專利名稱：納米水印紙及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于防偽紙張的制作方法，具體涉及一種采用原子核徑跡工藝而制成的納米水印紙及其制作方法。
背景技術(shù)：
眾所周知，傳統(tǒng)水印紙已有多年歷史。其制作工藝通常是在造紙過程中完成的，由于所需設(shè)備龐大昂貴，加之工藝復(fù)雜，成本高，所以在使用初期，具有較大的防偽力度，但近年來，隨著科技的進(jìn)步，普通水印紙的制作技術(shù)已廣泛傳播，因此只要有設(shè)備和技術(shù)，就可以制作相同的水印。為了強(qiáng)化紙的防偽，有眾多技術(shù)方案問世。1991年9月25日公開的中國發(fā)明專利《防偽紙及其制作方法》(專利申請?zhí)枮?1102676.2)是在成漿系統(tǒng)中加入經(jīng)疏解分散處理的彩色纖維配制成含有彩色纖維絲的紙料，在造紙機(jī)上抄造出表面上均勻分布彩色纖維絲的紙，以紙面上呈有清晰均勻的彩色纖維絲的特點(diǎn)，區(qū)別于普通的印刷用紙；2001年7月4日公開的中國專利《防偽紙》(專利申請?zhí)枮?0136391.3)是包括至少三層結(jié)構(gòu)，一層為基層，至少一個外層的內(nèi)表面上用熒光顏料油墨印刷出一個預(yù)先設(shè)計的圖。在陽光反射下，該圖案是不可見的，而當(dāng)利用紫外線照射時，則顯出預(yù)先圖案；2003年7月23日公開的中國專利《彩色防偽水印紙及其制作方法》(專利申請?zhí)枮?3102670.2)提供了一種彩色防偽紙的加工方法，是在原紙上印刷彩色防偽圖案，然后再涂布功能性涂料。上述眾多技術(shù)方案的缺點(diǎn)是防偽力度不高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種采用原子核徑跡作為徑跡原版，在載體中形成立體空穴后再裝納米顆粒而制成的納米水印紙。
本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的一種納米水印紙及其制作方法，其特征在于該方法包括以下步驟(1).以預(yù)定或隨機(jī)產(chǎn)生的宏觀圖形在固體材料上制作漏模而成為準(zhǔn)直母版；(2).將準(zhǔn)直母版疊在固體徑跡探測器上放入重帶電粒子場中輻照或用物理、化學(xué)、機(jī)械作用產(chǎn)生微型立體損傷而形成徑跡母版；(3).以常規(guī)電鑄工藝在徑跡母版上制作金屬母版；(4).將金屬母版翻鑄而制成工作中間版；(5).將工作中間版經(jīng)熱壓拼版而制成工作母版；(6).將工作母版經(jīng)翻鑄而制成工作版；
(7).將普通紙用不溶不熔膠進(jìn)行涂布加硬處理而成為模型紙；(8).采用工作版以常規(guī)方法對模型紙進(jìn)行模壓而成為納米原紙；(9).采用磁場或電場對納米原紙進(jìn)行磁性或電性納米顆粒膠進(jìn)行涂布和壓光而成為納米水印紙。
所述的納米水印紙及其制作方法，其特征在于所述的固體材料由塑料板制成。
所述的納米水印紙及其制作方法，其特征在于所述的固體徑跡探測器由塑料、云母、玻璃組成。
所述的納米水印紙及其制作方法，其特征在于所述的不溶不熔膠由SiO2制成。
所述的納米水印紙及其制作方法，其特征在于所述的金屬母版由金屬鎳制成。
納米水印紙的制作過程是這樣的取一塊塑料板制成預(yù)定的圖案形狀，然后將它疊在一塊固體徑跡探測器上，固體徑跡探測器是云母、玻璃、塑料等材料制成，將其放在重帶電粒子中輻照一定時間，重帶電粒子場可由加速器加速重離子形成，也可將鈾235片放在反應(yīng)堆的熱中子柱中產(chǎn)生裂變碎片形成，固體徑跡探測器經(jīng)重帶電粒子輻照后就產(chǎn)生了損傷，經(jīng)化學(xué)蝕刻后則在固體表面產(chǎn)生了0.01μm至10μm的核徑跡，類似的徑跡也可由物理、化學(xué)或機(jī)械方法產(chǎn)生，采用納米技術(shù)制成表面有微小立體缺陷的表面，例如將退火的高純鋁片在低溫的草酸或硫酸溶液中經(jīng)陽極腐蝕而獲得氧化鋁多孔板，再如，使用介孔固體表面或納米碳管表面作為徑跡母版。