一种纯红色光学变色防伪颜料及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及光学防伪技术领域及高档色彩印刷涂装技术领域，特别涉及一种纯红色光学变色防伪颜料及其制备方法。
【背景技术】
[0002]基于薄膜多光束干涉原理制得的光学变色颜料(OVP)以及由此制得的光学变色油墨(OVI)是防伪领域的高端防伪材料，由其印刷的产品，具有颜色显示随着人眼观察视角的变化而变化，这种变色特性采用通常的彩色复印、电子扫描都无法再现，防伪性能极强，在货币、有价证券等金融安全产品防伪中发挥着极大的作用。近年来在烟酒产品防伪包装以及高端涂装市场上也获得了广泛的应用，特别是在日用商品中的应用，要求该类光变材料除具有光变防伪功能外，还要有较好的颜色显示效果，以便于与印刷版面具有良好的色彩匹配。
[0003]现有技术中，所采用反射型光变结构为金属介质5层对称结构:半吸收层/介质层/反射层/介质层/半吸收层，相关专利US4779898、US5059245、ZL02816899.2、文献I对该类光学变颜料及油墨的原理和制备方法进行了描述，在我国的人民币100元和50元的光变防伪中也采用该技术，实现了从绿色变蓝色、金色变绿色的光变图像防伪。其中半吸收层通常是采用金属铬、镍或镍铬合金材料，介质膜层通常采用折射率低于1.65的透明电介质材料，例如氟化镁、二氧化硅、三氧化二铝等材料、反射膜层根据制备工艺的不同，通常选用金属铝、铁、铬或镍铬合金锌、银等纯金属材料。例如专利US5059245、ZL02816899.2、提出的光变薄膜结构通常采用Cr/MgF2/Al/MgF2/Cr的对称式结构，这也是目前光学变色薄膜的通用结构，这种三明治对称结构通过采用不同的设计主波长，构建不同光学厚度，特别是介质膜层的光学厚度，可以满足在某一主波长区域范围实现反射光波的干涉相长条件，形成在该波长区域的反射峰值，在相邻波长区域形成相消干涉，反射峰消失，反射峰最强区域对应可见光谱某一颜色波段，也最终决定了我们所观察到的颜色。
[0004]例如要获得蓝色、绿色、黄色、红色的颜色显示，需要构建设计主波长位于对应颜色区域，对应介质膜层设计主波长的3-8个四分之一光学厚度，可以实现在对应颜色波段干涉相长，形成主反射峰。该类结构在实现蓝色、绿色、黄色时较容易形成单个的主反射峰，如图示I所示结构，为垂直入射显示为绿色，倾斜60度观察改变为蓝色的光变颜料反射光谱，可以看出，其在中心波长530nm附近形成了主反射峰，图示2为该结构的光变色品变化轨迹，其色品坐标从O度的绿色X = 0.3208，y = 0.5056变化为60度的蓝色x = 0.2161，y = 0.1706。但该类结构在构建位于长波波段的纯红色颜色显示效果时会出现严重的偏色现象，当选择主波长为红色波段时，可以看到，采用该类五层对称结构的光变薄膜，通常会在蓝色波段形成一个干涉增强的反射次峰，这样红色和蓝色反射峰相叠加，导致通常显示的颜色均为紫红色或粉红色，图4为现有技术的5层对称红色光变结构垂直观测色品坐标；如图3所示结构为5层对称红色光变结构，形成了双反射峰构造，导致最终的颜色显示为紫红色，其色度坐标为X = 0.407，y = 0.2704。根据CIE-1931标准色度学系统对颜色特性的描述，以色度坐标X，y来表示对应颜色的色度值，在D65标准照明光源和CIE-1931标准观察体条件下，对于纯红色颜色域，其色度坐标应该位于x = 0.58-0.74，y = 0.18-0.4所构建的色块区域内，显然，上述紫红色显示，虽然色度坐标y = 0.2704位于纯红色y色度坐标区间，但X = 0.407偏移到紫色区，使得整体显示为紫红色，可以看出，采用现有技术所构建的光变防伪薄膜，都无法实现在纯红色区域的单一主反射峰，也就无法显示出纯红色的光谱颜色，该红色区域在中国传统意义上通常象征着喜庆红火的寓意，特别是在一些高档烟酒包装上，纯红色的颜色经常是作为包装的常备颜色。