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1、10申请公布号CN104057747A43申请公布日20140924CN104057747A21申请号201310598261322申请日20131122B42D25/30201401B42D25/4020140171申请人中钞特种防伪科技有限公司地址100070北京市丰台区科学城星火路6号申请人中国印钞造币总公司72发明人胡春华吴远启周赟张宝利张巍巍74专利代理机构北京润平知识产权代理有限公司11283代理人陈潇潇肖冰滨54发明名称一种制备光学防伪元件的方法57摘要本发明提供一种制备光学防伪元件的方法，其能够克服现有技术中在制备光学防伪元件时效率低、质量难控、不能精细准确地定位去反射层镂空等。
2、缺陷。该方法包括提供薄膜材料，该薄膜材料至少包括依次层叠的支撑层、模压层和镀层；对所述薄膜材料进行压印，以形成至少第一起伏结构区域和第二起伏结构区域，其中所述第一起伏结构区域中的镀层的顶部和/或底部具有开口，所述第二起伏结构区域中的镀层中没有开口；将所述薄膜材料置于能与所述镀层和/或所述模压层进行反应的去镀层氛围中，直到所述第一起伏结构区域中的镀层被去除而所述第二起伏结构区域中的镀层仍然保留所需厚度为止。51INTCL权利要求书1页说明书5页附图2页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书5页附图2页10申请公布号CN104057747ACN104057747A1/。
3、1页21一种制备光学防伪元件的方法，该方法包括提供薄膜材料，该薄膜材料至少包括依次层叠的支撑层、模压层和镀层；对所述薄膜材料进行压印，以形成至少第一起伏结构区域和第二起伏结构区域，其中所述第一起伏结构区域中的镀层的顶部和/或底部具有开口，所述第二起伏结构区域中的镀层中没有开口；将所述薄膜材料置于能与所述镀层和/或所述模压层进行反应的去镀层氛围中，直到所述第一起伏结构区域中的镀层被去除而所述第二起伏结构区域中的镀层仍然保留所需厚度为止。2根据权利要求1所述的方法，其中，与所述第二起伏结构区域相比，所述第一起伏结构区域中的镀层的横截面的顶部和/或底部具有更大的曲率。3根据权利要求2所述的方法，其中。
4、，所述第一起伏结构区域具有锯齿形结构、矩形光栅结构、梯形光栅结构中的至少一者或其组合。4根据权利要求1所述的方法，其中，与所述第二起伏结构区域相比，所述第一起伏结构区域的深宽比更大。5根据权利要求4所述的方法，其中，所述第一起伏结构区域的深宽比大于03。6根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一起伏结构区域的深度位于80NM6000NM的范围内、宽度位于100NM3000NM的范围内。7根据权利要求1所述的方法，其中，所述镀层是单层镀层和多层镀层中的至少一者或其组合。8根据权利要求7所述的方法，其中，所述单层镀层为金属镀层，且该金属镀层的光学密度大于13但小于3。9根据权利要求7所述的方法，其。
5、中，在所述镀层为所述多层镀层时，所述模压层和/或所述多层镀层中与所述模压层邻接的层能够与所述去镀层氛围进行反应而所述多层镀层中的其他层不与所述去镀层氛围进行反应；在所述镀层为所述单层镀层时，所述模压层和/或所述单层镀层能够与所述去镀层氛围进行反应。10根据权利要求1所述的方法，其中，所述支撑层与所述模压层之间具有剥离层。11根据权利要求1所述的方法，其中，所述模压层由在一定温度和压力下能够变形的材料形成。12根据权利要求1所述的方法，该方法还包括在去除所述第一起伏结构区域中的镀层之后，在所述镀层上形成保护层和/或功能涂层。权利要求书CN104057747A1/5页3一种制备光学防伪元件的方法技。
