有小于0.1 mm的文字，文字阴阳嵌套，旋转90°使用25倍以上放大镜可观察到互为阴阳的文字；信息层为多种紫外线固化的聚丙烯酸树脂按一定比例配置的混合油墨，含弹性体、塑性体、连结体和光敏剂四种成分，厚度为2?10 μ m ;其主要作用是作为光栅的复制载体，是防伪部件的核心部分，这种树脂在300?400nm的紫外线的作用下相互交联，迅速由液态转变为固态，将模版上的干涉光栅复制，光栅转移率为100%，不损失任何细节,尤其适合于1500线/ mm以上频率光栅的复制。
[0019]驻留层为无色透明油墨，厚度为I?4μπι，主要作用是增加特定区域与反射层硫化锌的结合力。有驻留层的区域，因为与硫化锌具有较强的结合力，因此在后续处理过程中反射层硫化锌紧附于薄膜上而保留下来，无驻留层区域为产品的空白区域，硫化锌与薄膜之间的结合力几乎为零，因此在后续处理过程中很容易脱落而被去除。
[0020]反射层是一层透明的介质，通过气相物理沉积的方法，将硫化锌等在一定真空度的条件下升华、沉积而成，为防伪部件特定区域观察信息提供足够的反射光，厚度为50?300nm,正面观察为无色。
[0021]增强层为一层具有一定硬度和弹性的无色透明树脂油墨，可在低温条件下干燥，主要作用之一是增强信息层的耐压能力，防止基材加热后软化从而导致的信息层的崩溃；增强层的另一个作用是运用介质匹配的原理掩盖无反射层部分区域的光栅，突显视觉防伪信息，让防伪信息更加清晰可见。
[0022]本实用新型所述的法定证件视觉防伪部件的制备方法包括以下步骤:
[0023]步骤1:PETG薄膜的制造。运用流延法，通过挤出量和拉伸速度的相互配合，控制薄膜的厚度为35?120μπι，利用不同厚度的薄膜具有不同的光线透过率原理检测，进行厚度在线检测；PETG粒子加热温度为180?270°C;用双螺杆送料，确保送料满腔率(送料体积与腔体容积之比)在O?100%均可匀速、均匀送料；运用抽真空法替代原有的加热法去除PETG粒子的水分，消除水蒸汽在高温下从薄膜内层爆破并在薄膜表面留下爆破口，俗称“气陷”;双螺杆送料法和抽真空去水法在现有制膜技术中未见报道；为使薄膜粗糙度达到2?15，在薄膜冷却前用粗糙度为2?15的模具进行压制，冷却后的薄膜不再变形，得到粗糙度符合要求的PETG薄膜。
[0024]该步骤中PETG薄膜厚度为35?120 μ m，厚度误差±0.5 μ m，厚度在线检测；薄膜粗糙度2?15，均匀度范围±1 ;热拉伸O?15 mm，热收缩O?55% ;薄膜紫外线透过率95%以上。PETG粒子加热温度共9段、12处设置，分别为180?210°C、195?225°C、205?235°C、203 ?233°C、205 ?235°C、210 ?240°C、214 ?244°C、230 ?270°C、230 ?270°C、筷网221?251°C、计量泵221?251°C、模具225?260°C。
[0025]步骤2:激光全息工作版的复制。通过电铸的方法将母版上的全息光栅复制到激光全息工作版上，这些光栅构成了激光全系防伪膜需要复制的主要信息。
[0026]该步骤中工作版的厚度范围为50?70 μ m，工作版厚度误差±1μπι，为确保全息图像精确复制，工作版的厚度在走膜方向的垂直方向成高斯分布，中心与边缘厚度相差I μ m/10 Cm。电铸时，电铸槽内电力分布曲线与工作版厚度分布曲线相同。为确保工作版应力符合使用要求，电铸时电流量为3?8A/小时，电铸液温度为37±0.3°C。
[0027]步骤3:涂布信息层、复制光栅。通过丝印、柔印、凹印或胶印涂布法，将聚丙烯酸树脂混合油墨定点涂布在需要复制光栅的区域，形成防伪部件信息的载体，是防伪部件的核心结构。通过该步骤，完成防伪部件所需绝大多数信息的复制。
[0028]该步骤中的紫外线固化的丙烯酸树脂，湿涂量2?Sg/ IIf，厚度2?8μπι，涂布粘度45秒(3#擦恩杯)以下，涂布温度25?70°C，涂布压力1.5?2.5 kg，刮刀压力I?2kg，车速15?60m/min ;固化光源为高压汞灯，有效光谱为300?400nm，有效光谱能量在全部光谱能量的60%以上，光源发光效率在75%以上，单位长度的功率为80w/ cm以上，车速15?60m/min，固化率95%以上，压力2?4.5 kg，膜面与辊筒的剥离角度> 85。，车速20?55m/min。使用黄灯作为安全光源,避免油墨在光栅复制前发生非预期固化。该步骤中的紫外线固化的丙烯酸树脂配方的质量百分比分别为:弹性体10?84.5%，塑性体10?84.5%，连结体5?35%，光敏剂0.5?1.5%。[0029]步骤4:制作驻留层。通过凹印、胶印、丝印或柔印的方法，将一层能与硫化锌紧密结合的无色透明的树脂油墨按设计的要求印刷在指定位置，即印刷在信息层需要保留的区域；这一步的目的是将信息层上需要保留并能够被视觉识别的信息区域保留下来；本步骤核心是油墨的选择，必须与PETG薄膜的热变形温度相互配合；关键是图像质量和离线套印精度。
