本发明涉及一种光学变色烫金材料，涉及全息防伪及光学防伪技术领域。
背景技术：
光学变色材料一经问世，便得到了广泛的青睐。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，多层干涉光变技术因在不同的观察视角下具有出强烈的光学变色效果而越来越受到人们的重视。但多层干涉光学变色材料，长期以光变颜料，光变薄膜的形式存在，在有价物品和产品包装等各类高安全或高附加值印刷品中存在印刷难度高，印刷设备都需配置专用装置，印刷成本高工艺难的特点，极大的限制了在高价值防伪包装印刷品上的应用难度和推广难度。
技术实现要素：
本发明是针对背景技术所提出问题，设计了一种光学变色烫金材料，包括从上至下叠加的基材膜层、分离层、保护层、纳米微结构层、专色金属油墨印刷层、吸收层、介质层、镜面反射层和热熔胶涂层，其中吸收层、介质层和反射层构成形成法布里-珀罗干涉器结构的多镀层干涉型反射镀层，纳米微结构层为全息光栅模压微结构，该微结构是全局或局部区域的一种或多种不同间距光栅结构的组合，专色金属油墨印刷层的颜色配色接近于干涉型反射镀层第一颜色，垂直正面看时专色印刷信息隐藏于干涉型反射镀层背景色中，并不明显，倾斜角度看时，干涉型反射镀层颜色变化而印刷的专色金属油墨不发生变化，显出专色印刷信息；其余结构层同常规烫金材料的制做。本技术方案所公开的光学变色烫金材料防伪性高，防伪效果独特，承印物适应性广泛，在商品或有价物品上的印刷工艺简单的特点。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种光学变色烫金材料，包括从上至下叠加的基材膜层、分离层、保护层、纳米微结构层、专色金属油墨印刷层、吸收层、介质层、镜面反射层和热熔胶涂层。
可选地，所述基膜层为pet、pvc、pc材质中的一种，优选pet材质。
可选地，所述分离层层为是石蜡油或硅油材质中的一种涂布而成，优选低温石蜡油材质。
可选地，所述保护层为透明介质的树脂或矿物质，也可以去除保护层。
如上所述，一种光学变色烫金材料的纳米微结构层，包括全局或局部区域的一种或多种不同间距光栅结构的组合，其延展方向的横截面结构为：正弦型结构、矩形光栅结构、半圆形结构、闪耀光栅结构中的一种结构，或正弦型结构、矩形光栅结构、半圆形结构、闪耀光栅结构中至少任意两种结构组合的结构。对于有给定的全息光栅变化效果在此层分布组合实现。优选地，采用有部分区域有光栅结构变化效果和部分区域无光栅结构的纳米微结构层。在其无光栅结构的区域，印刷专色金属油墨印刷层，减少和光栅区域的光学影响。透过基材层看，其中纳米微结构层在多镀层光变反射层之上，从各个角度看存在着对光线不同程度的明暗反射，可以肉眼辨别全息光栅的信息内容。
可选地，所述专色金属油墨印刷层的油墨配色接近于干涉型反射镀层第一颜色，垂直正面看时专色印刷信息隐藏于干涉型反射镀层背景色中，并不明显，倾斜角度看时，干涉型反射镀层颜色变化而印刷的专色金属油墨不发生变化，显出专色印刷信息；或者所述专色金属油墨印刷层的油墨配色接近于干涉型反射镀层第二颜色，垂直正面看时专色印刷信息与干涉型反射镀层背景色差异较大而显示出来，倾斜角度看时，所述专色金属油墨印刷层的油墨配色接近于干涉型反射镀层第二颜色，隐藏于干涉型反射镀层背景色中，所述专色金属油墨印刷层的油墨配色反光度也接近于干涉型反射镀层的反光度。
可选地，所述专色金属油墨印刷层的金属油墨也可以采用珠光颜料或液晶颜料、磁性光变颜料等具有较强反光效果的具有光学特征的油墨代替。
