一種幣章的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明的目的在于提供一種幣章，該幣章具有顏色光變防偽特征，從而提高了幣章的防偽能力。本發(fā)明提供的幣章包括幣章基材和覆蓋在所述幣章基材的至少一部分表面上的鍍層，所述幣章基材與所述鍍層相互配合以呈現(xiàn)顏色光變特征。
【專利說明】一種幣章

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及防偽領(lǐng)域，尤其涉及一種幣章。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，應(yīng)用在硬幣、紀念幣、紀念章等幣章上的光學(xué)防偽技術(shù)有很多種，例如隱形雕刻、全息圖像、彩色移印等技術(shù)。
[0003]隱形雕刻是在幣章表面上進行多重雕刻的技術(shù)。采用了隱形雕刻技術(shù)的幣章，同一個雕刻凸紋圖樣會在不同的觀察角度上呈現(xiàn)出不同內(nèi)容的圖像，即從某一角度下可以看到一種圖像，而當(dāng)傾斜或偏轉(zhuǎn)雕刻面時，此前呈現(xiàn)的圖像消失并呈現(xiàn)另一種圖像。
[0004]全息圖像技術(shù)是在幣章表面圖案生成過程中采用幣章的模壓工藝在其表面上形成光柵結(jié)構(gòu)從而形成彩虹全息特征的技術(shù)。
[0005]彩色移印是將繪畫藝術(shù)融合到造幣技術(shù)中把紅、黃、藍、黑四色油墨利用特制印版移印到幣章表面的技術(shù)，大大提高了產(chǎn)品的藝術(shù)觀賞效果和防偽能力。此外，幣章本身也能夠提供金屬色，或通過表面施加鍍層實現(xiàn)顏色特征，但這些顏色特征均來自于金屬基材或鍍層材料本身對光的吸收和反射性質(zhì)。
[0006]但是，隨著人們對防偽要求的提高，需要不斷開發(fā)新的防偽技術(shù)來提高幣章的防偽能力。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于提供一種幣章，該幣章具有顏色光變防偽特征，從而提高了幣章的防偽能力。
[0008]本發(fā)明提供一種幣章，該幣章包括幣章基材和覆蓋在所述幣章基材的至少一部分表面上的鍍層，所述幣章基材與所述鍍層相互配合以呈現(xiàn)顏色光變特征。
[0009]由于根據(jù)本發(fā)明的幣章通過幣章基材與鍍層的相互配合來呈現(xiàn)顏色光變特征，所以根據(jù)本發(fā)明的幣章能夠獲得豐富的、特點鮮明的光學(xué)防偽特征，從而實現(xiàn)更強的防偽能力，而且根據(jù)本發(fā)明的幣章的工藝可行性也很強。
[0010]另外，與鈔票、產(chǎn)品包裝等柔性基材相比較，幣章的剛性基材能夠保證光變鍍層的平整性和一致性，從而有利于流通過程中顏色光變特征的保持以及表達。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為根據(jù)本發(fā)明一個實施方式的幣章的剖面圖；
[0012]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明另一實施方式的含有浮雕的幣章的剖面圖；
[0013]圖3示出了根據(jù)本發(fā)明又一實施方式的具有保護層的幣章的剖面圖；以及
[0014]圖4(a)、4(b)、4(c)分別示出了采用三種方法對根據(jù)本發(fā)明的幣章的鍍層進行圖案化的剖面圖。

【具體實施方式】
[0015]下面將結(jié)合附圖來詳細描述根據(jù)本發(fā)明的幣章，以便更好地理解本發(fā)明的思想。應(yīng)當(dāng)理解，所述附圖和詳細描述只是對本發(fā)明優(yōu)選實施方式的描述，并非以任何方式來限制本發(fā)明的范圍。
[0016]如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明一種實施方式的幣章I包括幣章基材2和覆蓋在所述幣章基材2的至少一部分表面上的鍍層3，所述幣章基材2與所述鍍層3相互配合以呈現(xiàn)顏色光變特征。
[0017]優(yōu)選地，鍍層3可以單獨提供顏色光變特征，或者鍍層3也可以與幣章基材2相互配合來提供顏色光變特征，這將在下文中對鍍層3的結(jié)構(gòu)進行描述時做進一步說明。
