一种环保防伪涂料和透射防伪全息转移纸及其制备方法与流程

本发明属于全息转移纸，具体地说，涉及一种环保防伪涂料和透射防伪全息转移纸及其制备方法。

背景技术：

1、现有激光全息转移纸的防伪层多直接暴露于产品表面，缺乏有效的物理隔离保护，易受外界摩擦、腐蚀等因素磨损，且仿制者可通过简单的化学复制、物理复刻等方式模仿防伪图案，导致防伪安全性低，无法满足高安全防伪需求。

2、目前业内针对“印刷于纸张与镀铝层之间”的层间防伪涂层研发较少，尤其缺乏能够在普通强光（如日光、手机闪光灯）透射条件下实现清晰显影的配方，现有层间涂层多不具备透射显影功能，或显影清晰度差、识别难度大。

3、常规防伪涂层中采用的纳米填料（如纳米二氧化钛、纳米氧化锌）仅能产生光散射作用，缺乏可见光波段的特征吸收，导致涂层与背景的透射对比度低，防伪图案显影模糊，识别率低，无法实现精准防伪验证。

4、此外，传统防伪涂层多采用高vocs溶剂体系，环保性差，不符合绿色印刷产业发展要求；同时，其识别门槛较高，需借助专用光源、特定观察角度等条件才能识别防伪图案，不便于消费者快速验证，降低了防伪的实用性。

技术实现思路

1、本发明的所要解决的技术问题在于提供一种位于纸张与镀铝层之间，在普通强光透射下可呈现清晰的定制化防伪图案的环保防伪涂料和透射防伪全息转移纸及其制备方法，旨在实现层间隐蔽防伪且不易磨损、普通强光透射清晰显影、高附着力、可定制化与绿色环保的综合效果。

2、本发明解决上述技术问题的技术方案为：

3、一种环保防伪涂料，按重量份计包括如下组分：

4、成膜性树脂 50-70份；

5、透射调控剂 6-12份；

6、导电助剂 1-5份；

7、润湿分散剂 0.5-2份；

8、流平剂 0.3-1.5份；

9、消泡剂 0.1-1份；

10、混合稀释剂 30-50份；

11、其中，所述成膜性树脂由硝酸纤维素、乙酸丁酸纤维素配置而成；所述透射调控剂为粒径20-50nm的纳米氧化铈粉末；所述导电助剂为季铵盐类化合物，包括但不限于texaquart® 253、byk®-es 80、lanco™ stat li 100、additol® vxl 4920、synthro®-state b、deuteron® le 80、keper®-528中的一种或多种；所述混合稀释剂由丁酮、正丙酯、异丁酯配置而成。所述润湿分散剂采用高分子型润湿分散剂，优选含颜料亲和基团的嵌段共聚物或聚酯类聚合物（如byk-110、byk-2155或solsperse 20000系列），由于纳米氧化铈粒径小、比表面积大，在酮/酯类溶剂中易团聚。高分子型分散剂通过空间位阻效应，能有效防止纳米颗粒沉降，确保涂料储存稳定性及涂布均匀性。所述流平剂为聚丙烯酸酯类流平剂（如byk-354、modaflow resin）或非反应性有机硅类流平剂（如byk-306），鉴于本体系溶剂挥发速度快（凹版印刷工艺），聚丙烯酸酯类流平剂能有效降低涂层的表面张力差，防止缩孔和橘皮现象。特别说明：相比单一有机硅流平剂，聚丙烯酸酯类对后续真空镀铝的层间附着力影响更小，能更好地保证镀铝层的结合牢度。所述消泡剂为聚丙烯酸酯类消泡剂或改性聚硅氧烷类消泡剂（如byk-052、byk-057或tego airex 900系列），由于溶剂型体系在高速分散和研磨过程中易产生微泡，该类消泡剂在酮/酯类溶剂中溶解性好，能迅速消除气泡且不产生表面缩孔，同时不影响涂层的透明度和细腻度。

12、一种制备上述环保防伪涂料的制备方法，包括如下步骤：

13、助剂分散，取混合称量好的混合稀释剂放置到分散釜中，开启搅拌装置，转速控制在300-500 r/min，随后缓慢加入称量好的润湿分散剂和导电助剂进行搅拌，直至完全溶解并均匀分散；本发明引入季铵盐类导电助剂，其作用并非传统意义上的抗静电，而是针对“纸张/涂层/胶水/镀铝层”这一复合结构的特定需求。纸张本身为绝缘材料，涂层印刷后表面电阻较高。在真空镀铝过程中，铝蒸气沉积时可能因电荷积累导致沉积不均，形成局部铝层过厚或过薄，影响透光率一致性。季铵盐导电助剂均匀分布于涂层中，使涂层表面具备一定的导电性，引导电荷均匀散逸，从而获得透光率均匀、结合牢固的镀铝层。