所述吸收层、介质层和镜面反射层构成形成法布里-珀罗干涉器结构。在法布里-珀罗干涉器结构中，吸收层作为分束器，将一半光线反射(称为光束1)，一半光线透射。透射光经过介质层后，被反射层反射，再经过吸收层出射(称为光束2)，光束1与光束2相互作用产生干涉，形成对特定波长的选择增强，因此能够观察到颜色。当光线改变入射方向时，光束在介质层中的光程发生了变化，如果介质材料为高折射率材料，则颜色不变或变化不明显，而介质材料为低折射率材料，则颜色变化明显，具备光变效果。
所述吸收层的材料包括：镍、铬、铝、银、铜、锡、钛中的一种金属，或镍、铬、铝、银、铜、锡、钛中至少任意两种金属组合构成的合金。基于成本效益，优选铬；所述介质层的材料包括：氟化镁、二氧化硅、硫化锌、氮化钛、二氧化钛、一氧化钛、三氧化二钛、五氧化三鈦、五氧化二钽、五氧化二铌、二氧化铈、三氧化二铋、三氧化二铬、氧化铁、二氧化铪或氧化锌，成本控制上以氟化镁，二氧化硅为主；所述反射层的材料包括：铝、银、铜、锡、铬、镍、钛中的一种金属，或铝、银、铜、锡、铬、镍、钛中至少任意两种金属组合构成的合金，鉴于成本效益优选铝。法布里-珀罗干涉器结构的干涉型反射镀层中每一层是通过以下一者或多者形成：蒸发沉积方法、电子束蒸发沉积方法、或者磁控溅射沉积方法。
所述一种光学变色烫金材料，其特征在于：所述干涉型变色镀层主要提供易识别的防伪功能，所述专色金属油墨印刷层与干涉型变色镀层组成更为复杂的光学结构提供防伪功能，所述纳米微结构层由于与干涉性变色镀层在各种角度的反光明暗不同，主要起生产商商标和其他相关信息的标识作用和一定的防伪作用，在本发明中起辅助作用，根据成本的需要在推广期可以去除纳米微结构层，仅保留提供主要防护功能的干涉型变色镀层，形成基材膜层、分离层、专色金属油墨印刷层、吸收层、介质层、镜面反射层和热熔胶涂层的结构材料。
可选地，所述专色金属油墨印刷层和干涉型变色镀层组成主要防伪功能结构，可将干涉型变色镀层先烫印于包装和有价物品表面，再在干涉型变色镀层表面印刷专色金属油墨印刷层的效果等同烫印含有基材膜层、分离层、专色金属油墨印刷层、吸收层、介质层、镜面反射层和热熔胶涂层的结构材料。
可选地，另一种专色金属油墨印刷层和干涉型变色镀层组成主要防伪功能结构的等同效果是：先将干涉型变色镀层先烫印于包装和有价物品表面，再在干涉型变色镀层表面烫印颜色接近的专色烫金材料。
本发明的突出效果是材料技术水平高仿制难度大，承印材料适应性广泛，在产品包装和有价物品上的印刷工艺简单，防伪效果独特，便于大众识别，也便于推广占领高端防伪包装市场。
附图说明
图1为本发明的一种光学变色烫金材料实施例一中的层状结构示意图。
图2为本发明的一种光学变色烫金材料实施例一中的各角度观察效果示意图。图2a为垂直基材表面时，各显色颜色层的显色效果示意图；图2b为倾斜基材表面时，各显色颜色层的显色效果示意图。
图3为本发明的一种光学变色烫金材料实施例二中的层状结构示意图。
图4为本发明的一种光学变色烫金材料实施例二中的各角度观察效果示意图。图4a为垂直基材表面时，各显色颜色层的显色效果示意图；图4b为倾斜基材表面时，各显色颜色层的显色效果示意图。
图标说明：1-基材层2-离型层3-保护层4-纳米微结构层5-专色金属油墨层6-吸收层7-介质层8-反射层9-热熔胶涂层10-多镀层干涉型变色镀层
具体实施方式
以下结合附图对本发明实施例作进一步说明，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制，凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。
