重離子微孔防偽印刷技術
2006-08-24 10:57 來源:齊成 責編:中華印刷包裝網
重離子微孔防偽是近年新興起的高能粒子類防偽高新技術,也稱超能防偽技術。它是目前中國擁有獨立知識產權高能粒子類防偽技術中的重要一種(另一種為雙卡核徑跡技術)。此技術的研究和推廣應用,使其走出了具神秘色彩的原子能實驗室,進入大眾生活領域。它是和平利用原子能技術的一項重要成果。
1.重離子微孔防偽原理
重離子微孔防偽有其獨特優點,它不僅防偽性能優越,其材料和技術為國家?兀旅罢邿o法得到(它需采用高能粒子?卦O備制版),且其識別方法簡便,適用于一線、二線及三線防偽。
我們知道,物質由原子組成,原子由原子核和繞核運轉的電子組成,原子中的電子被剝離后變成離子,具有一定能量的重離子能穿透塑料膜,在塑料膜上造成損傷,留下痕跡,若將這些痕跡進行化學腐蝕,則可擴大形成直徑為微米量級、一致性很好的重離子微孔。這些重離子微孔的直徑和密度都可控制。將具有重離子微孔的薄膜用于過濾,就是很好的材料。若在薄膜上由大量重離子微孔組成一個圖案,則在可見光線下,由于重離子微孔的衍射和折射,人眼觀察時將會得到視覺效果為白色的圖案,非圖案區則保持透明狀態。重離子微孔可透氣透水,若用有顏色的液體(如水筆)涂抹,圖案區將被著色,留下彩色圖案。以達到防偽目的。
2.重離子微孔技術及其防偽特性
具備一定能量的重離子可穿透塑料薄膜,那么如何使重離子具備足夠功能呢?核物理學的研究告訴我們,重離子加速器可使原子核加速具備足夠能量;核反應堆中裂變的碎片也具穿透薄膜的能量。這就是說要生產出帶有重離子微孔圖案的防偽薄膜,其前提是必須使用重離子加速器或核反應堆。這些核設施都處于國家有關部門的嚴格監管下,要建造擁有這些設備,僅僅具有資金,沒有國家主管核設施部門批準是不行的。
離子擊穿薄膜留下的痕跡可與薄膜表面成某一固定角度。研究發現,用不同方法可使這些痕跡形成形狀不一的重離子微孔,如圖錐形、圓柱形、雙圓錐形的通孔或不通孔。也可把這些不同形狀的孔按照需要組合一起。不同的孔有不同的光學效果。研究者用各種特定工藝,研制出顯形和隱形的重離子微孔防偽標識。
重離子微孔防偽技術是以透明薄膜為原料,用重離子發生器產生的重離子輻射能源,輻射到塑料薄膜上,將塑料薄膜擊穿,形成由微孔組成的透氣透水的防偽標識圖案,分為上色透印型、滴水消失型、隱形微孔型及綜合型,通過顯微鏡觀察微孔的孔徑、孔密度和孔型,與特設參數對比而辨真偽。
如果能讓普通消費者用最簡單的辦法識別,證明圖案是由重離子微孔組成的,就能使這種防偽標識推廣應用成為可能。用一種帶色的液體,例如用水彩筆涂抹圖案,從襯底上揭掉重離子微孔防偽膜,襯底上留下透印的彩色圖案,就證明圖案是由重離子微孔組成的。但防偽膜是用黏合劑黏在襯底上的,黏合劑很容易將重離子微孔堵死,使帶色液體無法通過。因此使用的黏合劑必須具備既不會堵塞重離子微孔,又要使著色黏度恰當,揭開時不黏在防偽膜上。要達到這些要求,并非易事,必須用高科技才能解決,F在重離子微孔防偽標識實現了這一要求,做到二者兼備。同時它所具備的孔密度、孔形等參數為實現多重防偽和專家識別開辟了用武之地。重離子微孔防偽技術的最大特點是識別方法極其容易,只要把標識上面一層保護膜揭下來,再涂上有色的涂料,使涂料滲漏到微孔圖案中,再把上面多余的涂料擦去,防偽圖案即顯現出來,真假一目了然。
重離子微孔防偽是種獨特的新興防偽技術,有極高的防偽性能。而其他的防偽技術,如精美的激光全息防偽,彩色溫變、光變油墨防偽,各種版紋防偽,水印紙防偽,彩虹印刷防偽等,也各具特色,如能將它們與重離子微孔防偽技術有機地結合起來,必將是防偽領域的重大突破。
3.重離子微孔技術在防偽印刷領域中的應用
清華大學經多年研究,應用原子能科學與技術,結合其他學科應用技術,研究開發出上述重離子微孔防偽技術產品──重離子微孔防偽標識。這種產品的新穎之處在于:其防偽標識的圖案由非常小的、孔徑均一的大量重離子微孔組成。這種重離子微孔采用機械和激光方法等均無法仿制。
重離子微孔防偽標識是在兩種高新技術研究成果的基礎上發展起來的,一種是核重離子微孔膜技術,另一種是重離子平版印刷術。它的制造方法包括三個步驟:首先利用加速器重離子或反應堆中子誘發的鈾裂變碎片作為「炮彈」,轟擊塑料薄膜,在塑料薄膜表面和內部造成電離損傷,形成核徑跡基膜;然后把防偽標識母版圖案復制成過渡膜版,印刷到基膜上形成平版掩模;最后通過化學蝕刻工藝,在基膜上生產出由重離子微孔組成的、與原始母版相同的圖案。重離子微孔標識利用非直接輻照成像方法制造,它是重離子平版印刷術在防偽領域中的發展和應用。重離子微孔標識的孔密度可達每立方厘米幾百萬個重離子微孔。微孔直徑很小,在微米或亞微米范圍內,僅為一根頭發直徑的百分之一左右,肉眼看不到。但由重離子微孔的光衍射和折射作用,由大量微孔群落組成的防偽圖案在視覺上呈現白色,很容易用肉眼識別,成為大眾宏觀鑒別商品真偽的依據,而重離子微孔的微觀結構和特性則可用光學顯微鏡觀測。
重離子微孔防偽標識具有「微觀設密宏觀顯示」的特點,實現了專家識別和大眾識別相結合的防偽目標。一方面,重離子微孔具有非常嚴格的微觀科學參數,如孔密度、孔直徑、重孔機率等。這些參數通過輻照和蝕刻工藝控制,可形成嚴格的密碼信號,永久貯存在識內部,成為專家鑒別和法律鑒定的科學依據。另一方面,在防偽標識中,采用每一標識圖案由幾百萬個重離子微孔組成的設計方案,使不可見的幾百萬個像素集合「放大」,成為可見的宏觀圖案,再利用重離子微孔的光學和滲透性能,使圖案消失或造印,不借助任何儀器設備,只憑眼睛就能判真偽;微觀設密宏觀顯示是重離子微孔防偽技術的真諦和生命力。
目前,重離子防偽技術主要應用于激光全息膜、各種紙張、塑料薄膜等材料上,可用于各種票證、單據、高級產品的包裝等方面,是一種技術先進、防偽性能優越的新一代防偽技術。
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