磁性编码薄膜材料及其制备方法

专利名称：磁性编码薄膜材料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种磁性编码薄膜材料，特别涉及一种可用于纸币、有价证 券、票券证卡及类似承载物的复合防伪薄膜材料。本发明属于防伪材^1"和防 伪技术领域。
背景技术：
众所周知，在钞票、有价证券或票据等防伪纸张或防伪塑料聚合物内或 表面加入安全线或各种形状的特种防伪添加物以及防伪标贴可以增加伪造的 难度，这些材料可以以聚酯线/条形式或特殊形状的片状物形式在制造过程中 加入到防伪纸张或塑料聚合物中，也可以在生产后期粘附到所述防伪纸张或 防伪塑料聚合物表面。这些防伪材料通常由防伪薄膜经过分切或处理形成安 全线、安全条以及各种形状的防伪添加物或防伪标贴等。
为了增加安全线的防伪性能，人们在安全线的制备过程中赋予磁性防伪
信息而提供磁性编码安全线。传统的磁性编码安全线是通过在PET等基材上 涂布具有纯金属型或金属铁氧体粉体的磁性材料或印刷油墨而具有磁性编码 特征。这种安全线的磁性编码层的层状结构和编码区域有可能通过肉眼区分， 或者说，传统安全线所拥有的编码图案还不够隐蔽，其防伪效果也就受到限 审lj。另一方面，传统的磁性编码安全线制备过程中必须采用粘结剂等非磁性 物质，并且在进行磁性编码印刷之后还需要印刷遮盖涂层，对于最终的安全 线产品，无论是涂布磁性材料还是印刷磁性防伪油墨，都需要达到约几个微 米的厚度，考虑到必须使用的涂层和粘结剂层，最终制备的安全线相对于薄 膜型材料就会显得较厚，这种具有磁性编码安全线施放于纸张中，导致纸张 表面难以平整，对后期的印刷有一定的影响。另外，印刷的磁性防伪功能油
墨层的几个微米厚度在制备过程中同时还会带来有机溶剂挥发等环保问题。
随着社会对防伪技术的更高要求，希望目前的磁性编码安全线不仅应具 有更隐蔽的防伪效果，还希望能在此基础上附加一些特殊的二线和/或三线防 伪功能，使安全线成为具有多重防伪功能的复合防伪材料。在保证甚至提高 防伪隐蔽性的前提下，降低编码层的厚度，使安全线有可能附加多重防伪信 息层，同时还应满足实际应用中需要，是目前需要解决的重要技术问题。
非晶态合金材料具有很多优良的特性，作为一种新型功能材^1"而成为材 料科学界的研究开发和应用的关注点之一。比较普遍的应用包括作为复合增 强材料用于产品零部件的强化，而作为软磁材料在各种变压器和传感器中也 有比较多的应用。非晶材料在安全监测领域的应用，主要还限制于以非晶合 金带的形式夹在书籍或商品中，作为防盗标签，利用仪器接收到波形的改变
而提出报警。例如国际申请W0 00/05693涉及一种防盗标签，该标签由 100-2000 nm含有非晶态的软磁薄膜多层膜构成，该发明的一个缺陷在于所 述合金成份尽管适用于防盗标签的应用，但对于应用到高端防伪证券领域则 显得过于简单，表现在检测信号没有明确的方向性要求。

发明内容
本发明解决的主要技术问题在于提供一种新型的磁性编码薄膜材料，该 薄膜材料中的磁性编码层来自具有编码图案的金属铬层和沉积其上的非晶薄 膜层，磁性编码层在铬层与没有铬层的区域的电磁特征有着显著的差异，从 而可以提供一种0-l编码方案，达到更提高该薄膜材料的防伪隐蔽性的目的。
本发明还提供了利用该磁性编码薄膜材料制成的兼具一线、二线和三线 防伪特征的复合防伪物。
本发明还提供了该磁性编码薄膜材料的制备方法。
本发明提供了一种磁性编码薄膜材料，包括有基层和信息层，其特征在 于，所述信息层至少包括一由种子层和非晶薄膜层组成的磁性编码层，所述 种子层为具有编码图案的金属铬层，所述非晶薄膜层沉积于种子层上。
