一种应用微透镜阵列的3D防伪纸张印刷转移方法

本发明属于纸(烟)盒包装防伪领域，具体涉及一种应用微透镜阵列的3d防伪纸张印刷转移方法。

背景技术：

1、由于烟草制品的高利润，使得一些不法之徒在暴利的驱使下制售假烟，给国家、企业和消费者造成了巨大的损失。目前，卷烟包装上采用的主要防伪技术包括材料防伪、印刷防伪、数码防伪、以激光全息为主的光学防伪。由于环保的要求，以pet为主的塑料薄膜未见应用在纸(烟)盒包装中。

2、微透镜防伪膜通常以pet/pc/pmma为衬底，分别在衬底两面加工透镜层和图文层，微图案阵列在微透镜阵列的作用下成像，在相对图文面上形成放大且上浮(或下沉)的图案阵列。在实际应用中，微透镜防伪膜需要复合在产品包装上，与包装表面的图案形成一个空间分层、具有空间立体的效果。微透镜防伪膜被广泛应用于纸币防伪条(美元)、装饰立体画以及高端产品的防伪标签中。但对于环保要求较高的卷烟包装领域，以pet为主的塑料微透镜防伪膜由于所用pet材料无法降解，无法直接通过复合贴膜得到应用。

3、微透镜阵列实现3d显示的原理如图7所示：此光学系统由三层结构设计，至下而上分别为微图案阵列、微透镜阵列以及成像图案。微图案按一定周期排布(子母“f”排布阵列)，放置于微透镜的焦点处，通过这两层结构组成一个微聚焦系统，实现二维莫尔成像效果，即放大的微图案(放大的字母“f”)。通过调整微透镜阵列与微图案阵列的周期和相对角度，可实现不同放大倍率、上浮或下沉的图案。

4、微透镜3d防伪薄膜通常包含微透镜层、透明层以及图文层。微透镜层与图文层分别由按一定周期阵列排布的微透镜阵列与图文阵列组成，两者叠加就会产生放大的莫尔条纹。

5、如图8所示，专利申请201910293990.5提出的一种微透镜防伪膜，自上而下，依次为1透镜层、2基材层和3图文信息层，所述透镜层、基材层和图文信息层通过软膜工艺粘接在一起。

6、如图9所示，专利申请202022062188.6一种基于微透镜阵列的结构色防伪薄膜，以pet为衬底，分别在pet的两面涂上光刻胶，通过uv压印的方式分别获得透镜层和图文层。此专利申请是以pet为基材，在pet两面进行透镜层和图文层的加工，但是pet材料不可降解，无法直接应用在环保要求较高的烟盒包装中。

7、如图10、11所示，专利申请201420299179.0公开了一种3d立体动态及图文微缩防伪转移膜，该结构包含六层，该六层结构自下而上依次为pet膜，化工涂层，微缩防伪信息层，uv光敏胶层，三维动态信息层和镀铝层，该专利申请也是通过纸张转移的方法将3d立体动态图案应用在烟盒包装中，但该专利申请中产生3d立体动态图案的是一个1-2μm厚度的镭射光栅层，而光栅成像原理是：光栅与底图相互作用，形成干涉条纹，无法形成上浮或下沉的立体效果。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种应用微透镜阵列的3d防伪纸张印刷转移方法，通过纸张印刷转移工艺，把微透镜防伪技术应用到卷烟包装中，以获得空间立体感强且环保的防伪图案。

2、为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种应用微透镜阵列的3d防伪纸张印刷转移方法，通过纸张印刷转移工艺，将微透镜防伪技术应用到卷烟包装中，形成微透镜阵列3d防伪纸张，以获得空间立体感强且环保的防伪图案。

3、在本发明一实施例中，所述微透镜阵列3d防伪纸张，以卷烟包装纸张为衬底，至下而上，分别为卷烟包装纸张、图文层、胶水层、透镜层和离型保护层；图文层通过包括印刷、转印或压印的方式刻印在卷烟包装纸张表面；透镜层与图文层通过胶水层进行胶合；透镜层由光学折射区和透明区组成；离型保护层能够有效保护透镜面型，同时起到从pet薄膜中剥离的作用。

4、在本发明一实施例中，所述光学折射区为具有透镜形状的弧形区域，光线经过弧形区域发生折射。

5、在本发明一实施例中，所述微透镜阵列3d防伪纸张的制备步骤包括：微透镜层制备步骤、微图文层制备步骤以及胶合步骤。

6、在本发明一实施例中，微透镜层包括pet衬底、离型保护层、透镜层和胶水层，所述微透镜层制备步骤具体如下：

7、(1)涂布：选用pet薄膜作为衬底，在pet薄膜上涂布离型保护层，离型保护层高度大于透镜层中微透镜单元的矢高h，h满足

8、

9、其中，r为透镜层中微透镜单元的曲率半径，d为透镜层中微透镜单元的通光孔径；

10、(2)微透镜面形压印：通过薄膜辊压机在涂有离型保护层的pet薄膜上进行压印；

11、(3)透镜层填充：离型保护层通过辊压形成凹面的透镜形状，凹面区域通过涂胶进行填充；同时增加胶层厚度获得透明层，以满足预定的成像距离；透镜层厚度为h+f，f满足

