本申請(qǐng)涉及一種防盜安全紙，以及制備該防盜安全紙的方法。

背景技術(shù)：

信息作為一種資源，它的普遍性、共享性、增值性、可處理性和多效用性，使其對(duì)于人類(lèi)具有特別重要的意義。根據(jù)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織的定義，信息安全性的含義主要是指信息的完整性、可用性、保密性和可靠性，保護(hù)信息安全的根本目的就是使內(nèi)部信息不受內(nèi)部、外部、自然等因素的威脅。信息安全是任何國(guó)家都必須十分重視的問(wèn)題，是一個(gè)不容忽視的國(guó)家安全戰(zhàn)略。敵對(duì)勢(shì)力或非法組織運(yùn)用各種手段竊取政治、軍事、經(jīng)濟(jì)、科學(xué)技術(shù)等方面的秘密信息，政府、軍隊(duì)和公司如何保證信息安全成為了急需解決的問(wèn)題。如今有很多涉密的或重要的紙質(zhì)文件在沒(méi)有授權(quán)的情況下是不允許帶出保密區(qū)域的，這需要對(duì)這些保密紙張進(jìn)行保護(hù)，要求在有人試圖非法攜帶保密紙張離開(kāi)保密區(qū)域時(shí)，通過(guò)特殊的探測(cè)手段可以感知并進(jìn)行報(bào)警。

現(xiàn)有技術(shù)采用在紙張中植入非晶帶材的方式對(duì)保密紙張進(jìn)行保護(hù)。非晶帶材具有大巴克豪森效應(yīng)，即：材料在磁化過(guò)程中疇壁發(fā)生跳躍式的不可逆位移過(guò)程，可以通過(guò)儀器檢測(cè)出來(lái)。將非晶帶材放入交變磁場(chǎng)中，當(dāng)磁場(chǎng)達(dá)到材料的開(kāi)關(guān)場(chǎng)后，材料的磁疇發(fā)生瞬間變化，儀器可以感測(cè)出一個(gè)特有的電磁信號(hào)。在實(shí)際應(yīng)用中，將檢測(cè)設(shè)備放置在保密區(qū)域的出口處，當(dāng)有人攜帶植入了非晶帶材的紙張進(jìn)入檢測(cè)區(qū)域時(shí)，檢測(cè)儀器就會(huì)檢測(cè)到一個(gè)電磁信號(hào)，隨即報(bào)警。由于制備工藝的原因，制備寬度低于1毫米的非晶帶材難度很大，為了抵消退磁場(chǎng)的影響，非晶帶材必須保持一定的長(zhǎng)度，才能具有大巴克豪森效應(yīng)。市場(chǎng)上使用的具有大巴克豪森效應(yīng)的非晶帶材，標(biāo)準(zhǔn)的長(zhǎng)度為32毫米，最短能僅能達(dá)到28毫米?，F(xiàn)有技術(shù)是將長(zhǎng)度32毫米，寬度1毫米的金屬帶材定位植入紙張中，非晶帶材很容易被人發(fā)現(xiàn)，進(jìn)而對(duì)其進(jìn)行破壞，令這種防盜安全紙的報(bào)警功能失效。

因此，需要一種具有較高防盜和防破壞能力的防盜安全紙。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明通過(guò)使用內(nèi)圓水紡法制得了直徑為80-200微米的非晶裸纖維，并且發(fā)現(xiàn)，當(dāng)該非晶裸纖維具有高于50的高長(zhǎng)徑比時(shí)，即可具有大巴克豪森效應(yīng)，將這種高長(zhǎng)徑比的非晶纖維植入紙中，尤其是銅版紙中，就獲得了一種具有較高防盜和防破壞能力的防盜安全紙。

因此，本發(fā)明包含以下內(nèi)容：

實(shí)施方式1.一種防盜安全紙，該防盜安全紙中植入了具有大巴克豪森效應(yīng)的非晶纖維，其中所述非晶纖維的直徑為80-200微米，優(yōu)選100-150微米；所述非晶纖維的長(zhǎng)度為2-10mm。

實(shí)施方式2.實(shí)施方式1的防盜安全紙，其中所述非晶纖維在該防盜安全紙中的含量為10-20m/m²(或者每張A4紙是0.6米至1.2米)。

實(shí)施方式3.實(shí)施方式1的防盜安全紙，其中所述非晶纖維不具有包覆層，是通過(guò)內(nèi)圓水紡法制備的。

實(shí)施方式4.前述實(shí)施方式中任一項(xiàng)的防盜安全紙，其中所述防盜安全紙通過(guò)采用非晶裸纖維直接植入紙張當(dāng)中而制備。