本发明的薄膜材料的磁性编码层是通过具有电磁功能的非晶薄膜层和金 属铬层(种子层)共同提供，该薄膜材料借助作为种子层的编码图案而形成
获得磁性编码，肉眼难以观察到，更具有隐蔽性。检测中，在种子层(Cr) 上的磁性层区域与没有种子层的磁性层区域，其电磁特征有着显著的差异， 从而可以提供一种0-l编码方案。利用本发明的薄膜材料，在提供更隐蔽的磁 性编码同时，通过确定沉积非晶层的合金成分，还提供了专家级的元素编码 特征，更提高了该薄膜整体的防伪效果。
根据本发明的具有实施方案，所述形成非晶薄膜层的非晶合金的元素组 成满足下式而提供化学元素编码方式m[ZryHf (1-y) ]h[NbzTa (1-z) ]bAaRr，
式中各下角标数字代表原子比例，其数值关系满足原子总数
m+h+b+r+a=100;且，x=0-l， y=0-l， z=0-l， 96》m》75， 0<h《20， 0<b《20， a=0-12， 0 4;
式中A选自Mo、 Ni、 Ru、 Pd、 Pt 、 Ti中的一种或者多种金属元素组合， R为一种或多种稀土元素组合。
本发明更优选的方案中，通过对非晶层的合金成分筛选和适当的制备技 术，沉积于种子层上的非晶薄膜层具有软磁特征，并且，在膜面内具有如下 可实现机读防伪检测的平面内磁各向异性特征在膜面内沿其易磁化方向上 具有大巴克豪森效应，而在膜面内与易轴方向垂直的方向上的大巴克豪森效 应显著减弱或不能检测到该信号。
由于采用了上述非晶薄膜层，所形成的薄膜材料具有了一般软磁粉体材 料所不具有的平面内磁各向异性且可用于机读检测的防伪信号。本发明利用 金属铬种子层与上述非晶层复合实现图案编码的同时，检测其磁特征时也会 显示出其独特的结果在有种子层的非晶薄膜层区域检测不到信号，而没有 种子层的非晶薄膜层区域可检测到信号，从而实现更隐蔽的磁性编码防伪。
本发明的薄膜材料与传统安全线相比的另一个显著特点是，本发明的非
晶薄膜所具有的元素编码和磁特征都来自薄膜本身的组成和性质，不再需要 涂布或印刷磁性材料，作为安全线应用于防伪纸张中，相比于目前的安全线， 其磁性防伪功能层的厚度将至少降低一个数量级，从而降低整个安全线的厚
度，有利于其后纸张印刷过程中印刷适性的改善；而且，由于省去了印刷的 过程，消除了有机溶剂挥发造成的环保隐患。
在本发明的具体实施方案中，所述非晶薄膜层的厚度(由于非晶膜是沉 积在具有编码图案的种子层上，在没有种子层的图案区域则直接沉积在了基 层上，所以，本发明中所提及的非晶薄膜层厚度应该理解所为所沉积薄膜的 最大厚度)可为20nm至300nm，既能满足其自身元素编码和磁特征所能提供 的防伪信息，而且薄膜厚度被降低，利于作为安全线等防伪材料的应用。优 选地，所述非晶薄膜层的厚度为50nm至200nm。
根据本发明的具体实施方案，薄膜材料中具有编码图案的金属铬种子层 的厚度可为10-80nm。
本发明适用的基层为无色透明薄膜，例如PET、 PI等。
本发明提供的磁性编码薄膜材料可作为薄膜防伪材料设置于需要的承载 物而制成相应的具有防伪标识的产品，例如，纸币、有价证券、各种证卡等， 通过检测特定的磁性编码特征和元素编码特征，提高了产品的防伪效果。
本发明的薄膜材料还可以通过附加其他防伪信息而成为复合防伪薄膜材 料。例如，其信息层中除了所述磁性编码层，还可包括有光变防伪信息层、 全息防伪信息层、发光材料层等目前常用的防伪材料层，更提高了薄膜的防 伪效果。
在本发明的一个具体实施方案中，薄膜材料的信息层还包括光变防伪信 息层，设于磁性编码层上，包括电介质层和吸收层。