实施例一
参见图1，为本发明的一种光学变色烫金材料，包括从上至下叠加的1基膜层、2离型层、3保护层、4纳米微结构层、5专色金属油墨层、6吸收层、7介质层、8反射层、9热熔胶涂层；其中6吸收层、7介质层、8反射层构成10多镀层干涉型变色镀层；本实施例的显色层在于纳米微结构层的衍射光学显色层、专色金属油墨层和多镀层干涉型变色镀层。
本实施例纳米微结构为简单的正玄波型光栅结构，可以通过激光刻蚀、电子束刻蚀、离子刻蚀等方式制成母版，然后通过电铸、模压、uv复制等工艺复制到基层上。更为常用的工艺是在基层的表面涂布成像层，将微浮雕结构复制在成像层上，目的是提高微浮雕结构的复制质量和提高复制效率。专色金属油墨印刷层通过印刷的方式完成，图2采用专金黄色金属油墨凹版印刷。多镀层干涉型变色镀层，为依次包含cr(厚度为：5nm)/sio2(厚度为：370nm)/al(厚度为：40nm)的干涉型多层膜结构，该参数的干涉型多层膜具有正面观察呈现金黄色，倾斜观察呈现绿色的特征。
从基材另一侧垂直正面观察时,见图2a，纳米微结构层的衍射光学比背景色的干涉型变色镀层反光高，即图2中大ks字母部分，呈彩色；背景色干涉型变色镀层呈金黄色，即图2中背景色部分，专色金属油墨印刷层也成金黄色隐藏于背景色中，即图2中小ks字母部分，；当从基材另一侧倾斜观察时，见图2b，纳米微结构层呈彩色，专色金属油墨印刷层成金黄色，干涉型变色镀层呈绿色。
实施例二
参见图3，为本发明的一种光学变色烫金材料，包括从上至下叠加的1基膜层、2离型层、5专色金属油墨层、6吸收层、7介质层、8反射层、9热熔胶涂层；其中6吸收层、7介质层、8反射层构成10多镀层干涉型变色镀层；本实施例的显色层在于专色金属油墨层和多镀层干涉型变色镀层。
本实施例二的具体工艺相较于实施例一更为简单，可参见实施例一。
本实施例的专色金属油墨印刷层通过印刷的方式完成，图2采用专金绿色金属油墨凹版印刷。多镀层干涉型变色镀层，为依次包含cr(厚度为：5nm)/sio2(厚度为：370nm)/al(厚度为：40nm)的干涉型多层膜结构，该参数的干涉型多层膜具有正面观察呈现金黄色，倾斜观察呈现绿色的特征。
从基材另一侧垂直正面观察时,见图4a，背景色干涉型变色镀层呈金黄色，专色金属油墨印刷层成金绿色；当从基材另一侧倾斜观察时，见图4b，专色金属油墨印刷层成金绿色，干涉型变色镀层呈绿色，两者颜色相近，专色金属油墨信息隐藏于背景色中。
本发明的突出特征是集衍射型光学特征、干涉型光学特征和反射型光学特征于一体，在本发明基础上增加透射镂空型衍射光学特征的工艺，可产生集衍射型光学特征，干涉型光学特征、反射型光学特征和镂空视窗特征于一体的光学膜。由于多镀层结构的镂空工艺在中国专利cn111845148a中已申请，故本发明去除了镂空光学特征的部分，但对于使用传统镂空工艺（即在反射层之上印刷离型层再挤压清洗的工艺）而在本发明基础上增加的镂空光学特征，也应属于本发明的保护范围。
本发明的核心在于提出了一种工艺简易成本低廉的反射型和干涉型光学特征结合的方法。相较于中国专利公布号cn111716936a以及中国专利号cn111890817a的反射型和干涉型光学特征结合的方法，具有工艺简单，成本低廉的绝对优势。本发明的一种反式结构，即专色金属油墨层作为背景层，干涉型变色镀层作为信息表达层，在产品包装和有价物品的印刷工艺上也比较容易实现成本也比较低廉。