實(shí)施方式5.前述實(shí)施方式中任一項(xiàng)的防盜安全紙，其中非晶纖維含有：

a)Co，F(xiàn)e，Mn，Ni中的一種或多種元素；

b)Si，B，C中的一種或多種元素；和

c)任選的稀土或過(guò)渡族金屬。

實(shí)施方式6.前述實(shí)施方式中任一項(xiàng)的防盜安全紙，其中所述非晶纖維以滿(mǎn)版分布、定位分布或其組合的方式分布在所述防盜安全紙中。

實(shí)施方式7.前述實(shí)施方式中任一項(xiàng)的防盜安全紙，其中所述非晶纖維以有序排列、無(wú)序排列或其組合的方式在所述防盜安全紙中排列。

實(shí)施方式8.前述實(shí)施方式中任一項(xiàng)的防盜安全紙，其中非晶纖維含有：

1-15wt％的Fe；

2-12wt％的Si；

總量為2-25wt％的選自B、Nb、Cu、Mn、Mo、Ni、Cr和Al中的一種 或多種；以及

余量的Co。

實(shí)施方式9.前述實(shí)施方式中任一項(xiàng)的防盜安全紙，其為銅版紙。

實(shí)施方式10.前述實(shí)施方式中任一項(xiàng)的防盜安全紙，其中所述非晶纖維的直徑為100-150微米；所述非晶纖維的長(zhǎng)度為5-10mm。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅涉及本發(fā)明的一些實(shí)施例，而非對(duì)本發(fā)明的限制。

圖1：內(nèi)圓水紡法示意圖(21噴嘴22母合金23感應(yīng)線圈24非晶裸纖維25鼓輪26冷卻液)。

圖2：本發(fā)明的方法制備的非晶裸纖維的電鏡照片。

圖3：非晶裸纖維大巴克豪森效應(yīng)曲線。

圖4：含有無(wú)序滿(mǎn)版分布非晶裸纖維的防盜安全紙示意圖。

圖5：含有有序滿(mǎn)版分布非晶纖維的防盜安全紙示意圖。

圖6：含有無(wú)序定位分布非晶纖維的防盜安全紙示意圖。

圖7：含有有序定位分布非晶纖維的防盜安全紙示意圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于所描述的本發(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在無(wú)需創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

定義：

在本申請(qǐng)中，術(shù)語(yǔ)“大巴克豪森效應(yīng)”是指非晶帶材或纖維所具有的一種特性，即，該材料在磁化過(guò)程中疇壁發(fā)生跳躍式的不可逆位移過(guò)程，該過(guò)程可以通過(guò)儀器檢測(cè)出來(lái)。在實(shí)際的檢測(cè)時(shí)，將非晶帶材或纖維放入交變磁場(chǎng)中，當(dāng)磁場(chǎng)達(dá)到材料的開(kāi)關(guān)場(chǎng)后，材料的磁疇發(fā)生瞬間變化，檢測(cè)儀器就可以感測(cè)出一個(gè)特有的電磁信號(hào)。在一些實(shí)施方式中，其中感生 出的電磁信號(hào)是脈沖信號(hào)或高次諧波。本發(fā)明中非晶纖維具有大巴克豪森效應(yīng)，如圖3所示，在交變磁場(chǎng)的激勵(lì)下，當(dāng)達(dá)到一個(gè)開(kāi)關(guān)磁場(chǎng)值時(shí)，磁感應(yīng)強(qiáng)度會(huì)發(fā)生跳躍，因而感生出一個(gè)電磁信號(hào)，如：脈沖信號(hào)或高次諧波。當(dāng)檢測(cè)儀器檢測(cè)出非晶纖維產(chǎn)生的電磁信號(hào)時(shí)就會(huì)報(bào)警。