[0018]優(yōu)選地，鍍層3可以是干涉型多層膜結(jié)構(gòu)，該干涉型多層膜結(jié)構(gòu)形成法布里-泊羅諧振腔，其對入射的白光具有選擇作用，使得出射光線只包含某些波段，從而呈現(xiàn)特定的顏色；當(dāng)入射角度變化時，與之相對的光程發(fā)生變化，干涉波段也發(fā)生變化，從而在出射角方向呈現(xiàn)給觀測者的顏色也隨之變化，從而形成光變效果。
[0019]所述干涉型多層膜結(jié)構(gòu)可以包括下述結(jié)構(gòu)中的任意一種:(1)由吸收層、低折射率介質(zhì)層和反射層依次堆疊形成的鍍層，其中該反射層與所述幣章基材2的表面相接觸，優(yōu)選地，當(dāng)幣章基材2能夠提供反射層的作用時，可以省略這里的反射層，這使得根據(jù)本發(fā)明的幣章具備了獨特的工藝優(yōu)勢，因為無須考慮反射層與幣章基材之間的結(jié)合牢固度，從而更有利于幣章的流通；(2)由高折射率介質(zhì)層、低折射率介質(zhì)層和高折射率介質(zhì)層依次堆疊形成的鍍層；以及(3)由吸收層、高折射率介質(zhì)層和反射層依次堆疊形成的鍍層，其中，該反射層與所述幣章基材2的表面相接觸，優(yōu)選地，當(dāng)幣章基材2能夠提供反射層的作用時，可以省略這里的反射層，這使得根據(jù)本發(fā)明的幣章具備了獨特的工藝優(yōu)勢，因為無須考慮反射層與幣章基材之間的結(jié)合牢固度，從而更有利于幣章的流通。優(yōu)選地，上述的反射層的材料可以為具有高反射率的材料，如金、銀、銅、鋁、鋅、鎳、鈦等以及它們的合金；上述的吸收層的材料要求是其折射率與吸光系數(shù)接近的材料，例如可以是半金屬材料(如硅、鍺等)，也可以是金屬材料或其合金(如鉻、銅、鎳、鎳鉻合金等);上述的低折射率介質(zhì)層的折射率小于1.7，例如可以是氟化鎂、二氧化硅、冰晶石等；上述的高折射率介質(zhì)層的折射率大于或等于 1.7，例如可以是 ZnS, TiN, Ti02、T1, Ti2O3' Ti3O5' Ta2O5' Nb2O5' Ce02、Bi2O3' Cr2O3>Fe203> HfO2, ZnO 等。
[0020]在制備根據(jù)本發(fā)明的幣章I時，鍍層3可以通過熱蒸發(fā)、電子束蒸發(fā)、磁控濺射等物理或化學(xué)氣相沉積的方法獲得，并且優(yōu)選地與幣章基材2的表面同形覆蓋，即其形貌與幣章基材2的表面形貌同形，從而保證了幣章I的觸感。
[0021]優(yōu)選地，如圖2所示，幣章基材2的其上覆蓋有鍍層3的表面上可以形成有浮雕4并且鍍層3覆蓋在浮雕4上，該浮雕4為宏觀浮雕，通?？梢酝ㄟ^觸摸感受。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解的是，除了其上覆蓋有鍍層3的幣章基材表面之外，幣章基材2的其他部分的表面上也可以形成有浮雕4，而且鍍層3優(yōu)選與浮雕4同形覆蓋。所述浮雕4提供了宏觀的浮雕圖案或文字特征，而且其可以通過幣章的模具沖壓工藝來實現(xiàn)。所述浮雕4能夠?qū)π纬稍谄浔砻嫔系腻儗?起到形狀調(diào)制的作用，相當(dāng)于調(diào)制了觀察者的觀察角度，由于鍍層3的顏色隨著觀察角度的變化而改變，因此浮雕4的存在能夠為幣章I提供更多的光學(xué)防偽特征。下面結(jié)合圖2對浮雕4的效果進行示例性的描述。在圖2中，幣章基材2為鋁鋅合金，幣章基材2的表面上通過幣章的沖壓工藝形成浮雕4，利用真空鍍膜機在浮雕4上依次形成厚度為430nm的S12和厚度為5nm的Cr層，這樣在漫散射標準光源下實際觀察時，將在位置6垂直觀察到洋紅色，傾斜觀察到綠色，對于位置5和7將在垂直觀察時呈現(xiàn)綠色。因此，在實際設(shè)計和生產(chǎn)中，可以根據(jù)需要，充分利用幣章的沖壓工藝所形成的浮雕4，區(qū)域化地調(diào)制具有顏色光變特征的鍍層3的顏色隨觀察角度的分布，從而實現(xiàn)豐富的特色鮮明的防偽特征。
[0022]優(yōu)選地，所述幣章基材2的其上覆蓋有鍍層3的表面上可以形成有全息光柵并且鍍層3覆蓋在全息光柵上；當(dāng)然在幣章基材2的其上覆蓋有鍍層3的表面上已經(jīng)形成了浮雕4的情況下，還可以在浮雕4上形成該全息光柵并之后在該全息光柵上形成鍍層3。所述全息光柵的周期范圍可以為0.5 μ m?5 μ m、溝槽深度范圍可以為0.03 μ m?0.8 μ m、槽形可以為矩形、正弦型、鋸齒形或其它類似的形狀以及它們的組合。全息光柵結(jié)構(gòu)能夠提供衍射圖案，其與鍍層3相結(jié)合，可以形成更豐富的光學(xué)防偽特征。
