一种制备光学防伪元件的方法技术

由于目前制备防伪元件时效率低、不能精细定位去金属镂空，本发明专利技术提供一种精确定位镀层的制备光学防伪元件的方法，包括：在基材表面上形成包括至少第一起伏结构层区域和第二起伏结构层区域的起伏结构层，第一起伏结构层区域的表面积与表观面积之比大于第二起伏结构层区域的表面积与表观面积之比；在第一起伏结构层区域的至少一部分上形成第一镀层和在第二起伏结构层区域的至少一部分上形成第二镀层；在第一镀层的至少一部分上和第二镀层的至少一部分上形成能够被加热升华的保护层，第一镀层上的保护层厚度小于第二镀层上的保护层厚度；加热以升华保护层直到第一镀层上的保护层完全升华而第二镀层上的保护层未完全升华；镂空不被保护层保护的镀层部分。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】由于目前制备防伪元件时效率低、不能精细定位去金属镂空，本专利技术提供一种精确定位镀层的制备光学防伪元件的方法，包括：在基材表面上形成包括至少第一起伏结构层区域和第二起伏结构层区域的起伏结构层，第一起伏结构层区域的表面积与表观面积之比大于第二起伏结构层区域的表面积与表观面积之比；在第一起伏结构层区域的至少一部分上形成第一镀层和在第二起伏结构层区域的至少一部分上形成第二镀层；在第一镀层的至少一部分上和第二镀层的至少一部分上形成能够被加热升华的保护层，第一镀层上的保护层厚度小于第二镀层上的保护层厚度；加热以升华保护层直到第一镀层上的保护层完全升华而第二镀层上的保护层未完全升华；镂空不被保护层保护的镀层部分。【专利说明】
本专利技术涉及光学防伪领域，尤其涉及。
技术介绍
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。在各种光学防伪技术中，全息技术是目前应用最为广泛的光学防伪技术。为了增加图像的亮度，全息防伪元件一般采用金属镀层。对该金属镀层进行镂空从而形成对金属镀层的图案化能够大幅度提高光学防伪元件的视觉效果和抗伪造能力。镂空技术就是指采用特殊的工艺设备将全息薄膜或其他形式的金属膜上的金属镀层按设计的图文和位置分布进行局部清除，从而形成具有镂空透视效果的一种防伪技术。对金属镀层进行镂空的技术一般有两种，即水洗去金属和碱洗去金属。水洗去金属工艺是在需要镂空的位置先涂布水洗胶层，然后蒸镀金属镀层，再经过润湿、水洗，使得水洗胶层溶于水中，水洗胶层上覆盖的金属镀层也随之剥离，达到镂空的目的。碱洗去金属工艺利用碱液对铝层的化学腐蚀作用达到镂空的目的，即先蒸镀金属镀层，然后在不需要镂空的位置涂布保护层，然后浸入碱液以腐蚀掉未被保护层覆盖的金属镀层，从而形成镂空图文。这两种去金属技术中，涂布水洗胶层或者保护层均需与膜上的图像进行套印对准。现有设备的套印误差都在0.1mm以上，且难以稳定控制，因此无法得到连续化的、准确定位的镂空全息图像。专利申请US2008/0050660A1提出了一种去金属方案。首先，提供含有深宽比大的凹凸结构的第一区域和具备平坦的或深宽比更小的凹凸结构的第二区域的起伏结构层。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，在金属反射层上形成感光胶层。然后，从起伏结构层侧将层叠体的整面曝光。这样，由于第一区域和第二区域光透过率的差异，与第一区域对应的感光胶层能够以更高的效率产生光反应。接着，通过采用适当的溶剂等对其进行处理，将第一区域或第二区域对应的感光胶层除去。接着，采用未被除去的感光胶层作为保护层，进行金属反射层的蚀刻处理。这样，只将金属反射层中的与第一区域或第二区域对应的部分除去，达到了准确定位的去金属镂空效果。但是，感光胶层的加工过程包括前烘、曝光、后烘、显影和去胶，所以工艺复杂；而且光刻胶的烘干条件苛刻，不适合大规模、高速卷绕式膜卷产品的生产。此外，感光胶层往往价格较高，使得该方法在成本率方面是不利的；从工艺上讲，通过控制第一区域和第二区域的金属反射层的透光度差异来控制两个区域的感光胶层的光反应程度是比较困难的。专利申请CN102460236A提出了另外一种去金属解决方案。首先，提供含有平坦的或深宽比小的凹凸结构的第一区域和含有深宽比更大的凹凸结构的第二区域的起伏结构层。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:在第一区域覆盖有完整连续的掩膜层，而第二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，与第二区域对应的金属反射层和掩膜层均被除去，而与第一区域对应的金属反射层得以完整保留。但是，做到第二区域的掩膜层具有开口结构、同时第一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，因此第一区域的部分反射层还是会在最后的去金属工艺中遭到损坏，形成微小的空洞缺陷。另外，该方法形成的氟化镁为微片状结构，因此得到的去金属图像边缘不细致，并且无法形成极精细的图像，例如尺寸小于10微米。因此，仍然有必要寻找一种工艺简单、生产高效、质量易控、能够精细准确定位的去金属镂空解决方案。