1.一种光学变色烫金材料，其特征在于，包含基材膜层、分离层、保护层、纳米微结构层、专色金属油墨印刷层、吸收层、介质层、镜面反射层和热熔胶涂层，其中吸收层、介质层和反射层构成形成法布里-珀罗干涉器结构的多镀层干涉型反射镀层，纳米微结构层为全息光栅模压微结构，该微结构是全局或局部区域的一种或多种不同间距光栅结构的组合，专色金属油墨印刷层的颜色配色接近于干涉型反射镀层第一颜色，垂直正面看时专色印刷信息隐藏于干涉型反射镀层背景色中，并不明显，倾斜角度看时，干涉型反射镀层颜色变化而印刷的专色金属油墨不发生变化，显出专色印刷信息。
2.根据权利要求1所述一种光学变色烫金材料，其中，所述多层干涉光变镀层包括：反射层、介质层和吸收层；所述反射层的材料包括：铝、银、铜、锡、铬、镍、钛中的一种金属，或铝、银、铜、锡、铬、镍、钛中至少任意两种金属组合构成的合金；所述介质层的材料包括：氟化镁、二氧化硅、硫化锌、氮化钛、二氧化钛、一氧化钛、三氧化二钛、五氧化三鈦、五氧化二钽、五氧化二铌、二氧化铈、三氧化二铋、三氧化二铬、氧化铁、二氧化铪或氧化锌；所述吸收层的材料包括：镍、铬、铝、银、铜、锡、钛中的一种金属，或镍、铬、铝、银、铜、锡、钛中至少任意两种金属组合构成的合金。
3.根据权利要求1所述一种光学变色烫金材料，其中，所述纳米微结构层包括全局或局部区域的一种或多种不同间距光栅结构的组合，其延展方向的横截面结构为：正弦型结构、矩形光栅结构、半圆形结构、闪耀光栅结构中的一种结构，或正弦型结构、矩形光栅结构、半圆形结构、闪耀光栅结构中至少任意两种结构组合的结构。
4.根据权利要求1所述一种光学变色烫金材料，透过基材层看，其中纳米微结构层在多镀层光变反射层之上，从各个角度看存在着对光线不同程度的明暗反射，可以肉眼辨别全息光栅的信息内容。
5.根据权利要求1所述一种光学变色烫金材料，其中，所述专色金属油墨印刷层的油墨配色接近于干涉型反射镀层第一颜色，垂直正面看时专色印刷信息隐藏于干涉型反射镀层背景色中，并不明显，倾斜角度看时，干涉型反射镀层颜色变化而印刷的专色金属油墨不发生变化，显出专色印刷信息；或者所述专色金属油墨印刷层的油墨配色接近于干涉型反射镀层第二颜色，垂直正面看时专色印刷信息与干涉型反射镀层背景色差异较大而显示出来，倾斜角度看时，所述专色金属油墨印刷层的油墨配色接近于干涉型反射镀层第二颜色，隐藏于干涉型反射镀层背景色中，所述专色金属油墨印刷层的油墨配色反光度也接近于干涉型反射镀层的反光度。
6.根据权利要求1所述一种光学变色烫金材料，其特征在于：所述基膜层为pet、pvc、pc材质中的一种；所述基膜层之下设置有一层离型层。
7.根据权利要求1所述一种光学变色烫金材料，其特征在于：所述保护层为透明介质的有机树脂或矿物质，也可以去除保护层。
8.根据权利要求1所述一种光学变色烫金材料，其特征在于：所述干涉型变色镀层主要提供易识别的防伪功能，所述专色金属油墨印刷层与干涉型变色镀层组成更为复杂的光学结构提供防伪功能，所述纳米微结构层由于与干涉性变色镀层在各种角度的反光明暗不同，主要起生产商商标和其他相关信息的标识作用和一定的防伪作用，在本发明中起辅助作用，根据成本的需要在推广期可以去除纳米微结构层，仅保留提供主要防护功能的干涉型变色镀层，形成基材膜层、分离层、专色金属油墨印刷层、吸收层、介质层、镜面反射层和热熔胶涂层的结构材料。
9.根据权利要求8所述，其特种在于，专色金属油墨印刷层和干涉型变色镀层组成主要防伪功能结构，可将干涉型变色镀层先烫印于包装和有价物品表面，再在干涉型变色镀层表面印刷专色金属油墨层的效果等同烫印含有基材膜层、分离层、专色金属油墨印刷层、吸收层、介质层、镜面反射层和热熔胶涂层的结构材料。
技术总结