[0023]優(yōu)選地，所述幣章基材2的其上覆蓋有鍍層3的表面上可以形成有亞波長光柵并且鍍層3覆蓋在該亞波長光柵上；當(dāng)然在幣章基材2的其上覆蓋有鍍層3的表面上已經(jīng)形成了浮雕4的情況下，還可以在浮雕4上形成該亞波長光柵并之后在該亞波長光柵上形成鍍層3。所述亞波長光柵的周期范圍可以為0.2 μ m?0.5 μ m，亞波長光柵對鍍層3進行調(diào)制，形成不同于無亞波長光柵區(qū)域的光學(xué)特征。比如，亞波長光柵是周期為320nm、槽深為120nm的一維矩形光柵，鍍層3是三層鍍層結(jié)構(gòu)，即反射層Al的厚度為60nm、介質(zhì)層T12的厚度為150nm、吸收層Cr的厚度為4nm，則當(dāng)觀察方向與光柵方向垂直時為綠色，在自身平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)90° (即觀察方向與光柵方向在同一平面內(nèi))時為金黃色，而且透過偏振鏡觀察再現(xiàn)光具有明顯的偏振性。再比如，根據(jù)本發(fā)明的幣章I中的亞波長光柵是二維正弦光柵，其周期為0.35 μ m、深度為0.15μπι;鍍層3為Al/MgF2/Cr結(jié)構(gòu)，其中Al層厚度為30nm, MgF2厚度為400nm，Cr厚度為5nm，則具有亞波長光柵的區(qū)域中鍍層3呈現(xiàn)紅色，在沒有亞波長光柵的區(qū)域中鍍層3呈現(xiàn)金色。
[0024]另外，所述幣章基材2的其上覆蓋有鍍層3的表面上可以形成有上述的全息光柵、亞波長光柵中的任意一種或其組合，而且所形成的全息光柵、亞波長光柵優(yōu)選被鍍層3同形覆蓋。
[0025]另外，圖3示出了為了增加根據(jù)本發(fā)明的幣章I的使用壽命而在幣章I的鍍層3上涂覆保護層8的實施例。其中，可以在鍍層3的表面上涂覆UV固化材料作為保護層8，然后利用UV光源對保護層8進行照射形成固化的保護層。所述保護層8應(yīng)至少是局部半透明的，從而保證根據(jù)本發(fā)明的幣章I的顏色光變特征不受保護層8的影響。而且，所述保護層8可以只保護幣章I的一個表面，例如上表面，當(dāng)然也可以對幣章I的多個或全部表面進行保護。所述保護層8還可以例如通過印刷、蒸鍍、濺射等方法獲得。優(yōu)選地，所述保護層8的形貌與鍍層3的表面形貌相同，從而保證了幣章I的觸感。
[0026]優(yōu)選地，鍍層3中可以形成有鏤空圖案，其中所述鏤空圖案可以為宏觀圖案、微文字、精細線條等，從而能夠?qū)崿F(xiàn)更好的防偽效果。
[0027]形成鏤空圖案的方法有多種，圖4(a)至圖4(c)示出了其中的若干種對幣章I的鍍層3進行圖案化的實施例。如圖4(a)所示，在形成鍍層3之前，在幣章基材2的表面上采用例如涂布、印刷等方式形成涂層9，該涂層9典型地可以為水溶性淀粉類涂層，在在涂層9上形成鍍層3之后利用典型地如去離子水或其它溶劑浸泡鍍層3的表面，使得涂層9所在區(qū)域的鍍層3脫落，從而實現(xiàn)對鍍層3的圖案化。另外一種方法如圖4(b)所示，在形成鍍層3之后，在鍍層3的表面上采用例如涂布、印刷等方式形成涂層10，該涂層10典型地可以為耐堿的纖維素類涂層，然后可以利用典型地如熱堿液或其它溶劑浸泡鍍層3的表面，使得涂層10所在區(qū)域的鍍層3得到涂層10的保護，而鍍層3的其它區(qū)域溶解于所述溶劑或與所述溶劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而脫落，從而實現(xiàn)對鍍層3的圖案化。還有一種方法如圖4(c)所示，在形成鍍層3之前，在幣章基材2的上方覆蓋圖案化的掩膜11，所述掩膜11可以貼合在所述幣章基材2的表面上,也可以與幣章基材2的表面之間有一定的距離,掩膜11的材料可以在能夠?qū)﹀儗?的形成起到遮擋作用的前提下任意進行選擇(例如采用但不限于金屬Al、N1、Fe、Cu等材料)，然后在在掩膜11上形成鍍層3，在鍍層3形成之后移除掩膜11，從而在掩膜11遮擋的區(qū)域無法形成鍍層3，而在掩膜11未遮擋區(qū)域形成圖案化的鍍層3。
[0028]另外，根據(jù)本發(fā)明的幣章I還可以包括位于所述幣章基材2的表面上、所述鍍層3的表面上的功能層(未示出)，該功能層具有衍射光變特征、微納結(jié)構(gòu)特征、印刷圖案特征、部分金屬化特征、熒光特征以及用于機讀的磁、光、電、放射性特征中的一種或多種特征。