在本发明另一个具体实施方案中，薄膜材料的信息层还包括全息防伪信 息层，其位于基层和磁性编码层之间，至少包括具有全息信息的模压层，由 于非晶层可替代常规的反射层，全息膜中的反射层可以不需另外设置。
200710122027.8
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在本发明的其他具体实施方案中，所述磁性编码薄膜材^l"的信息层还可 以包括光变信息层和全息信息层的组合结构，此时所述光变信息层包括电介 质层和吸收层，所述全息信息层包括具有全息信息的模压层，且根据全息信 息层的设置情况，其中的反射层也可以由非晶层直接代替。根据需要，光变 信息层和全息信息层可分别位于基层的两侧，也可以位于基层同一侧；或者， 该薄膜材料还可以具有相向设置的两个基层，该两个基层的内侧分别形成有 光变信息层和全息信息层，所述磁性编码层位于该光变信息层或全息信息层 上，并借助粘结层与另一信息层(全息信息层或光变信息层)复合为一体， 成为复合薄膜材料，所述基层位于两外侧。
利用非晶材料沉积于具有图案编码的种子层(或称衬底层)而形成磁性 编码层，是实施本发明的关键所在，该磁性编码层也是本发明的磁性编码薄 膜材料的基本结构。本发明还提供了制造该薄膜材料的方法，其至少包括以 下步骤
在基层的一侧上沉积金属络制备具有编码图案的种子层； 在所述种子层上通过磁控溅射技术沉积非晶薄膜层。
制备种子层的方法包括油掩模蒸发沉积法、沉积金属层后进行去金属 化的方法、或水溶性涂层上沉积金属层的方法等。所述油掩模蒸发沉积法， 是指先将油蒸汽利用掩模装置喷射于基层上形成编码图案，然后沉积种子层 形成编码图案的过程；所述沉积金属层后进行去金属化的方法，是指对已沉 积的金属铬层利用掩模实施光刻或离子束刻蚀而使种子层形成特定编码图案 的过程；所述水溶性涂层上沉积金属层的方法，是指在已形成需要的编码图 案的水溶性涂层(例如水溶性油墨层)上沉积金属铬层，再利用水洗涤水溶 性涂层而形成所需要的图案编码的种子层的过程。这些方法的称谓在本领域 中或许有差异，但这些沉积技术的基本原理和具体操作都是目前已经公知和 使用的。该种子层可以直接沉积在基层上，也可以沉积在已经设置了其他信 息层(例如全息膜)的基层上。
在种子层上沉积非晶薄膜层后，即成为本发明^f定义的磁性编码层。该 非晶薄膜层的形成可以采用常规的磁控溅射技术，禾,设定成分的耙材实现 在种子层上的沉积镀膜。为在膜面内获得磁各向异性，可以采用磁性薄膜制 造中常用的磁控溅射巻绕镀膜技术，借助巻绕方向的张力，4吏所形成的非晶 薄膜具有平面内磁各向异性，且其易磁化轴方向为沿巻绕方向。
在本发明的另一个实施方案中，也采用磁控溅射巻绕镀膜的方法实现在 种子层上沉积非晶薄膜层，在其制备过程中同时沿巻绕方向施加定向磁场(例
如，沿平行于膜面的方向施加大约1000 0e的外磁场)，使所形成的非晶薄膜 具有平面内磁各向异性。
例如，可以通过在靶室之间的隔板顶部顺次放置永磁体，实现施加沿巻 绕方向的定向磁场，使形成的非晶薄膜具有平面内磁各内异性。
对于本发明的上述薄膜材料，当利用适当的仪器检测时，只有在膜面内 沿巻绕方向上，且在没有种子层的非晶薄膜区域才可检测到明显的大巴克豪 森效应，而在膜面内与易轴方向(巻绕方向)垂直的方向上几乎或完全不能 检测到同样的大巴克豪森效应，从而实现了可机读的磁性编码。可以理解， 该磁性编码层在实现0-1编码的同时具有了更加隐蔽的特定磁性编码特征和 元素编码特征。