6、术领域0001本发明涉及光学防伪领域，尤其涉及一种制备光学防伪元件的方法。背景技术0002为了防止利用扫描和复印等手段产生的伪造，钞票、信用卡、护照、有价证券和产品包装等各类高安全或高附加值印刷品中广泛采用了光学防伪技术，并且取得了非常好的效果。0003为了增加防伪图像的亮度，光学防伪原件一般采用金属反射层。为了增加防伪的效果，金属反射层需要进行镂空形成特定的图案。现有技术中，对金属反射层进行镂空一般有两种方法，一种是水洗去金属法，另外一种是碱洗去金属法。这两种金属反射层镂空方法中，需要将水洗胶层或者保护层与膜上的微结构的光学图像进行套印对准，而现有设备的套印误差比较大，因此不能得到连续化的、。
7、准确定位的镂空光学图像。0004专利申请CN102460236A提出一种去反射层解决方案。首先，提供含有平坦的或深宽比小的凹凸结构的第一起伏结构区域和含有深宽比更大的凹凸结构的第二起伏结构区域的起伏结构层。接着，在该起伏结构层上，以均匀的表面密度形成金属反射层。然后，在金属反射层上蒸镀不同于金属反射层材料的掩膜层，掩膜层一般由无机化合物构成，典型的例如为MGF2。掩膜层的厚度需满足以下条件在第一起伏结构区域覆盖有完整连续的掩膜层，而第二起伏结构区域的掩膜层在凹部或凸部之间有开口。接着，将掩模层暴露于可与金属反射层材料反应的气体或液体中。这样，与第二起伏结构区域对应的金属反射层和掩膜层均被除去，。
8、而与第一起伏结构区域对应的金属反射层得以完整保留。但是，做到第二起伏结构区域的掩膜层具有开口结构、同时第一起伏结构区域的掩膜层保持完整连续是非常困难的。事实上，蒸镀无机化合物材料形成的掩膜层的致密性往往不好，会形成孔洞结构，因此第一起伏结构区域的部分反射层还是会在最后的去反射层工艺中遭到损坏，形成微小的空洞缺陷。另外，该方法形成的MGF2为微片状结构，因此得到的去反射层图像边缘不细致，并且无法形成极精细的图像，例如尺寸小于10微米。发明内容0005本发明针对现有技术中在制备光学防伪元件时效率低、质量难控、不能精细准确地定位去反射层镂空等缺陷，提供一种能够克服这些缺陷的制备光学防伪元件的方法。0。
9、006本发明提供一种制备光学防伪元件的方法，该方法包括0007提供薄膜材料，该薄膜材料至少包括依次层叠的支撑层、模压层和镀层；0008对所述薄膜材料进行压印，以形成至少第一起伏结构区域和第二起伏结构区域，其中所述第一起伏结构区域中的镀层的顶部和/或底部具有开口，所述第二起伏结构区域中的镀层中没有开口；0009将所述薄膜材料置于能与所述镀层和/或所述模压层进行反应的去镀层氛围中，直到所述第一起伏结构区域中的镀层被去除而所述第二起伏结构区域中的镀层仍然保留说明书CN104057747A2/5页4所需厚度为止。0010根据本发明的方法的原理如下在压印步骤之后，第一起伏结构区域中的镀层的顶部和/或底部。
10、具有开口，这样，去镀层氛围可以通过开口进入该区域中的镀层与模压层的界面以与该区域中的镀层和/或模压层进行反应（物理反应或化学反应均可），从而破坏该区域中镀层与模压层之间的附着牢度，然后在外界物理因素的辅助作用（比如水的冲洗）下，该区域中的镀层从模压层上去除；而第二起伏结构区域中的镀层中是没有开口的，所以虽然该区域中的镀层也可能会与去镀层氛围进行反应，但是由于该反应只会使得该区域中的镀层厚度变薄但不会导致该区域中的镀层完全消失，所以在去镀层步骤之后，该区域中的镀层仍然存在，从而实现了镂空。因此，第一起伏结构区域中的镀层的去除，本质上是通过破坏该镀层与模压层之间的附着牢度而实现的，这不同于现有技术。
