一种碳量子点防伪转移膜及其制备方法与流程

1.本发明涉及防伪包装技术领域，特别是一种碳量子点防伪转移膜及其制备方法。

背景技术：

2.转移膜作为一种新型的印刷装饰材料,具有环保、高效、节能等特点,应用范围广泛。然而传统的热转移膜因生产工艺、生产技术等诸多限制,传统的热转移膜越来越难以满足市场的多功能化需求。
3.基于防伪油墨的荧光印刷技术在防伪方面应用极广，常见的荧光物质有有机发光染料、半导体量子点、稀土发光材料等。但这些材料的制备过程复杂、后处理繁琐，且半导体量子点包含铅、镉等重金属，会对环境产生影响。碳量子点是近年来发现的一类具有独特光学性能的新型环保碳纳米材料，在紫外光照射下能发出可见光，具有绿环保、低成本和优异的化学稳定性等优势。大部分烟装盒是纤维印刷纸基材料，具有多孔网状结构，碳量子点油墨可以随着液滴的渗透铺展相对均匀地分散在纤维上，产生明亮的荧光效果。但传统的碳量子点溶液在纤维印刷纸基上的附着性差，容易出现相分离现象从而失去防伪效果。

技术实现要素：

4.本发明的目的之一是提供一种碳量子点防伪转移膜，本转移膜添了量子点荧光防伪信息，且其采用涂布印刷，制作周期较短，且不会对环境造成污染，且提供的量子点防伪油墨制备工艺简单、绿且成本低，适用于大规模生产，为包装的有效安全防伪标记提供了新的途径。
5.为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种碳量子点防伪转移膜，结构上包括可剥离层以及在可剥离层上依次布置的保护层、量子点信息层、镭射信息层、镀铝层和背胶层，所述可剥离层包括层设的pet层和离型层，所述离型层与保护层相连，所述量子点信息层由在保护层上通过涂布碳量子点荧光防伪油墨的方式制得，所述碳量子点荧光防伪油墨的制备方法如下：
6.s1、称取无水柠檬酸、二乙烯三胺和丙烯酰胺，均加入到水中，超声混合均匀；
7.s2、将上述溶液转入到反应釜中进行水热反应，自然冷却到室温；
8.s3、将步骤s2的产物进行离心处理，取上清液，透析后得荧光碳量子点溶液；
9.s4、将步骤s3中得到的碳量子点溶液进行冷冻干燥处理，得到固体粉末，再分散到水中得到碳量子点荧光防伪油墨。
10.作为碳量子点防伪转移膜进一步的改进：
11.步骤s1中无水柠檬酸、二乙烯三胺以及丙烯酰胺与水的配合比例为1g:(1～5ml):(1～10g):(20～40ml)。
12.优选的，所述pet层的厚度为15-50μm，所述保护层的材质为聚丙烯酸酯聚合物，厚度为1-2μm。
13.优选的，所述量子点信息层的厚度为1-10μm。
14.优选的，所述镀铝层的厚度为320-480埃米。
15.本发明的目的之二是提供一种上述碳量子点防伪转移膜的制备方法，包括如下步骤：
16.s21、取pet基膜作为pet层，通过网纹辊将离型层料液涂布在pet基膜上，干燥形成离型层；
17.s22、通过凹版涂布的方式将丙烯酸树脂液涂布在离型层的表面，干燥形成保护层；
18.s23、采用凹版涂布的方式在保护层的表面涂布碳量子点荧光防伪油墨，涂布网纹辊的包含角度为45度、深度为15-30μm、网线数为50-80线、涂布速度为95-105m/min，经过五段式烘箱进行升温、降温进行反应和干燥，形成量子点信息层；
19.s24、将步骤s3中设置有量子点信息层的薄膜送入模压机，通过模压辊将镭射板材上的镭射信息转印到量子点信息层上，模压辊的温度为160℃-180℃，模压速度为50-70m/min，形成镭射信息层；