为此，在光变防伪颜料产业，迫切需要对现有结构进行更新换代，提出可实现纯红色颜色显示的新型光学变色薄膜结构，才能有效提高改进现有光变颜料(OVP)的颜色种类，丰富颜色显示效果。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题是:通过采用新的7层、9层、11层或13层…7+(2n)的对称结构，η为整数(0，12…)，通过引入新的膜层结构，实现反射光谱在红色波段满足干涉相长条件，在蓝、绿、黄波段满足干涉相消，消除二级反射峰，克服传统5层对称光变结构在构造红色反射峰时通常出现短波反射次峰的现象，以达到积分显示的垂直观察颜色为纯红色效果。
[0006]为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为:一种纯红色光学变色防伪颜料，所述防伪颜料包括中心反射层、第一介质层、第一半吸收层和第二介质层，第二半吸收层，以此类推，所述中心反射层向外依次循环对称设有第一介质层和第一半吸收层，第二介质层，第二半吸收层。以此类推，根据总膜层数的增加，以此由中心反射层向外对称辐射，第三介质层和第三半吸收层，第四介质层和第四半吸收层等等。根据要求的红色区域不同，可以设置第二半吸收层以后的吸收层的厚度为O。
[0007]本发明的有益效果在于:通过采用新的7层、9层、11层或13层…7+(2η)的对称结构，η为整数，可以实现反射光谱在红色波段满足干涉相长条件，在蓝、绿、黄波段满足干涉相消条件，克服传统5层对称光变结构在构造红色反射峰时通常出现短波反射次峰的现象，以达到积分显示的颜色为纯红色效果。填补了目前光学变色颜料在红色显示方面的固有缺陷，丰富了光变颜料的颜色显示效果。
[0008]本发明还提供了一种纯红色光学变色防伪颜料的制备方法，包括以下步骤:
[0009]I)选取光滑抛光的不锈钢衬底或玻璃衬底；
[0010]2)制备隔离膜层:将步骤I)所得的衬底涂敷得到隔离膜层；
[0011]3)制备纯红色光学变色膜:将步骤2)所得的隔离膜层上依次涂覆第二半吸收层、第二介质层、第一半吸收层、第一介质层、第二半吸收膜层、中心反射层、第一介质层、第一半吸收层、第二介质层、第二半吸收层、得到对称设置于中心反射层两面的结构膜层；
[0012]4)制备隔离膜层，重复步骤3的涂覆流程，直到允许的最大周期数制备完成；
[0013]5)脱膜:将步骤4)所得的对称设置于中心反射层两面的结构膜层的衬底置于有机溶剂丙酮或甲乙酮溶液、或超纯去离子水中，得到光学变色颜料碎片；
[0014]6)漂洗、过滤步骤5)所得的光学变色防伪颜料碎片；
[0015]7)粉碎步骤6)所得的光学变色防伪颜料碎片；
[0016]8)改性步骤7)所得的光学变色粉末，将收集到的粉末投入松香或硬脂酸的饱和溶液中充分搅拌0.5h以上，然后沉淀过滤烘干即可得到纯红色光学变色防伪颜料。
[0017]本发明的有益效果在于:通过制备7层对称结构…7+(2n)的对称结构，实现反射光谱在红色波段满足干涉相长条件，在蓝、绿、黄波段满足干涉相消条件，克服传统5层对称光变结构在构造红色反射峰时通常出现短波反射次峰的现象，以达到积分显示的颜色为纯红色效果。该类纯红色光变颜料涂层的制备方法可以采用传统光学变色颜料相同的设备和制备工艺来进行，工艺条件成熟，生产成本低，不需要添加其它设备即可实现该类颜料制备。
【附图说明】
[0018]图1为现有技术的5层对称绿色光变结构垂直观测反射光谱；
[0019]图2为现有技术的5层对称绿色光变结构O度-60度色品变化轨迹；
[0020]图3为现有技术的5层对称红色光变结构垂直观测反射光谱；
[0021]图4为现有技术的5层对称红色光变结构垂直观测色品坐标；
[0022]图5为本发明【具体实施