環(huán)保型光學變色納米薄膜材料的制備研究.pdf

1、光學變色材料是當今國際上公認的高級一線防偽材料，目前已經被廣泛應用于煙包、有價證券、貨幣、酒標等防偽。在這種已經趨于成熟的生產技術中，光學變色隨角異色材料從在設計開始，經一系列的生產工藝，到最終的產品，不可避免含有重金屬。如何保持光學變色材料的隨較異色效果，如亮度、色度、隨角異色等，同時又能避開重金屬，是當今光學變色隨較異色材料發(fā)展中的一個技術難題。
　　本研究在充分了解了國內外對納米光學變色薄膜材料的研究過程及現(xiàn)狀的基礎上，提出

2、并研究了無重金屬環(huán)保型光學變色材料。本研究從5層對稱結構著手，先后研究了4種材料結構的的環(huán)保型光學變色材料：
　?。?）.鈦吸收層/氟化鎂介質層/鈦反射層/氟化鎂介質層/鈦吸收層；
　　（2）.鈦吸收層/二氧化硅介質層/鈦反射層/二氧化硅介質層/鈦吸收層；
　　（3）.鈦吸收層/二氧化硅介質層/鋁反射層/二氧化硅介質層/鈦吸收層；
　?。?）.二氧化硅保護層/鈦吸收層/二氧化硅介質層/鈦吸收層/二氧化硅介質層/鈦

3、吸收層/二氧化硅保護層。
　　結果表明：用上述5種結構設計均能得到光學變色材料樣品，其中結構設計1，氟化鎂的制備工藝復雜性，不利于形成較好的隨角異色產品；結構設計2，能得到比較理想的隨角異色效果產品，但其亮度及抗腐蝕性方面有待改進；結構設計3，雖能大幅提高樣品的亮度及鮮艷度，但抗腐蝕型略差；結構設計4，從結果上看，在隨角異色、產品亮度等方面都比較理想。同時做了材料結構中的重金屬檢測，基本達到本研究預期。
　　本研究制備的樣品

4、經檢測，得出以下驗證：
　　（1）采用氟化鎂作介質層材料，鈦作吸收層、反射層材料的結構設計，理想的鈦吸收層厚度為9nm，鈦反射層厚度為70nm，同時，氟化鎂用做介質層時，對設備要求較高，需增加離子輔助、烘烤等設備，否則制備的材料膜面不光滑，缺陷較多，大大影響產品性能。
　?。?）用二氧化硅替代氟化鎂，能制備出較好的環(huán)保型光學變色材料，其膜面比較光滑，能得到比較好的隨角異色效果。
　?。?）用鋁做反射層，替代鈦反射層，能

5、大幅提高環(huán)保型光學變色材料的亮度及鮮艷度。但設計制備的樣品，放置一段時間后，顏色會發(fā)生漂移，亮度、鮮艷度都會逐漸變差，分析可能是，鈦在常溫下表面會自然形成一層鈦的氧化層，如二氧化鈦、三氧化二鈦、五氧化三鈦等，使鈦的化學性質非常穩(wěn)定，當鈦作吸收層時，其厚度薄、又處于納米狀態(tài)，性質比較活潑，極容易形成鈦的氧化物，改變鈦吸收層的光學性質，導致隨著時間的推移，顏色漂移、亮度及隨角異色效果減弱。
　?。?）在鈦吸收層上增加一層5nm左右的二