当本发明的薄膜材料为同时具有光变防伪和/或全息防伪信息层的复合 结构时，各防伪信息层的设置都可以按照常规技术通过沉积、涂布等操作而 实现。
本发明对现有技术的主要贡献在于利用种子层和非晶层的结合提供了 一种实现0-1编码的磁性编码薄膜，且本发明所述的磁性编码层可以与任何 防伪信息层形成组合结构，用于防伪物的制造。以上所列举的具体实施方 案仅为示例性说明，本领域技术人员完全可以遵循本发明的基本思路将所 述磁性编码层与所需要的各种防伪技术结合，设计出更多的复合结构的防 伪产品。


图1为本发明的磁性编码薄膜的基本结构示意图。
图2为本发明实施例采用油掩模蒸发沉积制备种子层的示意图。 图3为本发明实施例采用去金属化方法制备种子层的示意图。 图4为本发明实施例采用在水溶性涂层上沉积金属层而制备种子层的 示意图。
图5为本发明薄膜材料的种子层的编码图案示意图。
图6为本发明用于沉积非晶薄膜层的磁控溅射巻绕镀膜装置和操作过 程的示意图，图中标号含义l一未沉积靶材的放巻基膜巻，2—沉积靶材 后的收巻薄膜巻，3—靶室，4~耙室隔板顶部，y一巻绕方向。
图7是本发明用于沉积非晶的磁控溅射巻绕镀膜装置的靶室中磁极放 置方式的放大示意图(以一个靶室为例)。
图8为本发明实施例中记载的具有光变现象的磁性编码薄膜材料的断 面结构示意图。
图9为本发明实施例中记载的具有全息光变效果的磁性编码薄膜材料 的断面结构示意图。
图10-图12分别为本发明实施例同时具有全息防伪层和光变磁性编码 防伪层的复合薄膜材料的断面结构示意图。
具体实施例方式
以下结合具体实施例对本发明的技术方案和有意效果进行详细说明， 以帮助阅读者更好地理解本发明方案的实质，但不能理解为对本发明实施 范围的人为限定。
图1示意了本发明的磁性编码薄膜材料中磁性编码层 基层0: 5-35um，选自PET, PI等中的一种无色透明薄膜材料，可以采 用目前安全线生产中常用的基材，为便于说明，以下实施例均以PET为例；
种子层(也可称衬底层)la: 10-80nm，为沉积在基层或需要的信息层 上的金属铬层，且具有设定的图案编码，参见图5，图中黑色条状为沉积了 金属铬的区域；
非晶薄膜层lb: 20-300nm，其非晶合金成分应符合下式 [CoxFe (1.x) ]m[ZryHf u.y) ]h[NbzTa (1_z) ]bRrAa，式中
R为一种或多种稀土元素组合，R所包含的各元素的比例关系为该非晶 薄膜提供了 一种化学元素编码；
A选自Mo、 Ni、 Ru、 Pd、 Pt、 Ti中的一种或者多种金属元素组合；
原子总数m+h+b+r+a=100，且，x=0-l ， y=0-l ， z=0-l ， 96Sm275， 0<h520， 0<bS20, 0<r^4， a=0-12。
该结构中，种子层通过金属铬的沉积而具有一定的图案编码，而非晶 薄膜层沉积生长于种子层上，复合成磁性编码层10。非晶薄膜层 (Amorphous)虽然具有特定的磁特征，但对所述磁性编码层进行检测却显 示在有种子层的非晶薄膜层区域检测不到信号，而没有种子层的非晶薄 膜层区域可检测到信号，即，二个区域的信号显示有显著差异，从而实现 0-1磁性编码方案。
实施例1
油掩模蒸发沉积方法制备种子层 使油受热后形成油蒸汽，并通过预先设计好图案的微孔掩模装置被喷 射于基层0的一侧上，形成一定的编码图案。然后，利用蒸发沉积设备进 行种子层(衬底层)的制备，在沉积过程中，油层被蒸发，在油层表面形 成一定油蒸汽区域，种子层(衬底层)la的金属元素铬只能沉积在没有油 层的区域，在有油层的区域la'则无法沉积生长，形成空白区域，最终形 成一定凹凸状的编码图案，如图2和5所示。