12、

13、其中n1为离型保护层折射率，n2为透镜层折射率；

14、(4)涂胶：透镜层填充后，透镜层表面在复合机上涂布一层水性转移胶水，形成胶水层。

15、在本发明一实施例中，所述离型保护层主要成份是高透明的油性或是水性聚合树脂，折射率在1.4-1.6。

16、在本发明一实施例中，所述薄膜辊压机所用辊压模具为刻有微透镜阵列的镍工作模具；镍工作模具加工过程为：通过超精密铣削或是光刻的方法加工微透镜阵列金属母模具；微透镜阵列金属母模具通过化学电铸获得镍工作模具；镍工作模具通过激光拼接得到辊筒镍工作模具。

17、在本发明一实施例中，所述透镜层采用透明度较高的聚氨酯胶水，折射率为1.5-1.7。

18、在本发明一实施例中，所述微图文层制备步骤具体如下：

19、以卷烟包装纸张为衬底，通过薄膜凹印机完成微图案的印刷，形成微图文层；微图案阵列的周期与微透镜层中微透镜阵列周期相匹配，当微图案阵列的周期大于微透镜阵列的周期时，所成的莫尔放大图案是一个上浮实像；当微图案阵列的周期小于微透镜阵列的周期时，所成的莫尔放大图案是一个下沉虚像。

20、在本发明一实施例中，所述胶合步骤具体如下：

21、(1)对齐复合：将涂布过转移胶的微透镜层与具有微图文层的卷烟包装纸张，按预定的周期进行对齐，通过复合机进行贴合，再经过烘干、冷却后卷取；

22、(2)剥离：复合完成后，常温固化并通过剥离机使微透镜层的pet薄膜衬底与离型保护层分离，分离完的pet薄膜能够循环再利用。

23、相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：

24、1、本发明方法将高分辨率的微透镜阵列转移至包装用纸表面，克服pet不可降解带来的污染问题。

25、2、本发明方法通过刻有微透镜阵列的膜层替代现有的激光全息信息层，可以使入射光偏折，对底图案起光学透镜成像作用，可实现上浮或下沉的立体效果，成像图案更具立体感。

技术特征：

1.一种应用微透镜阵列的3d防伪纸张印刷转移方法，其特征在于，通过纸张印刷转移工艺，将微透镜防伪技术应用到卷烟包装中，形成微透镜阵列3d防伪纸张，以获得空间立体感强且环保的防伪图案。

2.根据权利要求1所述的一种应用微透镜阵列的3d防伪纸张印刷转移方法，其特征在于，所述微透镜阵列3d防伪纸张，以卷烟包装纸张为衬底，至下而上，分别为卷烟包装纸张、图文层、胶水层、透镜层和离型保护层；图文层通过包括印刷、转印或压印的方式刻印在卷烟包装纸张表面；透镜层与图文层通过胶水层进行胶合；透镜层由光学折射区和透明区组成；离型保护层能够有效保护透镜层透镜面型，同时起到从pet薄膜中剥离的作用。

3.根据权利要求2所述的一种应用微透镜阵列的3d防伪纸张印刷转移方法，其特征在于，所述光学折射区为具有透镜形状的弧形区域，光线经过弧形区域发生折射。

4.根据权利要求1-3任一所述的一种应用微透镜阵列的3d防伪纸张印刷转移方法，其特征在于，所述微透镜阵列3d防伪纸张的制备步骤包括：微透镜层制备步骤、微图文层制备步骤以及胶合步骤。

5.根据权利要求4所述的一种应用微透镜阵列的3d防伪纸张印刷转移方法，其特征在于，微透镜层包括pet衬底、离型保护层、透镜层和胶水层，所述微透镜层制备步骤具体如下：

6.根据权利要求5所述的一种应用微透镜阵列的3d防伪纸张印刷转移方法，其特征在于，所述离型保护层主要成份是高透明的油性或是水性聚合树脂，折射率在1.4-1.6。

7.根据权利要求5所述的一种应用微透镜阵列的3d防伪纸张印刷转移方法，其特征在于，所述薄膜辊压机所用辊压模具为刻有微透镜阵列的镍工作模具；镍工作模具加工过程为：通过超精密铣削或是光刻的方法加工微透镜阵列金属母模具；微透镜阵列金属母模具通过化学电铸获得镍工作模具；镍工作模具通过激光拼接得到辊筒镍工作模具。

8.根据权利要求5所述的一种应用微透镜阵列的3d防伪纸张印刷转移方法，其特征在于，所述透镜层采用透明度较高的聚氨酯胶水，折射率为1.5-1.7。

9.根据权利要求4所述的一种应用微透镜阵列的3d防伪纸张印刷转移方法，其特征在于，所述微图文层制备步骤具体如下：

10.根据权利要求3所述的一种应用微透镜阵列的3d防伪纸张印刷转移方法，其特征在于，所述胶合步骤具体如下：

技术总结本发明涉及一种应用微透镜阵列的3D防伪纸张印刷转移方法，属于纸（烟）盒包装防伪领域。本发明方法，通过纸张印刷转移工艺，将微透镜防伪技术应用到卷烟包装中，以获得空间立体感强且环保的防伪图案。本发明方法将高分辨率的微透镜阵列转移至包装用纸表面，克服PET不可降解带来的污染问题；且本发明方法通过刻有微透镜阵列的膜层替代现有的激光全息信息层，可以使入射光偏折，对底图案起光学透镜成像作用，可实现上浮或下沉的立体效果，成像图案更具立体感。技术研发人员：黄启禄,廖廷俤,席浩辉,余佳颖,林五福受保护的技术使用者：泉州师范学院技术研发日：技术公布日：2024/11/4