11、中的去镀层技术，即镀层是被腐蚀而被去除的。附图说明0011图1是一种示例性光学防伪元件的俯视图；0012图2是沿着图1中的XX线看到的一种可能的剖面图；以及0013图3至图6是根据本发明的制备光学防伪元件的方法的流程剖面图。具体实施方式0014为了使本领域技术人员能够更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图来详细描述根据本发明的制备光学防伪元件的方法的流程。0015为了能够对根据本发明的制备光学防伪元件的方法进行更形象的描述，我们以形成图1和图2所示的示例性光学防伪元件为例对根据本发明的方法进行示例性描述，其中图1是示例性光学防伪元件的俯视图，图2是沿着图1的XX线所看到的一种示例性剖面图。。
12、图1中的文字部分为显示区域，其与图2中的B区域相对应，一般而言，为了防伪的需要，显示区域往往采用特殊光学技术制备的具有特殊效果（例如，全息效果）的图像。图1中的背景部分为去镀层镂空区域，其与图2中的A区域相对应。此外，图1及图2所示的光学防伪元件具有支撑层1、模压层2、反射层3、以及保护层和/或功能涂层4，该支撑层1优选是柔性的，当然还可以是刚性的。0016下面结合图3至图6对根据本发明的制备光学防伪元件的方法进行描述，该方法可以包括步骤S11至S13。0017S11、提供薄膜材料，该薄膜材料至少包括支撑层1、模压层2和镀层3，如图3的剖面图所示。0018具体而言，支撑层1可以是柔性的，也可以。
13、是刚性的，可以是至少局部透明的，也可以是有色的介质层，还可以是表面带有功能涂层（比如压印层）的透明介质薄膜，还可以是经过复合而成的多层膜。支撑层1一般由耐物化性能良好且机械强度高的薄膜材料形成，例如，可以使用聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）薄膜、聚萘二甲酸乙二醇酯（PEN）薄膜及聚丙烯（PP）薄膜等塑料薄膜形成支撑层1，而且支撑层1优选由PET材料形成。若光学防伪元件最终通过烫印的方式应用于有价物品上，则可以在支撑层1上预先形成剥离层（未示出），以方便后续工艺中支撑层1与模压层2的分离。说明书CN104057747A3/5页50019模压层2具有这样的性质，即在一定的温度和压力下能够变形，以形成。
14、所需的起伏结构，因此，模压层2优选由在一定温度和压力下能够变形的材料形成。优选地，模压层2一般选自热塑性材料。就具体成分而言，模压层2一般为以丙烯酸树脂为主体树脂的热塑性材料。模压层2的厚度一般大于04UM、小于5UM，优选大于06UM、小于15UM。优选地，模压层2能够表现出这样的性质，即能够与去镀层氛围进行反应以加速破坏镀层3和模压层2的附着牢度，有助于第一起伏结构区域A中的镀层3从模压层2上剥离。如果去镀层氛围为碱液，则模压层2可以选择酸值较高的材料，例如酸值大于50MGKOH/G。如果去镀层氛围为有机溶剂，则模压层2可以选择分子量较小的树脂，例如数均分子量小于10000。0020镀层3。
15、的目的是增加图像保留区的亮度。镀层3可以是单层镀层，也可以是多层镀层。就单层镀层而言，镀层3可以是金属镀层，也可以是无机或有机化合物镀层。单层金属镀层可以是AL、CU、NI、CR、AG、FE、SN、AU、PT等金属或其混合物和合金，由于铝的成本低廉且亮度高，因此优选为铝。单层金属镀层的光学密度一般大于13但小于3，光学密度即光透过率的以十为底的负对数。单层无机或有机化合物镀层一般选择折射率较高的材料，如ZNS、TIN、TIO2、TIO、TI2O3、TI3O5、TA2O5、NB2O5、CEO2、BI2O3、CR2O3、FE2O3、HFO2、ZNO等；由于化合物的延展性差，质地较硬脆，因此厚度不宜。
16、太厚，一般需小于100NM。就多层镀层而言，一般这样选择，多层镀层中与模压层2邻接的层能够与去镀层氛围进行反应，而多层镀层中的其他层则不与去镀层氛围进行反应，但是多层镀层中的其他层与去镀层氛围进行反应也是可行的。例如，去镀层氛围为碱液，多层镀层为AL/CU双层结构，其中AL与模压层2邻接。这样设计的好处在于，在去镀层步骤中，图像保留区域的镀层不会有任何厚度的损失。镀层3与模压层2以及去镀层氛围有很多其他的组合选择，我们将在步骤S13中详细阐述。0021S12、对所述薄膜材料进行压印，以形成至少第一起伏结构区域A及第二起伏结构区域B，第一起伏结构区域A可以与第二起伏结构区域B邻接或不邻接，其中第。
