[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于納米晶體纖維素的光學(xué)防偽器件

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410359099.4
• 申請(qǐng)日: 2014-07-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104134400A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-11-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張玉平
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 張玉平
• 主分類(lèi)號(hào): G09F3/02
• 分類(lèi)號(hào): G09F3/02;C08J5/18;C08L1/02
• 代理公司: 北京北新智誠(chéng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11100
• 代理人: 劉秀青

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于納米晶體纖維素的光學(xué)防偽器件，屬于光學(xué)及納米材料技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

目前，假冒偽劣商品橫行，市場(chǎng)欺詐行為不斷，已經(jīng)嚴(yán)重影響到人們的生活。不斷增長(zhǎng)的假冒偽劣產(chǎn)品的泛濫殷切呼喚新興防偽技術(shù)。目前市場(chǎng)光學(xué)防偽手段包括全息標(biāo)簽，熒光油墨，嵌入式特殊材料，其中全息產(chǎn)品占據(jù)極大的市場(chǎng)，它能提供的加密方法包括顯性加密特征，即彩虹色，也包括隱性加密特征，如特殊精細(xì)結(jié)構(gòu)。但鑒別辦法需采用特殊設(shè)備，價(jià)格昂貴。而且因?yàn)榧す馊⒓夹g(shù)已使用多年，偽造者層出不窮；熒光油墨雖然為隱性加密方式，但加密特征有限，嵌入式也屬隱性，但很難量化，并且需要特殊檢測(cè)設(shè)備，很難推廣。隨著納米技術(shù)的發(fā)展，人們發(fā)現(xiàn)納米晶體纖維素這種新型的材料。它有許多顯著的特點(diǎn)：它不僅綠色環(huán)保，可循環(huán)再生，生產(chǎn)成本低，而且最重要的是它特殊的分子結(jié)構(gòu)，在一定的濃度下，具有液晶的特性，并能夠通過(guò)自組裝過(guò)程生成具有特殊性能的材料。雖然納米晶體纖維素的研究從1949年就開(kāi)始了，但真正引起人們的興趣還是最近幾年的事情，而用納米晶體纖維素進(jìn)行光學(xué)防偽的研究仍是鳳毛麟角。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于現(xiàn)有光學(xué)防偽技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種基于納米晶體纖維素的光學(xué)防偽器件。該光學(xué)防偽器件具有多重防偽特征，難以被仿造；識(shí)別方法簡(jiǎn)單，便于現(xiàn)場(chǎng)鑒別真?zhèn)巍?/p>

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案：

一種基于納米晶體纖維素的光學(xué)防偽器件，包括粘貼在雙面膠膜上的納米晶體纖維素薄膜，其制備方法包括以下步驟：

(1)將完全漂白的纖維材料按17.5mL/g纖維材料的比例加入濃度為64wt％的硫酸，于45℃下攪拌90-120min酸化水解，加入10倍的去離子水終止反應(yīng)；

(2)離心分離，收集底部濃縮的懸浮液，經(jīng)12000-14000道爾頓分子量透析膜透析至溶液pH＝7，將透析后的懸浮液超聲分散制成重量百分比濃度為0.5％-8％的膠體溶液；

(3)向膠體溶液中加入熒光增白劑，混合均勻，膠體溶液中熒光增白劑的濃度為50ppm-150ppm；

(4)將得到的膠體溶液置于聚苯乙烯培養(yǎng)皿上常溫下晾干得到納米晶體纖維素薄膜，然后將該納米晶體纖維素薄膜粘貼于雙面膠基材上，切割成要求的形狀即可。

本發(fā)明在薄膜的制備過(guò)程中不需要特意的加熱，而是完全依靠纖維素晶體分子室溫下的自組裝完成。另外，納米晶體纖維素防偽作用不是靠直接沉積于襯底材料表面完成，而是先形成薄膜再將剝離的滿足本發(fā)明五種特定防偽特征要求的薄膜轉(zhuǎn)移到防揭不干膠表面并切割成所需形狀的標(biāo)簽。本發(fā)明在薄膜的制備過(guò)程中既不需要特意的加入電解液也不需要外加磁場(chǎng)。

本發(fā)明中，所述納米晶體纖維素薄膜的厚度為2-250μm，小于2μm會(huì)減弱衍射光強(qiáng)，使得顏色分辨困難，光斑衍射圖樣也隨之變得模糊。

本發(fā)明中，所述納米晶體纖維素為長(zhǎng)度為90-200nm和直徑為5-15nm的針狀顆粒。

本發(fā)明中，所采用的纖維材料為軟木、硬木或棉花等。在酸化水解之前需要將纖維材料研磨粉碎，經(jīng)過(guò)20目的篩網(wǎng)過(guò)濾以保證所選材料的均勻性。

本發(fā)明中，所述熒光增白劑為T(mén)inopal類(lèi)或Leucophor類(lèi)熒光增白劑，包括但不限于如Tinopal?CBS?SP?Slurry、Tinopal?CBS-X、Tinopal?DMA?X?Slurry36、Tinopal?HW、Leucophor?U、Leucophor?AP，添加的濃度為50-150ppm。熒光增白劑分子表面帶負(fù)電，納米晶體纖維素分子也帶負(fù)電，當(dāng)兩者混合時(shí)，勢(shì)必產(chǎn)生排斥，而這種排斥會(huì)影響納米晶體的自組裝生長(zhǎng)過(guò)程，隨之影響薄膜最終的顏色。

本發(fā)明中，所述納米晶體纖維素薄膜的基色波長(zhǎng)在其他工藝條件不變的情況下，主要由超聲分散的時(shí)長(zhǎng)決定，用額定輸出功率為130瓦的超聲分散儀在輸出為60％功率的情況下超聲分散5-25min的時(shí)間內(nèi)都可以得到彩虹色的薄膜，但超聲分散5min為藍(lán)色，隨著時(shí)間加長(zhǎng)到10-25min，形成的薄膜呈現(xiàn)從黃到紅的基色。薄膜的顏色是由納米顆粒的自組裝排列形成，由紙漿的種類(lèi)、反應(yīng)的溫度、酸堿度、時(shí)長(zhǎng)、顆粒尺寸、均勻性、雜質(zhì)等諸多因素決定。在其他條件不變的情況下，主要由顆粒尺寸和凝集度決定。隨著超聲分離的時(shí)間增長(zhǎng)，納米顆粒的活性增加，形成較大的顆粒堆積，產(chǎn)生較大的光柵間隔，得到的薄膜衍射波長(zhǎng)增加。