在本申請(qǐng)中，術(shù)語(yǔ)“內(nèi)圓水紡法”是指通過(guò)如下步驟進(jìn)行紡絲的方法：

1.首先提供具有所需成分的母合金棒；

2.在高速旋轉(zhuǎn)的鼓輪內(nèi)加入冷卻水，使得冷卻水在鼓輪的內(nèi)壁同步旋轉(zhuǎn)；

3.將母合金放入噴嘴當(dāng)中，利用感應(yīng)加熱方式熔化母合金；

4.在噴嘴內(nèi)充入高壓氣體，將熔化的母合金噴入水中快速凝固，制備出非晶裸纖維。

如圖1所示，圖1描述了本發(fā)明的制備非晶裸纖維的具體方法。在圖1中，附圖標(biāo)記具有如下含義：

21：噴嘴

22：母合金

23：感應(yīng)線圈

24：非晶裸纖維

25：鼓輪

26：冷卻液。

圖2是通過(guò)以上所述的方法制備的非晶裸纖維的一個(gè)示例。

在本申請(qǐng)中，術(shù)語(yǔ)“非晶纖維”或“非晶裸纖維”具有本領(lǐng)域技術(shù)人員通常所理解的含義。一般而言，它是指一種合金纖維，其含有多種合金元素，例如Co，F(xiàn)e，Mn，Ni，Si，B，C以及過(guò)渡金屬元素等。

本發(fā)明中的非晶纖維的尺寸范圍是：80-200微米；長(zhǎng)度為2毫米以上，優(yōu)選2-10毫米。

在一種具體的實(shí)施方式中，本發(fā)明提供一種防盜安全紙，該防盜安全紙中植入了具有大巴克豪森效應(yīng)的非晶纖維，其中所述非晶纖維的直徑為80-200微米，優(yōu)選100-150微米；所述非晶纖維的長(zhǎng)度為4-10mm，優(yōu)選5-10mm，更優(yōu)選8-10mm。本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)非晶纖維的尺寸較低，例如直徑在80-200微米范圍內(nèi)時(shí)，只要非晶纖維的長(zhǎng)徑比高于20，尤其是高于50時(shí)，該非晶纖維仍然具有大巴克豪森效應(yīng)。因此，如果非晶纖維的長(zhǎng)度 過(guò)低，則難以檢測(cè)到。而在普通的A4紙中，如果非晶纖維長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng)，非晶纖維與紙漿纖維的差別過(guò)大，往往會(huì)對(duì)造紙工藝產(chǎn)生不利影響。

在一種實(shí)施方式中，在本發(fā)明的防盜安全紙中，所述非晶纖維在該防盜安全紙中的含量為10-20m/m²，或者每張A4紙是0.6米至1.2米。在非晶纖維的含量高于10m/m²(例如，在每張A4紙中非晶纖維的含量是0.6米以上時(shí))時(shí)，目前市場(chǎng)上的檢測(cè)設(shè)備能夠以較高的精度檢測(cè)到。然而，如果含量太高，那么防盜安全紙的成本會(huì)大大提高，因此，優(yōu)選地，非晶纖維在該防盜安全紙中的含量為低于或等于20m/m²(例如，在每張A4紙中非晶纖維的含量是1.2米以下)。在一種實(shí)施方式中，所述非晶纖維在該防盜安全紙中的含量為3-20m/m²，或者每張A4紙中非晶纖維的含量是約0.2米至1.2米。在約3至低于10m/m²的含量范圍內(nèi)(或者每張A4紙中非晶纖維的長(zhǎng)度為約0.2米至0.6米時(shí))，雖然市售的檢測(cè)設(shè)備可能不容易檢測(cè)到，但是，仍然有可能通過(guò)調(diào)節(jié)檢測(cè)設(shè)備的參數(shù)而檢測(cè)到。

在一種實(shí)施方式中，在本發(fā)明的防盜安全紙中，所述非晶纖維不具有包覆層，是通過(guò)內(nèi)圓水紡法制備的。不具有包覆層的非晶纖維也稱(chēng)為非晶裸纖維。如上所述，本申請(qǐng)中所述的非晶裸纖維是通過(guò)“內(nèi)圓水紡法”制備的，所述方法包括以下步驟：1.首先提供具有所需成分的母合金棒；2.在高速旋轉(zhuǎn)的鼓輪內(nèi)加入冷卻水，使得冷卻水在鼓輪的內(nèi)壁同步旋轉(zhuǎn)；3.將母合金放入噴嘴當(dāng)中，利用感應(yīng)加熱方式熔化母合金；4.在噴嘴內(nèi)充入高壓氣體，將熔化的母合金噴入水中快速凝固，制備出非晶裸纖維。這種方法制備的非晶裸纖維的特點(diǎn)是具有較粗的纖維直徑，通常其纖維直徑為80-200微米。在纖維直徑較粗的情況下，不需要太高的長(zhǎng)徑比，檢測(cè)設(shè)備也比較容易檢測(cè)到。然而，內(nèi)圓水紡法制備的纖維長(zhǎng)度常常不是非常均一，生產(chǎn)的連續(xù)性方面需要改善。

