微结构防伪颜料的高产量制备方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及微结构防伪金属颜料的制备方法。
【背景技术】
[0002]在颜料中，金属颜料是一个特殊品种，金属颜料作为装饰性颜料，可使被涂装的物品绚丽多彩，具有明亮的金属光泽和金属闪光效果。金属颜料中用量最大的是锌粉、铜锌合金粉和铝粉(包括铝粉浆)。片状铝粉是非常重要的金属颜料之一，最初人们主要是利用它的金属色相和光泽装饰作用，不过随着科学技术和现代工业的发展，铝颜料的品种越来越多，铝颜料对可见光、紫外光和红外光的高反射能力，使得由它制得的涂料能起到保温、防光和热辐射的作用，同时铝颜料的片状结构能起到降低水蒸气、氧和其他腐蚀介质渗透作用，被广泛应用于油墨、涂料、建筑、汽车及化工等行业，它对制品的光泽性、均匀性、平整性及牢固性都起着十分重要的作用。铝颜料的这些独特性能，使它在众多金属颜料中成为应用最广，发展快和研宄较多的一类。
[0003]片状金属颜料具有随角异色性能，随着观察者观察角度的不同，颜料呈现出由明亮到暗淡不同的变化。同样，铝银粉的光泽度和颜色深浅随入射光的入射角度和视角的变化发生光和色的变化。铝银粉在载体膜内以不同层次排列，当入射光照射在各层铝片反射出的光线显然亮度也不同。当光线射入含透明颜料和铝银粉的膜层经过不同层次的铝银粉反射出来，发生色调和金属光的变化，入射光的视角自垂直逐渐发生角位移动，光线则透过不同粒子数量的颜料和不同粒子数量的颜料和不同粒径的铝银粉，反射出的光线和色调和金属光也发生变化。铝银粉的这种特性，已广泛地应用于油墨、涂料行业中，其随角异色的特性通过设计可用于油墨印刷防伪。
[0004]大多的金属颜料粉末，是通过物理方法进行生产的，即从固态液态或气态金属转化为粉末，使之加工为特定的金属粉末:由金属的气相状态转化为粉末，如升华法；由金属的液相状态转化为粉末，如雾化法:由金属的固相状态转化为粉末，如球磨法。
[0005]具有防伪功能的金属颜料的研宄目前较少，上海紫格光学薄膜材料有限公司CN201110145270.8揭示了一种防伪微结构颜料及其制造工艺，通过模压获得粒径1_200微米、形状规则(如文字图案、几何形状)的微结构单层片状铝颜料，可作为防伪颜料使用，该发明制造工艺生产效率较低，而且颜料筛分时，存在不规则小颗粒粘附于规则目标颜料上，使得最终成品颜料中存在较多不规则小颗粒，使产品质量受到很大影响。
[0006]CIBA公司2006年US20100062244公布了一种平行平面的片状颜料颗粒的制备方法，涉及在基材上沉积分离剂层、至少一个产品层以及产品层之间隔离层，产品层从基材上分离下来后，再通过溶剂将产品间的隔离层溶解，将铝薄片通过洗脱、过滤的方式分离出来，然后通过超声波处理调节粒径。该发明提高了在基材上沉积然后剥离制备片状颜料工艺的生产效率，但是该发明涉及的成品颜料仅通过超声对粒径进行了控制，并不涉及颜料规则形状的形成及控制。
[0007]JDS优尼弗思公司CN200610091187.6揭示了在用于隐形防伪应用的不透明片的周围提供框架或边界的制造工艺，涉及一种隐形防伪应用的薄膜颜料片，其具有被机械方式压制或浮雕或蚀刻而成的、或由激光方式形成的标记或隐形符号，其中隐形符号能使用显微镜看到。为保持符号的完整性，在所有或部分隐形符号的周围提供框架以便当单个的薄片从它们沉积的支撑结构中移走时，大部分薄片沿着所提供的框架线断裂而不是以一种不可控的无法预料的方式断裂。该发明中未涉及颜料的剥离和后处理的具体方法，仅提供颜料片的成型工艺。
[0008]美国杜邦泰津胶片合伙人有限公司CN200780017716.0专利涉及一种作为防伪颜料用途的具有可控尺寸的颗粒的制备方法，通过提供包含一个或多个分立单元的微型浮雕重复图案的层状衬底，每个单元由底板部分和具有高度(HW)的壁组成；将有机或无机材料沉积在衬底上(厚度T，T < HW)，剥离所沉积的有机或无机材料，通过溶剂转移技术在剥离槽将颗粒剥离沉降，最终获得预设可控尺寸的颗粒。该发明同样存在生产效率较低的缺点，同时该制造方法中通过具有一定高度的壁预先设定的颜料的尺寸，这就导致使用溶剂剥离时，空穴中存在不能剥离的颜料，降低了产率，同时未剥离的颜料还会影响层状衬底下一个制备过程的使用。
【发明内容】
[0009]本发明的目的是提供一种微结构防伪颜料的高产量制备方法，以克服现有技术存在的缺陷。
