重离子微孔防伪技术是近年来新兴起的高能粒子类的高新防伪技术,也称超能防伪技术,它是和平利用原子能技术的一项重要成果。该技术以透明薄膜为原料,用重离子发生器产生的重离子辐射能源,辐射到塑料薄膜上,将塑料薄膜击穿,形成由微孔组成的透气透水的防伪标识图案。它的防伪性能好,而且可以跟其他防伪技术很好地结合应用,因此越来越受到人们的重视。
核径迹防伪形成原理
当高能核粒子穿过高分子聚合物时,在粒子经过的路径上留下一条狭窄的损伤通道——径迹。由于径迹处的高分子链被破坏,形成很多自由基,化学活性很高,很容易被化学试剂腐蚀,形成微孔。如果高分子聚合物是塑料薄膜,当带电粒子完全穿过薄膜时,则化学蚀刻后就形成通孔。控制辐照的强度和化学蚀刻条件,就可以控制孔的多少和孔径的大小。
重离子微孔防伪标识制作工艺原理
重离子微孔防伪标识的制作分为三个步骤。
(1) 利用通过加速器的重离子或反应堆中子诱发的轴裂变碎片作为炮弹,轰击塑料薄膜,在薄膜表面和内部造成电离击伤,形成核径迹基膜,离子击穿薄膜留下的痕迹可以与薄膜表面成某一固定角度与不同形状。
(2) 把防伪标识母版图案复制成过渡模版,印刷到基膜上形成平版掩膜。
(3)通过化学蚀刻工艺在基膜上生产出由微孔组成的与原始母版相同的图案。
重离子微孔防伪标识具有“微观设密宏观显示”的特点,实现专家识别与大众识别相结合的防伪目标。一方面重离子微孔具有非常严格的微观科学参数,如孔密度、孔直径、重孔几率等。这些参数通过蚀刻工艺控制,可以根据要求设置密码信息,永久存储在标识内供专家鉴定。另一方面,在防伪标识中,采用有规则排列的大量微孔构成每一标识的标识图案,再利用微孔的光学与渗透性能,使图案消失或显示。
重离子微孔防伪标识的防伪功能
(1)微观设密的不可仿制性
核径迹防伪标志是由微孔组成的图案,当光线照射到核径迹防伪标志时,由于小孔的折射和反射,用肉眼看到微孔处形成白色图案,从显微镜我们可以观测到,这些图案,实际上是由特定的圆柱状微米级孔道组成的图案。这些孔的大小及单位面积上的孔数都可以根据要求控制,孔在微观上分布是不均匀的,按随机规律分布,由重离子加速器生产的核发径迹防伪标志膜,它的孔道基本是平行的,而用核反应堆生产的核径迹防伪标志膜,它的孔道是有一定的散射角分布的,后者更不容易仿造。
(2)精细微孔结构鉴定的唯一性
生产核径迹防伪标志需要高能得离子加速器或核反应堆以及铀-235,这些设备不仅价格昂贵,而且像铀-235等材料,都是战略物资,一般单位和个人不仅没有财力,而且也无法得到,包括一些非核国家。
(3)辐射装置的可控性
高能物理技术和核技术,都是当今世界的尖端技术,在世界上也只有少数国家能掌握,它涉及到物理、化学、电子等各个领域。
(4)大众识别的方便性
核径迹防伪标志无论是专家识别还是一般识别,识别方法简单可靠,即使是专家识别,也仅需一台光学显微镜却可基本满足要求,而且都可立即得到识别结果。
(5)一次使用的不可重复性
防伪标识类型
滴水消失型
当无色透明的液体充满微孔后,孔壁对光折射引起的漫反射作用就消除了,从而使衬底颜色直接往外反射,这样由微孔群组成的白色图案就显现不出来了。这种类型的标识只需要在表面滴一滴水即可辨别真假。
隐性微孔型
由于制作工世的特殊性,这种类型的标识图案肉眼不可见,但是一经彩色水笔着色,隐形的图案就显现出来了。
上色透印型
利用一些有机化学试剂和特殊溶液或水反应可以显示特殊颜色的原理,在防伪标志背衬的纸上预先浸渍特定的显色剂,再贴上标志膜,检测时把特定的检测液或水轻涂在标志膜上,则在相应的图案部分的背衬的纸上,由于透过作用显示特定的透印图案。
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