由于內(nèi)圓水紡法制備的纖維的直徑為80-200微米，而普通的80克的A4的厚度在100微米左右，銅版紙的厚度在300微米左右，尤其是250至350微米，因此將本發(fā)明的內(nèi)圓水紡法制備的非晶裸纖維植入普通的A4紙中可能會(huì)增加A4紙的厚度，但是當(dāng)將其用于銅版紙時(shí)，由于其直徑低于銅版紙的厚度，因此是特別適合的。因此，本發(fā)明的防盜安全紙優(yōu)選為銅版紙。

在制得非晶纖維之后，可將該非晶纖維在造紙的過(guò)程中摻入造紙?jiān)? 如紙漿中而制備本發(fā)明的防盜安全紙。通過(guò)這種方式，可以制備具有無(wú)序排列的非晶纖維的防盜安全紙。

在一些實(shí)施方式中，本發(fā)明的防盜安全紙通過(guò)采用非晶裸纖維直接植入紙張當(dāng)中而制備。通過(guò)這種方式，可以制備具有有序排列的非晶纖維的防盜安全紙。

對(duì)于非晶纖維的材料而言，沒(méi)有特別限制，只要能夠達(dá)到本發(fā)明的目的即可。在一些實(shí)施方式中，所述非晶纖維含有：

a)Co，F(xiàn)e，Mn，Ni中的一種或多種元素；

b)Si，B，C中的一種或多種元素；和

c)任選的稀土或過(guò)渡族金屬。

這種組成的非晶纖維中，組分a)是具有鐵磁性物質(zhì)的組分，組分b)是非金屬合金元素。組分c)是任選的，添加組分不同的配比有可能使得材料產(chǎn)生大巴克豪森效應(yīng)的開(kāi)關(guān)場(chǎng)位置發(fā)生位移。

在一些優(yōu)選的實(shí)施方式中，非晶纖維含有：1-15重量％的Fe；2-12重量％的Si；總量為2-25重量％的選自B、Nb、Cu、Mn、Mo、Ni、Cr和Al中的一種或多種；以及Co。在一些優(yōu)選的實(shí)施方式中，非晶纖維含有：1-15重量％的Fe；2-12重量％的Si；總量為2-25重量％的選自B、Nb、Cu、Mn、Mo、Ni、Cr和Al中的一種或多種；以及余量的Co。具有這種組成的非晶纖維在本發(fā)明中是優(yōu)選的，因其材料來(lái)源廣泛，易于制備。

對(duì)于本發(fā)明的防盜安全紙而言，其中所述非晶纖維在紙張中的分布范圍沒(méi)有限制，在具體的實(shí)施方式中，所述非晶纖維可以以滿(mǎn)版分布、定位分布或其組合的方式分布在所述防盜安全紙中。滿(mǎn)版分布是指非晶纖維分布的范圍遍及整個(gè)紙張。定位分布是指非晶纖維分布的范圍在紙張的某個(gè)固定范圍內(nèi)，例如僅在紙張的邊緣部分，或者一個(gè)角落。

對(duì)于本發(fā)明的防盜安全紙而言，其中所述非晶纖維在紙張中的排列方式?jīng)]有具體的限制。在一些實(shí)施方式中，所述非晶纖維在防盜安全紙中以有序排列、無(wú)序排列或其組合的方式在所述防盜安全紙中排列。

本發(fā)明中非晶纖維以無(wú)序滿(mǎn)版分布或有序滿(mǎn)版分布或無(wú)序定位分布或有序定位分布在紙張當(dāng)中的實(shí)例如圖4、圖5、圖6、圖7中所示。

實(shí)施例

本發(fā)明的實(shí)施例中使用的原料都是常規(guī)的，可以從市場(chǎng)上購(gòu)得，或者能夠在實(shí)驗(yàn)室中通過(guò)常規(guī)的方法制備。