14、调控剂分散，将称量好的透射调控剂投入到分散釜中，将转速提升至800~1000 r/min，进行30分钟的高速分散，使透射调控剂均匀分散，无明显团聚现象；本发明选用纳米氧化铈作为透射调控剂，是区别于现有技术的核心创新点。纳米氧化铈具有独特的“光散射-吸收”双重调控机制：一方面，其高折射率（~2.4）在涂层中形成微区折射界面，对入射光产生米氏散射，使透过涂层的光线发散；另一方面，氧化铈在可见光区（特别是蓝紫光波段）存在特征吸收，降低了透射光强。当涂层按预设图案印刷时，有涂层的区域透射光显著减弱，而无涂层的区域（仅镀铝层）透射光相对较强，从而形成明暗对比的防伪图案。本发明限定的粒径20-50nm、添加量6-12份，是基于大量实验确定的最优窗口。粒径过小（<20nm）散射效率不足，对比度提升有限；粒径过大（>50nm）散射过强但吸收减弱，且易沉降，同时涂层雾度过高影响隐蔽性。添加量低于6份时对比度不足，高于12份时雾度超标且成本上升。

15、树脂溶解，将转速调整为500~600 r/min，保持搅拌的前提下，将称量好的成膜性树脂缓慢加入到分散釜，直至成膜性树脂完全溶解；本发明优选硝酸纤维素与乙酸丁酸纤维素按3:1复配，而非单一使用某一种树脂。硝酸纤维素成膜坚硬、附着力强、干燥速度快，但单独使用涂层偏脆；乙酸丁酸纤维素柔韧性好、流平性佳，但单独使用耐热性稍差。两者以3:1复配后，形成的涂层兼具高附着力（5b级）与良好柔韧性（可耐对折不断裂），同时与纳米氧化铈、导电助剂等组分的相容性优异。这一复配体系还确保了涂层在凹版印刷过程中的转移性良好，网点清晰，为定制化精细图案（如微文字、随机编码）的精准再现提供了保障。

16、消泡处理，将称量好的流平剂和消泡剂投入到分散釜中，将转速调整为200~300r/min，进行低速搅拌10~15 min，消除制备过程产生的气泡；

17、研磨过滤，将消泡完成的浆料转移到研磨机中进行研磨，直至混合物的细度≤5μm，随后进行过滤去除杂质及未分散均匀的颗粒，随后再次进行脱泡，获得均匀、细腻的环保防伪涂料。

18、本发明解决上述技术问题的另一技术方案为：

19、一种透射防伪全息转移纸，从下到上依次包括基纸层、环保防伪涂层、转移胶水层、镀铝层与全息信息层，起重工，环保防伪涂层采用上述制备方法制备而成的环保防伪涂料涂布在所述基纸层上形成，所述镀铝层的透光率为3~8%。

20、一种制备如上所述透射防伪全息转移纸的制备方法，包括如下步骤：

21、印刷环保防伪涂层，选取定制化图案，采用凹版印刷，将环保防伪涂料印刷到基纸层表面，形成环保防伪涂层；

22、涂布转移胶水层，在环保防伪涂层上方均匀涂布一层转移胶水，形成复合纸；

23、压印全息信息层，另取pet基膜，在pet基膜表面涂布压印转移涂层，随后通过凹版印刷的方式在压印转移涂层表面压印全息信息层；

24、镀铝，对压印好全息信息层的表面进行真空镀铝，形成转移膜；

25、转移，将转移膜与复合纸转移到复合机中进行复合，复合后同步剥离pet基膜，获得透射防伪全息转移纸。

26、本发明具有以下有益效果：

27、（1）本发明所制备的环保防伪涂料，采用低vocs混合稀释剂，符合国家环保标准，vocs排放量显著降低，符合gb 38507-2020《油墨中可挥发性有机化合物（vocs）含量的限值》要求；纳米氧化铈为无机无毒材料，无环境危害。

28、（2）本发明所制备的环保防伪涂料所形成的涂层与与纸张、转移胶水层结合牢固，耐刮擦、耐对折，不易脱落，提升产品使用寿命。

29、（3）本发明所制备的透射防伪全息转移纸无需专用光源和专业设备，采用普通强光（如日光、手机闪光灯）透射即可清晰显现防伪图案，操作简单，便于消费者快速识别，降低防伪验证门槛，提升实用性。

30、（4）本发明所制备的透射防伪全息转移纸中防伪涂层位于纸张与镀铝层之间，形成物理隔离，避免直接暴露于外界环境，不易磨损、不易被仿制，同时结合全息信息层与镀铝层的协同作用，防伪强度高，可满足高安全防伪需求。

31、（5）本发明所制备的透射防伪全息转移纸，其中镀铝层厚度控制在纳米级，铝用量少；纸张基材为天然纤维，可回收降解，整体体系符合绿色印刷产业发展要求。

32、（6）本发明构建的“纸张/防伪涂层/转移胶水层/镀铝层/全息信息层”五层结构，实现了多重防伪功能的集成。首先，防伪涂层位于纸张与镀铝层之间，物理隔离了外部环境侵蚀，耐磨、耐溶剂性能远超表面防伪层。其次，仿制者若要复制该防伪图案，必须同时破解涂层配方、印刷图案、镀铝透光率控制以及转移膜全息信息，难度呈指数级增加。第三，可定制化实现方式灵活，既可通过凹版印刷形成固定图案（如品牌logo），也可在印刷环节实现可变数据（如二维码、随机编码），满足一物一码的溯源需求。最后，普通强光透射显影的特性使终端验证无需任何专用设备，大大降低了防伪验证的门槛，提升了消费者参与度。