实施例2
利用沉积金属层后去金属化的方法制备种子层 1、掩模光刻法
首先在基层0 —侧上蒸发沉积一金属铬层，然后在该金属铬层表面涂覆 一层感光材料，感光材料主要由感光剂(如重铬酸铵)与胶体(如阿 拉伯树胶、聚乙烯醇)组成，利用光学曝光技术，将曝光源(如可见光、 紫外光)透过掩模把编码图案投影到感光层上，再经过显影工艺，采用由
水、无水CaCl2， ZnCl2和乳酸等组分组成的显影液清除残胶，再经过烘烤，
使用相应的各种酸碱类腐蚀液(如盐酸、三氯化铁)或有机溶液去除不 需要的部分金属铬，最终使金属铬层形成具有一定凹凸编码图案的种子层
(衬底层)la。 2、离子束刻蚀法
首先在基层0的一侧上蒸发沉积一层金属络层，通过喷射装置在金属 铬层上制作具有一定编码图案的掩模保护层lc，参见图3，然后利用照射 电子束的方法，对金属铬层进行干蚀刻，除去未进行保护的金属铬区域， 最终形成一定凹凸编码图案的种子层(衬底层)la。
实施例3 ' 利用在水溶性涂层上沉积金属层的方法制备种子层 首先在基层表面涂敷一层具有一定编码图案的水溶性油墨层ld，然后在 基层整个表面(包括水溶性油墨层表面)沉积一层金属铬层lf，可参见图4， 最后用水洗涤该沉积了金属铬层的基层，除去水溶性油墨层上沉积的金属 层，最终形成一定凹凸编码图案的种子层(衬底层)la。
实施例4
采用实施例l-3得到的任意一 种已经形成有金属铬种子层的PET膜(膜 巻)作为基膜，PET基层0厚度26pm，种子层la厚度25 nm，利用图6示意的装置实施磁控溅射巻绕镀膜工艺，通过溅射相应成份的合金耙材在
种子层上沉积获得成份为Co77Zr8Nb1(}Ni3Y2 (x=y=z=l， Rr=Y2)的非晶薄 膜层。
该镀膜过程的如图6所示，PET放巻基膜1沿箭头y所示方向顺时针 巻绕，经耙室3 (附图中的溅射镀膜装置具有5个独立控制的靶室)中的合 金靶材完成镀膜过程中，同时控制巻绕过程对基膜施加的张力为90N，沉 积靶材后的基膜被收巻成为薄膜巻2，形成的非晶薄膜层厚度120nm。
沿镀膜过程中的巻绕方向，并且在没有种子层的非晶薄膜区域可以检 测到大巴克豪森效应的信号，而在有种子层的非晶区域以及与薄膜巻绕方 向垂直的其它方向的大巴克豪森效应的信号则弱很多，由于种子层的特定 编码图案，所形成的磁性薄膜实现了 0-1编码方案，而该非晶薄膜的特定元 素组成还可通过专家检测获得一个特定的元素编码。
实施例5
采用实施例1-3得到的任意一种已经形成有金属铬种子层的PET膜(膜 巻)作为基膜，PET基层0的厚度20^im，种子层la厚度10 nm，通过磁 控溅射巻绕镀膜的方法，溅射相应成份的合金靶材可以获得成份为 Fe82[Zr]6[Nb^Ta2/3]6Mo3EnY2 (x=0， y=l， z=l/3， Rr=EriY2)的非晶薄膜层。 制备装置和操作过程与实施例4相同，但镀膜和巻绕过程中，对基膜施加 的张力为70N，得到非晶薄膜厚度260nm。
该薄膜的磁特征和元素编码特征与实施例4相同。
实施例6
采用实施例1-3得到的任意一种已经形成有金属铬种子层的PET膜(膜 巻)作为基膜，PET基层0的厚度20nm，种子层la厚度20nm，通过磁控 溅射巻绕镀膜的方法，溅射相应成份的合金靶材可以获得成份为 [Co0.8Fe0.2]80[Zr0.75Hf0.25]5[Nb0.25Ta0.75]8Ru2Pd2DyiY2 (x=0.8， y=0.75, z=0.25，R^DyiY2)的非晶薄膜层。制备装置和操作过程与实施例4相同，但镀膜 和巻绕过程中，对基膜施加的张力为70N，得到的薄膜厚度200nm。 该薄膜的磁特征和元素编码特征与实施例4相同。