技术实现思路
本专利技术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金属镂空等缺陷，提供一种能够克服这些缺陷的制备光学防伪元件的方法。本专利技术提供一种制备光学防伪兀件的方法，该方法包括:在基材的表面上形成起伏结构层，所述起伏结构层包括至少第一起伏结构层区域和第二起伏结构层区域，其中所述第一起伏结构层区域的表面积与表观面积的比值大于所述第二起伏结构层区域的表面积与表观面积的比值；在所述第一起伏结构层区域的至少一部分上形成第一镀层以及在所述第二起伏结构层区域的至少一部分上形成第二镀层；在所述第一镀层的至少一部分上以及在所述第二镀层的至少一部分上形成能够被加热升华的保护层，其中所述第一镀层上的保护层的厚度小于所述第二镀层上的保护层的厚度；加热以使所述保护层升华，直到所述第一镀层上的保护层完全升华而所述第二镀层上的保护层尚未完全升华为止；以及对不被所述保护层保护的镀层部分进行镂空，直到得到所需的光学防伪元件为止。由于根据本专利技术的方法是通过在基材的表面上形成起伏结构层、在起伏结构层上形成镀层、在镀层上形成能够被加热升华的保护层并之后加热以使保护层升华直到将被镂空的镀层部分上的保护层完全升华而将不被镂空的镀层部分上的保护层未完全升华为止，所以根据本专利技术的方法无需像现有技术那样采用昂贵的感光胶，使得该方法的成本低廉，而且根据本专利技术的方法也无需复杂的前烘、曝光、后烘、显影和去胶等工艺，从而相比于现有技术而言其工艺更为简单，另外根据本专利技术的方法因保护层对镀层的保护而能够相比于现有技术而言更为精确地定位需要镂空的部位，使得根据本专利技术的方法的工艺可行性和工艺稳定性更强、质量易控以及空洞缺陷小甚至没有空洞缺陷。【专利附图】【附图说明】图1是一种不例性光学防伪兀件的俯视图；图2是沿着图1中的X-X线看到的一种可能的剖面图；以及图3至图9是根据本专利技术的制备光学防伪元件的方法的流程剖面图。【具体实施方式】为了使本领域技术人员能够更好地理解本专利技术的技术方案，下面将结合附图来详细描述根据本专利技术的制备光学防伪元件的方法的流程。为了能够对根据本专利技术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专利技术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X-X线所看到的一种示例性剖面图，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基材1、起伏结构层2、镀层3、能够被加热升华的剩余本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备光学防伪元件的方法，该方法包括：在基材的表面上形成起伏结构层，所述起伏结构层包括至少第一起伏结构层区域和第二起伏结构层区域，其中所述第一起伏结构层区域的表面积与表观面积的比值大于所述第二起伏结构层区域的表面积与表观面积的比值；在所述第一起伏结构层区域的至少一部分上形成第一镀层以及在所述第二起伏结构层区域的至少一部分上形成第二镀层；在所述第一镀层的至少一部分上以及在所述第二镀层的至少一部分上形成能够被加热升华的保护层，其中所述第一镀层上的保护层的厚度小于所述第二镀层上的保护层的厚度；加热以使所述保护层升华，直到所述第一镀层上的保护层完全升华而所述第二镀层上的保护层尚未完全升华为止；以及对不被所述保护层保护的镀层部分进行镂空，直到得到所需的光学防伪元件为止。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：胡春华，张宝利，吴远启，周赟，曲欣，张昊宇，
申请(专利权)人：中钞特种防伪科技有限公司，中国印钞造币总公司，
类型：发明
国别省市：北京;11