[0029]以上僅示例性地描述了本發(fā)明的某些優(yōu)選實施方案。但是本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，在不偏離本發(fā)明構(gòu)思和精神的前提下，可以對本發(fā)明做出各種等同變換或修改，而如此得到的技術(shù)方案也應(yīng)屬于本發(fā)明的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種幣章，該幣章包括幣章基材和覆蓋在所述幣章基材的至少一部分表面上的鍍層，所述幣章基材與所述鍍層相互配合以呈現(xiàn)顏色光變特征。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的幣章，其中，所述幣章基材的所述至少一部分表面上形成有浮雕。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的幣章，其中，所述鍍層與所述浮雕同形覆蓋。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的幣章，其中，所述浮雕上形成有全息光柵、亞波長光柵中的任意一種或其組合。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的幣章，其中，所述幣章基材的所述至少一部分表面上形成有全息光柵、亞波長光柵中的任意一種或其組合。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的幣章，其中，所述鍍層與所述全息光柵、所述亞波長光柵同形覆蓋。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的幣章，其中，所述鍍層中形成有鏤空圖案。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至5或7中任一項權(quán)利要求所述的幣章，其中，所述鍍層為干涉型多層膜結(jié)構(gòu)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的幣章，其中，所述干涉型多層膜結(jié)構(gòu)包括下述結(jié)構(gòu)中的任意一種: 由吸收層、低折射率介質(zhì)層和反射層依次堆疊形成的鍍層，其中該反射層與所述幣章基材的表面相接觸； 由高折射率介質(zhì)層、低折射率介質(zhì)層和高折射率介質(zhì)層依次堆疊形成的鍍層；以及由吸收層、高折射率介質(zhì)層和反射層依次堆疊形成的鍍層，其中，該反射層與所述幣章基材的表面相接觸。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至5或7中任一項權(quán)利要求所述的幣章，其中，所述幣章基材自身具有反射功能，所述鍍層為下述鍍層中的任意一種或其組合: 由吸收層和低折射率介質(zhì)層依次堆疊形成的鍍層，其中該低折射率介質(zhì)層與所述幣章基材的表面相接觸；以及 由吸收層和高折射率介質(zhì)層依次堆疊形成的鍍層，其中，該高折射率介質(zhì)層與所述幣章基材的表面相接觸。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項權(quán)利要求所述的幣章，其中，所述鍍層上覆蓋有保護層。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的幣章，其中，所述保護層與所述鍍層同形覆蓋。
13.根據(jù)權(quán)利要求1至12中任一項權(quán)利要求所述的幣章，其中，所述幣章基材的表面和/或所述鍍層的表面上具有衍射光變特征、干涉光變特征、微納結(jié)構(gòu)特征、印刷特征、部分金屬化特征以及用于機讀的磁、光、電、放射性特征中的一種或多種特征。
【文檔編號】A44C21/00GK104223621SQ201310247559
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2013年6月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月20日
【發(fā)明者】張寶利, 孫凱, 張巍巍, 朱軍, 王曉利 申請人:中鈔特種防偽科技有限公司, 中國印鈔造幣總公司