20.s25、在镭射信息层上通过真空镀铝机进行镀铝，形成镀铝层，通过网纹辊将树脂粘结剂涂布到镀铝层的表面，经过烘箱干燥，形成背胶层。
21.作为碳量子点防伪转移膜的制备方法：
22.优选的，步骤s1、s2中涂布离型层和保护层时使用稀释剂对涂布液进行稀释，所述稀释剂由乙酯、正丙酯和丁酮按照2:1:1的质量比混合而成。
23.优选的，步骤s3中五段式烘箱的温度依次为70-90℃、90-125℃、100-135℃、110-120℃和90-100℃。
24.本发明相比现有技术的有益效果在于：
25.1)本发明的碳量子点防伪转移膜可以批量将量子点的防伪信息附着在镭射转移膜上，完成了批量的生产。量子点转移膜与纸张复合剥离之后，量子点信息则转印在纸张上，从而达到防伪工序。量子点转移膜在与纸张进行复合之前，还可以在纸张上增设镭射等多种处理，视觉效果更强烈，防伪效果更佳。
26.2)本发明通过一步水热法获得具有水溶性的荧光产物，先制得碳量子点荧光油墨，再通过喷墨打印的方式将碳量子点油墨打印到纤维印刷纸基上，可以打印出任何想要的荧光图案，并可通过二维码技术实现一纸一码，防伪效果较强。该产物在紫外光的激发下能够发射出蓝可见光，并且具有良好的稳定性。稀释至一定浓度后用作荧光油墨。
27.其中，本方案中二乙烯三胺是作为氮源掺杂到体系中，-nh2有利于分子间的脱水与碳化，提升荧光强度。打印到纤维印刷纸基上的的图案在紫外光下显现出明亮的蓝荧光。
28.本发明加入的丙烯酰胺在100-200℃高温条件下生成了聚丙烯酰胺(pam)，聚丙烯酰胺在体系中一方面对溶液起到增稠的作用，使得碳量子点更好的附着到纤维印刷纸基上；另一方面提高了碳量子点溶液的表面活性，降低了液体表面张力，使得碳量子点溶液均匀地渗入到纤维素基纸张的内部，从而避免一段时间后会出现相分离现象。原料中不含丙烯酰胺制得的碳量子点溶液不稳定，放置24～48h后变成绿。碳量子点荧光油墨在纤维印刷纸基上的印刷适性好，稳定性好。制成荧光油墨打印到烟装盒上，放置24～48h后日
光下也能清晰看见打印的文字或图案。
29.3)本发明的原料成本低且容易获得，制备的荧光油墨具有强荧光性和稳定性。制备工艺简单、绿且成本低，适用于大规模生产。本发明所制备的碳量子点荧光油墨在纤维印刷纸基上的印刷适性好，对烟草等包装进行有效安全的防伪标记提供了新的途径。
附图说明
30.图1是本发明碳量子点防伪转移膜的结构图；
31.图2是本发明碳量子点防伪转移膜转印制得的卡纸的结构图；
32.图3为本发明实施例3中制备的荧光油墨在日光(a)和紫外光(b)下的照片。
33.图4为本发明实施例3中制备的碳量子点溶液的荧光谱图。
34.附图中标记的含义如下：
35.1、可剥离层；11、pet层；12、离型层；2、保护层；3、量子点信息层；4、镭射信息层；5、镀铝层；6、背胶层；7、印刷纸基；8、被涂层。
具体实施方式
36.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
37.实施例1
38.如图1所示，为本发明碳量子点防伪转移膜的结构图。
39.所述结构上包括可剥离层1以及在可剥离层1上依次布置的保护层2、量子点信息层3、镭射信息层4、镀铝层5和背胶层6。
40.所述可剥离层1包括层设的pet层11和离型层12，所述离型层12与保护层2相连，所述pet层11的厚度为15-50μm；所述保护层2的材质为聚丙烯酸酯聚合物，厚度为1-2μm；所述量子点信息层3的厚度为1-10μm；所述镀铝层5的厚度为320-480埃米。