檢測(cè)方法：

本發(fā)明的實(shí)施例中使用的檢測(cè)設(shè)備是電磁(EM)標(biāo)簽檢測(cè)設(shè)備(如：先訊美資公司生產(chǎn)的電磁標(biāo)簽檢測(cè)門(mén)。)。

檢測(cè)的原理可以描述如下：

檢測(cè)設(shè)備含有信號(hào)發(fā)射裝置和信號(hào)接收裝置。信號(hào)發(fā)射裝置是通過(guò)在感應(yīng)線圈中施加一個(gè)交變電流或交變電壓的方式，產(chǎn)生激勵(lì)磁場(chǎng)區(qū)，激勵(lì)磁場(chǎng)是一個(gè)交變的磁場(chǎng)。信號(hào)接收裝置是一個(gè)感應(yīng)線圈。當(dāng)非晶纖維進(jìn)入激勵(lì)磁場(chǎng)區(qū)時(shí)，由于其具有大巴克豪森效應(yīng)，在交變磁場(chǎng)的激勵(lì)下，其內(nèi)部磁疇結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生快速變化，在信號(hào)接收裝置中的感應(yīng)線圈中感生出的電磁脈沖信號(hào)或高次諧波。當(dāng)信號(hào)接收裝置檢測(cè)到電磁脈沖信號(hào)或高次諧波時(shí)，說(shuō)明檢測(cè)區(qū)域中出現(xiàn)目標(biāo)檢測(cè)物。

實(shí)施例1

非晶裸纖維的制備，內(nèi)圓水紡法

下面參考附圖1，介紹本發(fā)明的非晶裸纖維的制備方法。

首先提供Co基母合金棒，該合金棒的熔點(diǎn)為970℃，直徑為7mm，成分為Co71.8Fe4.9Nb0.8Si7.5B15。

在轉(zhuǎn)速為150米/秒的高速旋轉(zhuǎn)的鼓輪內(nèi)加入冷卻水，使得冷卻水在鼓輪的內(nèi)壁同步旋轉(zhuǎn)；

將母合金放入噴嘴當(dāng)中，利用感應(yīng)加熱方式熔化母合金，加熱至1200度；

在噴嘴內(nèi)充入高壓氣體，將熔化的母合金噴入水中快速凝固，制備出非晶裸纖維。

實(shí)施例1制備的連續(xù)的非晶裸纖維長(zhǎng)絲100±3微米的直徑。

將獲得的非晶裸纖維長(zhǎng)絲切成長(zhǎng)度為0.5毫米，1毫米，2毫米，5毫米，10毫米和15毫米備用。

實(shí)施例2

通過(guò)將實(shí)施例1中制備的非晶裸纖維直接植入紙張當(dāng)中制備具有不同 的非晶纖維含量的紙張，其中，非晶裸纖維在紙張中的總長(zhǎng)度分布分別為0.3m/A4紙，0.4m/A4紙，0.60m/A4紙，0.8m/A4紙，1.2m/A4紙。對(duì)制備的含有非晶纖維的紙進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果如下(其中每個(gè)結(jié)果是對(duì)1000張紙重復(fù)檢測(cè)得到的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，檢出率是指將紙張放入檢測(cè)儀器的檢測(cè)區(qū)時(shí)，檢測(cè)儀器報(bào)警的次數(shù))：

從以上結(jié)果可以看出，實(shí)施例1中制備的非晶裸纖維具有大巴克豪森效應(yīng)。在非晶裸纖維的長(zhǎng)度低于或等于1mm的情況下，儀器對(duì)這種防盜安全紙的檢出率低于43％，然而在非晶裸纖維的長(zhǎng)度高于或等于2mm的情況下，只要非晶裸纖維的總長(zhǎng)度達(dá)到0.6m/A4紙，儀器對(duì)防盜安全紙的檢出率就可以高于78％，尤其是在非晶纖維在A4紙中的總長(zhǎng)度為0.6m以上時(shí)，且單根非晶裸纖維的長(zhǎng)度為5毫米以上時(shí)，檢出率達(dá)到了96.5％以上。

以上所述僅是本發(fā)明的示范性實(shí)施方式，而非用于限制本發(fā)明的保護(hù)范圍，本發(fā)明的保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求確定。

本申請(qǐng)要求于2015年4月3日遞交的中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)第201510156031.0號(hào)的優(yōu)先權(quán)，在此全文引用上述中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)的內(nèi)容以作為本申請(qǐng)的一部分。