实施例7
采用实施例1-3得到的任意一种已经形成有金属铬种子层的PET膜(膜 巻)作为基膜，PET基层0的厚度20pm，种子层la厚度30nm，通过磁控 溅射巻绕镀膜的方法，溅射相应成份的合金靶材可以获得成份为 Co88Zr4Nb6Y2 (x=y=z=l， R产Y》的非晶薄膜层。制备装置和操作过程与实 施例4相同，但镀膜和巻绕过程中，对基膜施加的张力为70N,得到的薄 膜厚度50nm。
该薄膜的磁特征和元素编码特征与实施例4相同。
实施例8
采用实施例1-3得到的任意一种已经形成有金属铬种子层的PET膜(膜 巻)作为基膜，PET基层0的厚度30iom，种子层la厚度80nm，通过磁控 溅射巻绕镀膜的方法，溅射相应成份的合金靶材可以获得成份为 Fe80[Zro.5Hfa5]4Ta6Y2 (x=z=0， y=0.5， Rr=Y2)的非晶薄膜层。制备装置和 操作过程与实施例4相同，但镀膜和巻绕过程中，对基膜施加的张力为 120N，得到的薄膜厚度130nm。
该薄膜的磁特征和元素编码特征与实施例4相同。
实施例9
作为基膜的PET膜和靶材分别与实施例4-9中的相同，仍然通过磁控 溅射巻绕镀膜的方式沉积实施例4-9的各非晶薄膜层，采用的装置的基本结 构也如图6所示，但在靶室3隔板顶端4放置了磁铁41 (N48号钕铁硼永 磁体，表面磁场强度约为0.1 0.2T)，每个磁铁的磁极按S-N顺次排列，如 图7所示。这样在镀膜过程中同时可以在膜面附近施加一个沿巻绕方向的
磁场，从而可以使所获得的非晶薄膜具有沿巻绕方向的平面内易磁化方向。 该薄膜的磁特征和元素编码特征与实施例4相同。
实施例10 具有光变特征的磁性编码防伪薄膜材料
该具有多层结构的薄膜包括一吸收层40、 一电介质层30、 一反射层20 和一磁性编码层10，其中吸收层、电介质层和反射层构成光变防伪信息层， 所述的光变特征是指与观察角度有关的色彩变化现象。该薄膜材料的断面结 构参见图8所示。生产方法包括以下步骤
A) 在基层0的一侧上制备一层具有编码图案的种子层(衬底层)la，采 用实施例1-3记载的方法；
B) 在种子层(衬底层)la上通过实施例4-9的方法磁控溅射沉积非晶薄 膜层lb，种子层la与非晶薄膜层lb组成磁性编码层10;
C) 在非晶薄膜层lb的上依次沉积反射层20、电介质层30和吸收层40。 所沉积的光变防伪信息层描述如下
反射层20:选自铝、铝合金、络、镍、银和金等的一种元素或元素的混 合物，或利用非晶薄膜层直接作为反射层，厚度30-50nm;
电介质层30:选自氟化镁、硫化锌、氧化锆、 一氧化硅、二氧化硅或它 们的组合物，厚度300-600nm;
吸收层40:选自铬、镍、铁、铝等中的一种元素，厚度2-4nm。
实施例11 具有全息光变效果的磁性编码防伪薄膜材料
本实施例为一种具有全息现象的磁性编码薄膜材料，其多层结构包括一 模压层50、 一反射层20和一磁性编码层10。该薄膜材料的断面结构参见图9 所示，生产方法包括以下步骤
A) 在基层0 —侧涂布一模压层50，在模压层上蒸发沉积一铝层反射层20;
B) 在反射层20上制备一层具有编码图案的种子层(衬底层)la，釆用 实施例1-3记载的方法；
C) 在种子层(衬底层)la的上通过实施例4-9的方法磁控溅射沉积非晶 薄膜层lb，种子层la与非晶薄膜层lb组成磁性编码层10;