17、一起伏结构区域A中的镀层的顶部和/或底部具有开口，第二起伏结构区域B中的镀层没有开口，如图4的剖面图所示。0022第一起伏结构区域A为将要被去镀层的区域，第二起伏结构区域B为含有镀层的图像保留区域。第一起伏结构区域A中的镀层的顶部和/或底部具有开口而第二起伏结构区域B中的镀层没有开口，是利用本发明的方法实现精确定位去镀层的前提，也是本发明的核心内容。0023第二起伏结构区域B中的起伏结构一般要求曲率较小，并且深宽比较小，或者第二起伏结构区域B为无起伏结构的平坦区域，第二起伏结构区域B中的镀层3在压印过程中变形小，不会形成裂缝。尤其是，当镀层3是延展性良好的金属镀层时，第二起伏结构区域B中的镀层。
18、3更不易形成裂缝。例如，第二起伏结构区域B可以是普通全息光栅结构，其微观结构为深宽比为01的正弦结构，压印时，镀层3不会形成裂缝。第二起伏结构区域B也可以是无起伏结构的平坦区域，这一般表现为精细的线条或者点，如其特征尺寸（如线条的宽度、点的直径）小于10UM。这样的精细度是普通印刷去镀层无法实现的。第二起伏结构区域B中的起伏结构的具体尺寸和分布根据需要进行设计。优选地，第二起伏结构区域2中的起伏结构可以图案化地覆盖支撑层1的表面。0024第一起伏结构区域A中的镀层一般要求横截面的顶部和/或底部具有大的曲率，或者深宽比较大。这样，在压印时，第一起伏结构区域A中的镀层的顶部和/或底部就会形说明书C。
19、N104057747A4/5页6成开口。第一起伏结构区域A中的起伏结构可以是一维光栅结构、二维光栅结构中的至少一者或其组合。优选地，第一起伏结构区域A具有锯齿形结构、矩形光栅结构、梯形光栅结构中的至少一者或其组合。例如，第一起伏结构区域A中的起伏结构为锯齿形结构，或者深宽比大于03。更优选地，第一起伏结构区域A中的起伏结构为锯齿形结构，并且深宽比大于03。一般而言，第一起伏结构区域A中的起伏结构的深度位于80NM6000NM的范围内，宽度位于100NM3000NM的范围内。第二起伏结构区域B也可以是一维光栅结构、二维光栅结构中的至少一者或其组合。0025S13、将薄膜材料置于能与镀层3和/或模。
20、压层2进行反应的去镀层氛围中，直到第一起伏结构区域中的镀层被去除而第二起伏结构区域中的镀层仍保留所需厚度为止，如图5的剖面图所示。0026由于压印之后，第一起伏结构区域A中的镀层具有开口，所以去镀层氛围可以通过开口进入该区域中镀层3和模压层2的界面，与该区域中的镀层3和/或模压层2反应，破坏该区域中镀层3与模压层2之间的附着牢度，然后在外界物理因素的辅助作用下，该区域中的镀层3从模压层2上剥离。外界物理因素一般选择有一定冲击压力的水。本质上将，第一起伏结构区域中镀层3的去除，是通过破坏该区域中镀层3与模压层2的附着牢度而实现的。这不同于现有技术中的去镀层技术，即镀层被腐蚀而被去除的。0027具。
21、体来讲，去镀层可以有以下几种方式。0028（1）镀层3为单层镀层，去镀层氛围与镀层3反应而不与模压层2反应。例如，镀层3为AL，模压层2为低酸值的丙烯酸树脂（酸值小于1MGKOH/G），去镀层氛围为碱液。这样，碱液渗入第一起伏结构区域A中镀层3与模压层2的界面，与镀层3反应，使得第一起伏结构区域A中的镀层3从模压层2上剥离。同时，碱液也会从镀层3外侧与镀层3反应，造成第二起伏结构区域B中的镀层3变薄。因此，去镀层的时间应该这样确定，即第一起伏结构区域A中的镀层被剥离后，第二起伏结构区域B中的镀层仍保留所需厚度为止。实际上，实现这一目的是很容易的。碱液渗入开口破坏镀层3与模压层2之间的附着牢度所。