41.实施例2
42.本实施例提供一种实施例1中碳量子点防伪转移膜的制备方法，包括如下步骤：
43.s21、取pet基膜作为pet层11，通过网纹辊将离型层料液涂布在pet基膜上，干燥形成离型层12；
44.s22、通过凹版涂布的方式将丙烯酸树脂液涂布在离型层12的表面，干燥形成保护层2；
45.s23、采用凹版涂布的方式在保护层2的表面涂布碳量子点荧光防伪油墨，涂布网纹辊的包含角度为45度、深度为15-30μm、网线数为50-80线、涂布速度为95-105m/min，经过五段式烘箱进行升温、降温进行反应和干燥，形成量子点信息层3；
46.s24、将步骤s3中设置有量子点信息层3的薄膜送入模压机，通过模压辊将镭射板材上的镭射信息转印到量子点信息层3上，模压辊的温度为160℃-180℃，模压速度为50-70m/min，形成镭射信息层4；
47.s25、在镭射信息层4上通过真空镀铝机进行镀铝，形成镀铝层5，通过网纹辊将树脂粘结剂涂布到镀铝层5的表面，经过烘箱干燥，形成背胶层6。
48.实施例3
49.本实施例提供一种碳量子点荧光防伪油墨的制备方法，包括如下步骤：
50.1)称量1g无水柠檬酸、1ml二乙烯三胺、2g丙烯酰胺溶解于30ml去离子水中，80w功率下超声分散20min得到混合溶液，再将混合溶液装入聚四氟乙烯内胆的不锈钢反应釜中，放置于180℃的烘箱中水热反应6h，待反应结束，自然冷却至室温后，取出反应釜，得到碳量子点溶液。
51.2)将反应釜中的碳量子点溶液转移到离心管中，在8000r/min的转速下离心15min后，取出上清液。用去离子水浸泡截留分子量为1000da的透析袋10min，再将离心得到的上清液加入透析袋中进行透析24h，每隔4h换一次水。将透析后的溶液在-35℃条件下冷冻干燥24h，得到粉末状碳量子点。
52.3)再将粉末状碳量子点以1g/1000ml的比例加入去离子水中制成荧光防伪油墨。
53.4)将防伪油墨用针管加入喷墨打印机的可替换墨盒中，将打印机连接电脑，设计好要打印的文字及图案，通过喷墨打印机打印到烟装盒上。
54.该实施例中打印出一个二维码，扫描该二维码能链接到相应的内容。打印内容在日光下不可见，紫外光照射才能看见，并且稳定性好荧光效果持久。
55.实施例4
56.本实施例提供一种由附图1的碳量子点防伪转移膜转印制得的卡纸，结构如图2所示。该卡纸结构上包括印刷纸基7以及在印刷纸基7上其中一面依次布置的背胶层6、镀铝层5、镭射信息层4、量子点信息层3和保护层2，以及布置在印刷纸基7另一面上的被涂层8。
57.该卡纸的制备过程如下：
58.s31、取印刷纸基7，在其一面涂覆上被涂层8，将呈卷筒状的碳量子点防伪转移膜放在放卷轴上，碳量子点防伪转移膜的背胶层6与被涂层8相对应；
59.s32、启动动力装置，驱动放卷轴转动放出碳量子点防伪转移膜，将同时驱动转印装置转动进行转印、收卷轴转动卷起转印剩余的部分即可剥离层1，即由碳量子点防伪转移膜转印制得卡纸。
60.本领域的技术人员应理解，以上所述仅为本发明的若干个具体实施方式，而不是全部实施例。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，还可以做出许多变形和改进，所有未超出权利要求所述的变形或改进均应视为本发明的保护范围。