D) 最后涂布一保护层6。 该薄膜复合结构的铝反射层20也可由非晶层la直接代替。
实施例12
在实施例10的多层结构基础上，进一步结合全息防伪层，提供一种全 息防伪与光变磁性编码防伪结合为一体的薄膜材料，如图10所示，基层0 的两侧分别形成一全息防伪信息层和一光变磁性编码防伪信息层，图中各 结构层的标号含义与图8和图9相同。具体步骤分别与实施例10和实施例 11的记载相同。
该薄膜材料可用于提高纸张安全性能的安全线，特别涉及在纸币中使用 的安全线，其同时具有全息防伪信息和光变磁性编码防伪信息，更提高了 纸币的安全性。
实施例13
在实施例11的多层结构基础上，结合光变防伪信息层，提供一种全息 防伪与光变磁性编码防伪结合为一体的薄膜材料，如图11所示，其与实施 例12的区别是全息防伪信息层和光变磁性编码防伪信息层依次形成在基层 0的同一侧。生产过程如下
A) 在基层0 —侧涂布一模压层50，在模压层50上蒸发沉积一 Al反射 层20;
B) 在反射层20上制备一层具有编码图案的种子层(衬底层)la;
C) 在种子层(衬底层)la的上通过磁控溅射沉积非晶薄膜层lb;
D) 在非晶薄膜层lb的上依次沉积反射层20、电介质层30和吸收层40;
E) 最后涂布一保护层60。
该薄膜复合结构的反射层2也可由非晶层la直接代替铝层。
该薄膜材料可用于提高纸张安全性能的安全线，特别涉及在纸币中使 用的安全线，其同时具有全息防伪信息和光变磁性编码防伪信息，更提高 了纸币的安全性。
实施例14
利用全息防伪层与光变磁性编码防伪层相互复合成为具有多重防伪特征
的薄膜材料，与实施例12和13的区别是，全息防伪层和光变磁性编码防伪 层分别形成于两基层的内侧，如图12所示。相向设置两个基层，全息防伪信 息层和光变磁性编码防伪信息层分别在各自基层的内侧形成，然后通过粘结 层复合一体，该薄膜材料的基层置于薄膜的外侧起到保护层的作用。该薄膜 可以分开同时加工全息防伪层与光变磁性编码防伪层，将提高流水作业的工 作效率以及产品的良品率。
该生产方法包括以下步骤
A) 在基层0 —侧涂布一模压层50，在模压层50上蒸发沉积一反射层20;
B) 在另一基层0—侧依次沉积吸收层40、电介质层30和反射层20;
C) 在反射层20上制备一层具有编码图案的种子层(衬底层)la;
D) 在种子层(衬底层)la的上通过磁控溅射沉积非晶薄膜层lb，种子 层la与非晶薄膜层lb组成磁性编码层10;
E) 将上述形成在基层内侧的多结构信息层相向地通过粘结层70相互复
权利要求
1、一种磁性编码薄膜材料，包括有基层和信息层，其特征在于，所述信息层至少包括一由种子层和非晶薄膜层组成的磁性编码层，所述种子层为具有编码图案的金属铬层，所述非晶薄膜层是沉积于种子层上。
2、 如权利要求1所述的磁性编码薄膜材料，其中，所述形成非晶薄膜层的非晶合金的元素组成满足下式而提供化学元素编码<formula>formula see original document page 2</formula>，式中各下角标数字代表原子比例，其数值关系满足原子总数m+h+b+r+a=100;且，x=0-l， y=0-l， z=0-l，96》m》75， 0<h《20， 0<b《20， a=0-12， 0 4;式中的A选自Mo、 Ni、 Ru、 Pd、 Pt 、 Ti中的一种或者多种金属元素 组合，R为一种或多种稀土元素组合。
3、 根据权利要求2所述的磁性编码薄膜材料，其中，所述非晶薄膜层 具有软磁特征，并且，在膜面内具有如下可实现机读防伪检测的平面内磁 各向异性特征在膜面内沿其易磁化方向上具有大巴克豪森效应，而在膜 面内与易轴方向垂直的方向上的大巴克豪森效应显著减弱或不能检测到该 信号。