將徑跡母版進(jìn)行化學(xué)浸銀后放在電鑄槽中鍍鎳，鍍層與電流強(qiáng)度和時間有關(guān)，鍍后獲得鎳基的金屬母版，經(jīng)過兩次翻鑄而得到工作中間版，取一定面積的工作中間版進(jìn)行熱壓拼版后而制成工作母版，工作母板經(jīng)翻鑄而制成工作版，另外將普通紙用不溶不熔膠涂布后而成為模型紙，涂布膠可用SiO2涂布液組成，涂布后可使模型紙致密光滑且硬度增加，在模壓機(jī)上使用工作版對模型紙模壓后而形成納米原紙或納米塑料原膜，然后使用涂布機(jī)再對納米原紙進(jìn)行涂布，涂布膠由帶磁性或帶電性納米顆粒制成，如用帶磁性的涂布膠則在納米原紙膠的對側(cè)加磁場；如用帶電性的涂布膠則在納米原紙膠的對側(cè)加相反的電場，其目的是將納米顆粒嵌入徑跡孔柱內(nèi)而形成納米立體柱，再經(jīng)超級壓光而制成納米水印紙。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下積極效果第一，本發(fā)明屬國內(nèi)外首創(chuàng)，處于國際領(lǐng)先水平，是目前我國唯一符合2003年1月1日實(shí)施的國家標(biāo)準(zhǔn)《防偽核技術(shù)產(chǎn)品通用技術(shù)條件》中所列的最高級A級的標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品，具體體現(xiàn)如下幾個方面a.是唯一可以將設(shè)備，材料和制作工藝全部公開仍不能被仿造的產(chǎn)品，換句話說，也就是唯一制作者本人也不能仿造的產(chǎn)品；b.按技術(shù)占有的擴(kuò)散程度分級是自主開發(fā)，國內(nèi)外獨(dú)占的技術(shù)產(chǎn)品；
c.按三級檢測的設(shè)置程度分級是具有肉眼識別、專業(yè)儀識別、智能化識別齊全的技術(shù)產(chǎn)品；d.按安全期進(jìn)行評價分級是安全期最長的技術(shù)產(chǎn)品。
第二，具有極強(qiáng)的融合性，納米水印紙生產(chǎn)工藝可以與造紙工藝融合，可以與印刷工藝融合，也可以與包裝工藝融合，因此，不僅可以最大限度的降低制作成本，而且具有最大的應(yīng)用拓展領(lǐng)域。
第三，具有極佳的穩(wěn)定性，由于微小的納米信息制于紙的斷層，因此，具有極佳的穩(wěn)定性和耐磨性。
第四，具有確切的可檢驗(yàn)性，由于納米信息在一個很小的面積內(nèi)就有極大量的判斷組合，所以具有極大的容錯率，因而檢驗(yàn)真假確切分明。
第五，具有極好的可靠性，由于制作者本人也無法仿制，所以使用者之間具有極好的安全可靠性。


圖1是固體徑跡探測器在重帶電粒子場中被輻照示意2是在納米原紙上涂布納米顆粒膠的結(jié)構(gòu)示意3是氧化鋁模板表面結(jié)構(gòu)示意4是納米碳管表面結(jié)構(gòu)示意圖1.反應(yīng)堆；2.熱柱；3.鈾235片；4.真空室；5.固體徑跡探測器；6.準(zhǔn)直母版；7.加速器管道；8.嵌入控制輥；9.定流板；10.帶料輥；11.納米顆粒膠；12.納米原紙；13.納米徑跡；具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作詳細(xì)描述參見圖1和圖2。取一塊厚2mm的塑料板裁成5cm×5cm的形狀，中間打一個直徑為10mm的通孔，作為準(zhǔn)直母版6，將準(zhǔn)直母版6放到一塊相同面積的厚1mm的聚碳酸酯塊上，依照圖1a所示的順序與U235片一起放在真空室4中，抽真空后將真空室4放在反應(yīng)堆1的熱柱2的前面進(jìn)行輻照，根據(jù)反應(yīng)堆1的功率和所需徑跡密度確定輻照時間，通常取徑跡密度為104-106個/cm2，如果將真空室4放入加速管道中用重離子輻照，則可去掉U235片3。固體徑跡探測器5除可用聚碳酸酯外還可用聚脂、硝酸纖維、醋酸纖維、玻璃、云母等材料。