[0030]该步骤中通过凹印法在信息层需要保留的区域印刷一层无色透明的、与硫化锌和信息层有良好结合力的树脂油墨。油墨粘度为16?26秒(3#擦恩杯)，油墨厚度I?4 μ m，印刷线压力30?50N/cm (气缸直径:80 mm)，压辊硬度为邵氏78?88°，压辊橡胶厚度10?12 mm，刮刀压力I?3.5 kg，刮刀角度60?75 °，车速30?80m/min，烘箱温度40?950C，烘道长度1.5m,生产环境湿度85%以下。该步骤也可以使用柔印法，油墨粘度为26?45秒(3#擦恩杯)，油墨厚度I?4μπι，上胶辊网线为75?200 Ip i，车速15?40m/min，烘箱温度40?95°C，烘道长度3m，生产环境湿度85%以下。该步骤中反射层的保护也可以使用丝印法，网版分辨率200?5001pi，印刷速度5?30m/min，烘道长度30m，烘箱温度40?95°C,烘烤时间I?6min,刮刀压力I?6 kg,放卷张力I?3 kg,牵引张力0.1?0.5 kg,生产环境湿度85%以下。
[0031]步骤5:制作反射层。一层透明的介质，通过气相物理沉积的方法，将硫化锌等在一定真空度的条件下升华、沉积而成，为防伪部件特定区域观察信息提供足够的反射光，厚度为50?300nm，正面观察为无色。进行气相沉积时，在真空室内设有等离子溅射装置，通过离子束的冲击，将薄膜上的小分子、细微颗粒等物质击落，以便沉积过程顺利完成并保证反射层与信息层有良好的结合力。
[0032]该步骤中使用卷绕镀膜设备，在真空下完成整个步骤，真空室内气压小于1X10 -1Pa，车速50?300m/min，深冷温度为一 120°C以下；反射层厚度50?300埃，厚度误差小于50埃；放卷张力输出5?50%，收卷张力输出10?50% ;沉积的全过程使用等离子溅射法对镀膜面进行处理，使用功率为3?15Kw，镀层表面无溅射、灰尘。
[0033]步骤6:显影:使用酒精清水冲洗的方法，将薄膜浸入显影液中，无驻留层区域因硫化锌与薄膜之间几乎无结合力，在显影液的作用下脱落，有驻留层的区域因与硫化锌之间结合力优良而完整地保留下来，形成防伪部件的信息。
[0034]该步骤中的显影温度30?35°C，显影时间30?120秒，防伪膜浸入显影液总程25m,车速15?70m/min，干燥温度40?95°C，烘道长度8m。干燥前纯水冲洗2次，每次水流量2300L/小时以上。该步骤中的显影液配方的质量百分比分别为3?10%的酒精、90?97%的纯水配置而成。
[0035]步骤7:制作增强层。通过凹印、胶印、柔印或丝印方法，在反射层表面覆盖一层无色透明的、具有一定硬度和弹性的油墨。所使用的油墨为低温干燥油墨。
[0036]该步骤中的增强层的制作，通过凹印法在反射层表面印刷一层具有一定硬度和弹性的无色透明树脂油墨，油墨粘度为26?45秒(3#擦恩杯)，油墨厚度2?6 μ m，印刷线压力30?50N/ cm (气缸直径:80 mm)，压辊硬度为邵氏60?80°，压辊橡胶厚度10?12 mm,刮刀压力I?3.5 kg，刮刀角度60?75°，车速30?80m/min，烘箱温度40?95°C，烘道长度1.5m，生产环境湿度85%以下。该步骤中的增强层的制作也可以通过丝印法，网版分辨率150?3501pi，印刷速度15?30m/min，烘道长度30m，烘箱温度40?95°C，烘烤时间I?2min,刮刀压力I?6 kg，放卷张力I?3 kg，牵引张力0.1?0.5 kg，生产环境湿度85%以下。
[0037]步骤8:增强层的熟化。将未彻底固化的增强层油墨在热作用下继续完成固化，将完成增强层制作的防伪部件裁切成单张，长在晾架上，推入烘房，完成最后的固化。
[0038]该步骤中增强层的熟化，烘房温度35?75°C，熟化时间3?8小时，烘房容积使用率25?75%，摆放层数30?120层。
[0039]本实用新型中，定向光变色层和光学信息存储层均在信息层上，其制备过程是在制版时完成。其中，(I)定向光变色层:将2束频率相同、相差恒定的激光以一定的角度干涉，形成一定频率的光栅，光栅频率为1700线/mm?3000线/mm，干涉角度为20°?90°，具体干涉角根据激光波长决定；(2)光学信息存储层:将需要存储的光学信息存储于激光束中，激光束以一定夹角干涉，形成光栅，并将信息存储下来，这种信息可以为文字、图像及其他编码。