技术特征：

1.一种碳量子点防伪转移膜，其特征在于，结构上包括可剥离层(1)以及在可剥离层(1)上依次布置的保护层(2)、量子点信息层(3)、镭射信息层(4)、镀铝层(5)和背胶层(6)，所述可剥离层(1)包括层设的pet层(11)和离型层(12)，所述离型层(12)与保护层(2)相连，所述量子点信息层(3)由在保护层上(2)通过涂布碳量子点荧光防伪油墨的方式制得，所述碳量子点荧光防伪油墨的制备方法如下：s1、称取无水柠檬酸、二乙烯三胺和丙烯酰胺，均加入到水中，超声混合均匀；s2、将上述溶液转入到反应釜中进行水热反应，自然冷却到室温；s3、将步骤s2的产物进行离心处理，取上清液，透析后得荧光碳量子点溶液；s4、将步骤s3中得到的碳量子点溶液进行冷冻干燥处理，得到固体粉末，再分散到水中得到碳量子点荧光防伪油墨。2.根据权利要求1所述的碳量子点防伪转移膜，其特征在于，步骤s1中无水柠檬酸、二乙烯三胺以及丙烯酰胺与水的配合比例为1g:(1～5ml):(1～10g):(20～40ml)。3.根据权利要求1所述的碳量子点防伪转移膜，其特征在于，所述pet层(11)的厚度为15-50μm，所述保护层(2)的材质为聚丙烯酸酯聚合物，厚度为1-2μm。4.根据权利要求1所述的碳量子点防伪转移膜，其特征在于，所述量子点信息层(3)的厚度为1-10μm。5.根据权利要求1所述的碳量子点防伪转移膜，其特征在于，所述镀铝层(5)的厚度为320-480埃米。6.一种权利要求1-5任意一项所述碳量子点防伪转移膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：s21、取pet基膜作为pet层(11)，通过网纹辊将离型层料液涂布在pet基膜上，干燥形成离型层(12)；s22、通过凹版涂布的方式将丙烯酸树脂液涂布在离型层(12)的表面，干燥形成保护层(2)；s23、采用凹版涂布的方式在保护层(2)的表面涂布碳量子点荧光防伪油墨，涂布网纹辊的包含角度为45度、深度为15-30μm、网线数为50-80线、涂布速度为95-105m/min，经过五段式烘箱进行升温、降温进行反应和干燥，形成量子点信息层(3)；s24、将步骤s3中设置有量子点信息层(3)的薄膜送入模压机，通过模压辊将镭射板材上的镭射信息转印到量子点信息层(3)上，模压辊的温度为160℃-180℃，模压速度为50-70m/min，形成镭射信息层(4)；s25、在镭射信息层(4)上通过真空镀铝机进行镀铝，形成镀铝层(5)，通过网纹辊将树脂粘结剂涂布到镀铝层(5)的表面，经过烘箱干燥，形成背胶层(6)。7.根据权利要求6所述的碳量子点防伪转移膜的制备方法，其特征在于，步骤s1、s2中涂布离型层和保护层时使用稀释剂对涂布液进行稀释，所述稀释剂由乙酯、正丙酯和丁酮按照2:1:1的质量比混合而成。8.根据权利要求6所述的碳量子点防伪转移膜的制备方法，其特征在于，步骤s3中五段式烘箱的温度依次为70-90℃、90-125℃、100-135℃、110-120℃和90-100℃。

技术总结

本发明属于防伪技术领域领域，特别是一种碳量子点防伪转移膜及其制备方法。所述防伪转移膜结构上包括可剥离层以及在可剥离层上依次布置的保护层、量子点信息层、镀铝层。量子点信息层由在保护层上通过涂布碳量子点荧光防伪油墨的方式制得，先通过一步水热法获得具有水溶性的荧光产物制得碳量子点荧光油墨，再通过凹印涂布的方式转印到转移膜上，荧光图案则通过雕刻凹印版来实现。本发明的荧光油墨具有强荧光性和稳定性。碳量子点防伪转移膜在与纸张进行复合之前，还可以增加模压镭射等效果处理，视觉效果更强烈，制备工艺简单、绿且成本低，适用于大规模生产，为包装的有效安全防伪标记提供了新的途径。标记提供了新的途径。标记提供了新的途径。