22、需的时间很短，而腐蚀完同样厚度的铝层所需的时间数十倍于上述时间。因此，具体实施起来，当第一起伏结构区域A中的镀层3从模压层2上剥落时，第二起伏结构区域B中的镀层3厚度的衰减是微小的。0029（2）镀层3为单层镀层，去镀层氛围不与镀层3反应而与模压层2反应。例如，镀层3为AL，模压层2为数均分子量小于10000的树脂，去镀层氛围为有机溶剂。这样，有机溶剂渗入第一起伏结构区域A中镀层3与模压层2的界面，与模压层2反应（物理溶解），使得第一起伏结构区域A中的镀层3从模压层2上剥离。再例如，镀层3为CU，模压层2为高酸值的丙烯酸树脂（酸值大于50MGKOH/G），去镀层氛围为碱液。这样，碱液渗入第一起。
23、伏结构区域A中镀层3与模压层2的界面，与模压层2反应（化学反应），使得第一起伏结构区域A中的镀层3从模压层2上剥离。采用这种实施方法，去镀层氛围不会对镀层3造成损失，因而第二起伏结构区域B中的镀层3没有厚度的减小。0030（3）镀层3为单层镀层，去镀层氛围与镀层3和模压层2都反应。例如，镀层3为AL，模压层2为高酸值的丙烯酸树脂（酸值大于50MGKOH/G），去镀层氛围为碱液。这样，碱液渗入第一起伏结构区域A中镀层3与模压层2的界面，与镀层3和模压层2均反应，使得镀层3从模压层2上迅速剥离。这种方法比第（1）种方法去镀层的速度更快，因而对第二起说明书CN104057747A5/5页7伏结构区域。
24、B中的镀层的损伤更小。0031（4）镀层3为多层镀层，去镀层氛围与多层镀层中与模压层2邻接的层进行反应而不与多层镀层中的其他层以及模压层2进行反应。例如，镀层3为AL/CU双层结构（其中AL与模压层2邻接），模压层2为低酸值的丙烯酸树脂（酸值小于1MGKOH/G），去镀层氛围为碱液。这样，碱液渗入第一起伏结构区域A中镀层3与模压层2的界面，与AL反应，破坏了AL与模压层2的附着牢度，使得第一起伏结构区域A中的镀层3从模压层2上剥离。由于镀层3外侧是与碱液不发生反应的CU，因而采用这种实施方法，第二起伏结构区域B中的镀层3没有厚度的减小。0032（5）镀层3为多层镀层，去镀层氛围与该多层镀层中与。
25、模压层2邻接的层以及模压层2反应而不与多层镀层中的其他层反应。例如，镀层3为AL/CU双层结构（其中AL与模压层2邻接），模压层2为高酸值的丙烯酸树脂（酸值大于50MGKOH/G），去镀层氛围为碱液。这样，碱液渗入第一起伏结构区域A中镀层3与模压层2的界面，与镀层3中的AL层以及模压层2均反应，使得第一起伏结构区域中的镀层3从模压层2上迅速剥离。这种方法比第（4）种方法去镀层速度更快。同样，由于镀层3外侧是与碱液不发生反应的CU，因而采用这种实施方法，第二起伏结构区域B中的镀层3没有厚度的减小。0033本领域技术人员应当理解的是，上述五种方法仅仅是示例性的，实际上只要满足压印之后，第一起伏结构。
26、区域A中的镀层有裂缝，在某种氛围中能够破坏镀层3与模压层2的附着牢度，从而使镀层3从模压层2上剥离即可。0034进一步地，根据本发明的制备光学防伪元件的方法还可以包括以下步骤在步骤S13之后，在镂空之后的光学防伪元件上形成保护层和/或功能涂层4，如图6的剖面图所示。该保护层和/或功能涂层4可以是单层，也可以是多层。保护层和/或功能涂层4一般具有保护作用，保护镀层3不被外界环境腐蚀，同时一般还具有与其他基材（例如纸张）粘合的作用。0035根据本发明的制备光学防伪元件的方法适合于制作标签、标识、宽条、透明窗口、开窗安全线等，尤其适合制作烫印标。0036以上仅示例性地描述了本发明的优选实施方案。但是本领域技术人员可以理解，在不偏离本发明构思和精神的前提下，可以对本发明做出各种等同变换或修改，从而得到的技术方案也应属于本发明的保护范围。说明书CN104057747A1/2页8图1图2图3图4图5说明书附图CN104057747A2/2页9图6说明书附图CN104057747A。