輻照后將聚碳酸酯塊放入6NNaOH水溶液中進(jìn)行蝕刻，調(diào)節(jié)蝕刻液溫度和蝕刻時間，使徑跡孔徑達(dá)1-5μm即可取出吹干而成為徑跡母版，將其化學(xué)浸銀后放入電鑄槽，用常規(guī)工藝鍍出金屬母版，再將其翻鑄而制成工作中間版，取適當(dāng)面積的工作中間版進(jìn)行熱壓拼版而成為工作母版，再經(jīng)翻鑄而成為工作版，裝在模壓機(jī)上對模型紙或銅板紙進(jìn)行模壓即可成為納米原紙12，模型紙的制作方法是將普通紙裝在涂布機(jī)上，使用SiO2制成的不溶不熔膠進(jìn)行涂布后即可成為模型紙，然后將納米原紙12裝在圖2所示的涂布機(jī)上，根據(jù)納米顆粒膠11中納米顆粒的特性確定嵌入控制輥8的結(jié)構(gòu)，納米顆粒帶磁時，嵌入控制輥8用永久磁鐵制成；納米顆粒帶電時，嵌入控制輥8用電極制成，使納米顆粒膠11被帶料輥10帶到普通紙下表面后，在通過定流板9與嵌入控制輥8之間時納米顆粒被吸引到紙的核徑跡中而形成納米水印。
見圖3和圖4，應(yīng)用納米技術(shù)制成具有納米尺寸的立體凹陷作為徑跡母版，其它工藝與上述相同。
權(quán)利要求
1.一種納米水印紙及其制作方法，其特征在于該方法包括以下步驟(1).以預(yù)定或隨機(jī)產(chǎn)生的宏觀圖形在固體材料上制作漏模而成為準(zhǔn)直母版(6)；(2).將準(zhǔn)直母版(6)疊在固體徑跡探測器(5)上放入重帶電粒子場中輻照或用物理、化學(xué)、機(jī)械作用產(chǎn)生微型立體損傷而形成徑跡母版；(3).以常規(guī)電鑄工藝在徑跡母版上制作金屬母版；(4).將金屬母版翻鑄而制成工作中間版；(5).將工作中間版經(jīng)熱壓拼版而制成工作母版；(6).將工作母版經(jīng)翻鑄而制成工作版；(7).將普通紙用不溶不熔膠進(jìn)行涂布加硬處理而成為模型紙；(8).采用工作版以常規(guī)方法對模型紙進(jìn)行模壓而成為納米原紙(12)；(9).采用磁場或電場對納米原紙(12)經(jīng)過磁性或電性納米顆粒膠(11)進(jìn)行涂布和壓光而成為納米水印紙。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米水印紙及其制作方法，其特征在于所述的固體材料由塑料板制成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米水印紙及其制作方法，其特征在于所述的固體徑跡探測器(5)由塑料、云母、玻璃組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米水印紙及其制作方法，其特征在于所述的不溶不熔膠由SiO2制成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米水印紙及其制作方法，其特征在于所述的金屬母版由金屬鎳制成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米水印紙及其制作方法，其特征在于所述的重帶電粒子場由反應(yīng)堆(1)的熱柱(2)作用于鈾235片(3)產(chǎn)生的裂變碎片或加速器管道(7)產(chǎn)生的重離子組成。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種納米水印紙及其制作方法。其特征在于采用原子核徑跡工藝在紙的斷層隨機(jī)產(chǎn)生微觀立體凹陷群，再將納米顆粒裝填其中，形成納米水印，由于目前人們還無法控制大量微觀粒子中的個體行為，所以將制作納米水印紙的設(shè)備、材料、工藝全部公開仍不能被仿造，因而納米水印紙具有最高的防偽力度，可廣泛用于貨幣、公安、海關(guān)、稅務(wù)等領(lǐng)域。
文檔編號D21G9/00GK1990953SQ2005101355
公開日2007年7月4日 申請日期2005年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月30日
發(fā)明者孟武 申請人:孟武