4、 如权利要求2所述的磁性编码薄膜材料，其中，所述非晶薄膜层的 厚度为20nm至300nm。
5、 如权利要求4所述的磁性编码薄膜材料，其中，所述非晶薄膜层的 厚度为50nrn至200nm。
6、 如权利要求1所述的磁性编码薄膜材料，其中，所述具有编码图案 的种子层的厚度为20-80nm。
7、 如权利要求1所述的磁性编码薄膜材料，其中，所述信息层还包括 有光变防伪信息层，其设于磁性编码层上，包括电介质层和吸收层。
8、 如权利要求1所述的磁性编码薄膜材料，其中，所述信息层还包括全息防伪信息层，其位于基层和磁性编码层之间，至少包括具有全息信息 的模压层。
9、 如权利要求1所述的磁性编码薄膜材料，其中，所述信息层还包括 光变信息层和全息信息层，且光变信息层包括电介质层和吸收层，全息信 息层包括具有全息信息的模压层。
10、 如权利要求9所述的磁性编码薄膜材料，其中，所述光变信息层 和全息信息层分别位于基层的两侧。
11、 如权利要求9所述的磁性编码薄膜材料，其中，所述光变信息层 和全息信息层位于基层同一侧。
12、 如权利要求9所述的磁性编码薄膜材料，其中，该薄膜材料具有 相向设置的两个基层，两个基层的内侧分别形成有光变信息层和全息信息 层，所述磁性编码层沉积于光变信息层或全息信息层上，借助粘结层，在 两个基层之间形成由光变信息层、磁性编码层和全息信息层复合为一体的 复合信息层。
13、 如权利要求1-12任一项所述的磁性编码薄膜材料，其为可定位施 放于纸张中的防伪片或防伪标记物。
14、 如权利要求13所述的磁性编码薄膜材料，所述防伪标记物为安全 线或安全条。
15、 权利要求1-14任一项所述磁性编码薄膜材料的制备方法，其至少 包括以下步骤在基层的一侧上沉积金属铬制备具有编码图案的种子层； 在所述种子层上通过磁控溅射技术沉积非晶薄膜层。
16、 如权利要求15所述的制备方法，其中，制备种子层的方法包括 油掩模蒸发沉积法、沉积金属层后进行去金属化的方法、或于水溶性涂层 上沉积金属层的方法。
17、 如权利要求15所述的制备方法，其中，采用磁控溅射巻绕镀膜的 方法实现在种子层上沉积非晶薄膜层，借助巻绕方向的张力，使所形成的 非晶薄膜具有平面内磁各向异性，且其易磁化轴方向为沿巻绕方向。
18、 如权利要求15所述的制备方法，其中，采用磁控溅射巻绕镀膜的方法实现在种子层上沉积非晶薄膜层，在其制备过程中同时沿巻绕方向施 加定向磁场，使所形成的非晶薄膜具有平面内磁各向异性。
19、 如权利要求18所述的制备方法，其中，通过在耙室之间的隔板顶 部顺次放置永磁体，实现施加沿巻绕方向的定向磁场，使形成的非晶薄膜 具有平面内磁各内异性。
全文摘要
本发明涉及一种可用于纸币、有价证券、票券证卡及类似承载物的复合防伪薄膜材料，该薄膜材料是一种新型的磁性编码薄膜材料，其中的磁性编码层来自具有编码图案的金属铬层和沉积其上的非晶薄膜层，磁性编码层在铬层与没有铬层的区域的电磁特征有着显著的差异，从而可以提供一种0-1编码方案，更提高了薄膜材料的防伪隐蔽性。本发明还提供了利用该磁性编码薄膜材料所形成的兼具一线、二线和三线防伪特征的复合防伪物。
文档编号G09F3/02GK101393794SQ20071012202
公开日2009年3月25日 申请日期2007年9月20日 优先权日2007年9月20日
发明者瑜 曹, 飞 曾, 李新宇, 李晓伟, 惊 杨, 峰 潘 申请人:中国印钞造币总公司