[0010]所述的微结构防伪颜料的高产量制备方法，包括如下步骤:
[0011](I)在基材表面涂覆可与基材剥离的b涂层，干燥后厚度为0.5 μπι?4 ym;
[0012]所述的基材为塑料，优选BOPP、PE、PET或PA，或者是表面为BOPP、PE或PA复合塑料的平整材料；
[0013]所述的b层采用涂布胶涂布的方式获得，涂布方式为照相凹版满版涂布，涂布胶使用的树脂，选择低分子量溶剂型可复溶树脂，如乙基纤维素、羟基改性二元氯醋树脂、氯化聚烯烃或苯乙烯丙烯酸；
[0014]所述的低分子量溶剂选自醇、酯或醚，优选乙酸乙酯、乙酸丁酯、异丙醇、丙二醇甲醚、乙氧基丙酸乙醚、丁二酸二甲酯、戊二酸二甲酯、己二酸二甲酯中的一种以上，其中低分子量可复溶树脂含量占涂布胶的重量百分比为3% -40% ;
[0015](2)在b涂层上涂覆或沉积防伪功能薄膜层s ；
[0016]所述的防伪功能薄膜层s为单一金属层或由金属层与防伪功能层组成的多层防伪功能薄膜层；
[0017]优选的，所述的防伪功能薄膜层s由依次复合的金属层与防伪功能层组成；
[0018]所述的防伪功能薄膜层s的总厚度为200nm-2000nm，金属薄膜层的厚度为总厚度的2.5%?50.0%，防伪功能层的厚度为总厚度的50.0?97.5% ;
[0019]所述金属薄膜层的材料选自低沸点的金属材料，如铝、镁、铬或镍等，优选金属铝，通过真空蒸镀的方式进行沉积；
[0020]所述的防伪功能层材料选自荧光材料、余辉荧光材料、同色异谱滤光材料、拉曼材料或磁性防伪功能材料中一种或以上；
[0021]所述的磁性功能材料通过凹版涂布或真空蒸镀沉积的方式形成；
[0022]所述的含有的荧光材料、余辉荧光材料、同色异谱滤光材料和拉曼材料通过照相凹版印刷方式进行涂布；
[0023]优选的，在所述的b涂层上涂覆或沉积防伪功能薄膜层s的方法，包括如下步骤:先在b涂层上涂覆或沉积金属薄膜层，然后在金属薄膜层上涂覆或沉积伪功能层；
[0024]优选的，而后再涂覆或沉积金属薄膜层，获得所述的防伪功能薄膜层s ;优选的，各层通过真空蒸镀的方式沉积；
[0025](3)在步骤(2)获得的防伪功能薄膜层s的一侧，涂覆或沉积隔离层d，厚度为50nm ?4000nm ；
[0026]所述的隔离层d的选材料选自无机盐或水溶性聚合物；
[0027]所述的无机盐优选水溶性金属硝酸盐、金属氯化物、金属硫酸盐或金属磷酸盐，所述的金属选自钠、钾、镁或钙，最优选的无机盐为硝酸钠、硝酸钾、氯化钾或氯化钠；
[0028]所述的低分子量聚合物优选纤维素、羟基淀粉、羧基淀粉、聚丙烯酰胺或聚乙烯吡喏烷酮；
[0029]隔离层d采用涂布的方法制备，涂布时，水溶性无机盐重量浓度为I %?10%，水溶性聚合物的重量浓度为3?15%，该层涂布后，经热风或红外干燥；
[0030](4)在所述的隔离层d的一侧，按照步骤(2)的方法，再涂覆或沉积防伪功能薄膜层S，厚度为200nm?4000nm ；
[0031]根据需要，步骤(3)?(4)可进行η次，涂覆或沉积，η为大于等于O的整数；
[0032]当η为O时，所述的隔离层d为一层，当η为I时，所述的隔离层d为两层，以此类推；优选的，η = O?20的整数，工业上，一般采用η = O?4的整数；
[0033](5)使用激光刻蚀的方法，将涂覆与沉积的多层膜层，刻蚀成三维规则形状的带基材颜料，基材不刻蚀，例如厚度均匀的字母、数字、三角形、菱形等规则形状；
[0034](6)将步骤(5)的带基材颜料，浸渍于有机溶剂中10-30min，将颜料从基材上剥离；
[0035]所述的有机溶剂选自乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸正丙酯、异丙醇中的一种或以上，优选乙酸正丙酯、乙酸丁酯；
[0036](7)将步骤(6)的产物，置于分离液中，溶解隔离层d，可采用超声，溶解分离，过滤，惰性气氛中，50 °C?85 °C烘干，获得所述的微结构防伪颜料，为一种三维规则形状，例如厚度均匀的字母、数字、三角形、菱形等规则形状的微结构防伪颜料；
[0037]所述的分离液为重量浓度为0.1?I %的聚磷酸钠、聚醚或聚酯型的水溶液。
[0038]本发明的方法，为一种能够实现高产量、高生产效率的微结构防伪颜料的制作方法，制备过程无二次污染，安全环保。