[0040]下面结合实施例对本实用新型作以下进一步说明，这是一种身份证件视觉防伪部件的制备方法:
[0041]步骤1:PETG薄膜制作。PETG薄膜的表面张力在52dyn以上，电晕能量80w/ cm以上；为确保证件使用时具有必要的挺度，PETG薄膜厚度为50?120 μ m ;为确保证件激光全息图像的品质，PETG薄膜可见光透过率92%以上，雾度1%以下。
[0042]步骤2:工作版的复制。工作版厚度60 μ m，厚度误差±1 μ m，工作版的厚度在走膜方向的垂直方向成高斯分布，中心与边缘厚度相差I μ m/10 Cm ;电流量为7A/小时，电铸液温度设定为37°C。
[0043]步骤3:涂布信息层、复制光栅。使用紫外线固化法，油墨湿涂量Sg/IIf，墨层厚度8 μ m，涂布粘度36秒(3#擦恩杯)，涂布温度43°C，涂布压力1.8 kg，刮刀压力2 kg，车速50m/min ;固化光源为高压汞灯，有效光谱为300?400nm，有效光谱能量在全部光谱能量的80%，光源发光效率在85%以上，单位长度的功率为85w/ cm，压力2?4.5 kg，膜面与辊筒的剥离角度90°。黄灯为安全光源。该步骤中的紫外线固化的丙烯酸树脂的配方为:弹性体23%、塑性体46%、连结体30%、光敏剂1%。
[0044]步骤4:制作驻留层。通过凹印的方法，将一层无色透明油墨按设计的要求印刷在信息层需要保留的区域，这一步的目的是将信息层上需要保留并能够被视觉识别的信息区域保留下来。油墨粘度为18秒(3#擦恩杯)，油墨厚度1.2 μ m，印刷线压力36N/ cm (气缸直径:80 mm)，压辊硬度为邵氏82°，压辊橡胶厚度10 mm，刮刀压力2.5 kg，刮刀角度65°，车速70m/min，烘箱温度85°C，烘道长度1.5m，生产环境湿度65%。
[0045]步骤5:制作反射层。真空室内气压5X10 — 2Pa，车速200m/min，深冷温度为一127°C以下，反射层厚度85埃，厚度误差±10埃；放卷张力输出15%，收卷张力输出17%;沉积的全过程使用等离子溅射法对镀膜面进行处理，使用功率为5Kw。镀层表面无溅射、灰
/1、土。
[0046]步骤6:显影。显影温度33°C，显影时间40秒，防伪膜浸入显影液总程25m，车速40m/min,干燥温度90°C，烘道长度8m。干燥前纯水冲洗2次，每次水流量2500L/小时。该步骤中，显影液的配方为的质量百分比为3?10%的酒精、90?97%的纯水。
[0047]步骤7:制作增强层。采用凹印法，油墨粘度为37秒(3#擦恩杯)，油墨厚度3 μ m,印刷线压力36N/ cm(气缸直径:80 mm)，压辊硬度为邵氏75°，压辊橡胶厚度10 mm，刮刀压力1.5kg，刮刀角度65°，车速65m/min，烘箱温度85°C，烘道长度1.5m，生产环境湿度70%。
[0048]步骤8:增强层的熟化。烘房温度75°C，烘房容积使用率55%，摆放层数90层，熟化时间3小时。
[0049]本实用新型并不受上述实施方式的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种法定证件视觉防伪部件，其特征在于:包括自上而下依次复合的基材层、信息层、驻留层、反射层和增强层，所述基材层为PETG薄膜，所述基材层与信息层融为一体。
2.如权利要求1所述的防伪部件，其特征在于:所述基材层厚度为35?120μ m，所述基材层厚度误差为±0.5 μ m，所述基材层粗糙度为2?15。
3.如权利要求1或2所述的防伪部件，其特征在于:所述信息层上集成有定向光变色层和光学信息存储层。
4.如权利要求3所述的防伪部件，其特征在于:所述驻留层为无色透明油墨，所述驻留层厚度为I?4μ m。
5.如权利要求4所述的防伪部件，其特征在于:所述反射层为硫化锌层，所述反射层厚度为50?300nm,所述反射层厚度误差小于50nm。
6.如权利要求5所述的防伪部件，其特征在于:所述增强层为无色透明油墨，所述增强层厚度为2?6 μ m。
【文档编号】B32B27/36GK203444698SQ201320445878
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2013年7月24日 优先权日:2013年7月24日
【发明者】黄斗兴, 刘庆佩, 孔汉璋, 朱云峰, 顾文佳 申请人:上海宏盾防伪材料有限公司