CN104464506B - 一种可用于信息存储的防伪标识及其制备方法 - Google Patents

一种可用于信息存储的防伪标识及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种可用于信息存储的防伪标识，包括防伪标识基底和附在防伪标识基底表面的隐形防伪图案，所述隐形防伪图案由微米/纳米颗粒分散液或微米/纳米颗粒的聚合物混合液，根据预设防伪图案制备在防伪标识基底表面，进而固化得到，所述微米/纳米颗粒的聚合物混合液由微米/纳米颗粒与聚合物溶液混合获得。本发明提供的防伪标识，由于防伪图案可以隐形，在遇到水或水溶液后又可以重新显现出来，不仅可以存储信息，而且兼具防伪效果，实用性好，适用性广；且该防伪标识制备工艺多元化，可以制备各种复杂图案，适用多种基底，工艺简单。本发明还提供了该防伪标识的制备方法。

Description

一种可用于信息存储的防伪标识及其制备方法
技术领域
本发明涉及防伪标识领域，具体涉及一种可用于信息存储的防伪标识及其制备方法。
背景技术
据《2013-2017年中国防伪行业市场前瞻与投资机会分析报告》统计，全世界受到假冒伪劣产品影响的市场达到了3000亿美元，每年假冒伪劣产品的成交额已占世界贸易总额的10％。在我国，假冒伪劣产品规模是3000-4000亿人民币，特别是烟、酒、农贸、食品、化妆品等行业，已是假冒伪劣商品的重灾区。所以，防伪行业已成为21世纪的朝阳产业。
目前，我国防伪行业市场容量已达到了8000亿元。中国有90％以上的药品、15％以上的食品、95％以上的烟酒产品都使用了防伪技术。前瞻产业研究院防伪行业小组分析认为由于下游市场需求旺盛，中国防伪行业容量将会进一步增大。
英国自然杂志社的子刊杂志科学报告(Scientific Reports，2013,3，1484)报道了一种基于光子晶体的新型隐形技术，可以将电脑排版设计的文字、图案等通过紫外光书写到高分子基磁响应光子晶体纸上，平时肉眼不可见，外加一弱的磁场后即可显示存储的文字或图案等隐形信息，这种隐形光子晶体在防伪商标制作、指纹存储等多个领域具有潜在的应用前景，为未来新型防伪标识的开发与应用开辟了一条途径。然而，这些防伪技术的制备过程较为复杂繁琐，而且成本较高，限制了其应用。
发明内容
为解决上述问题，本发明旨在于提供一种可用于信息存储的防伪标识及其制备方法，其可制备得到隐形防伪图案，该隐形防伪图案在遇到水或水溶液时即可显现出来，实用性好，适用性广，且该防伪标识的制备工艺多元化，可以制备各种复杂图案，适用多种基底，工艺简单。
本发明第一方面提供了一种可用于信息存储的防伪标识，包括防伪标识基底和附在所述防伪标识基底表面的隐形防伪图案，所述隐形防伪图案由微米/纳米颗粒分散液或微米/纳米颗粒的聚合物混合液，根据预设防伪图案制备在所述防伪标识基底表面，进而固化得到，所述微米/纳米颗粒的聚合物混合液由微米/纳米颗粒与聚合物溶液混合获得。
本发明提供的防伪标识，其隐形防伪图案在遇到水或水溶液时即可显现出来，可满足市场对一次使用后即失效的防伪标识的需求，可以制备各种复杂图案，适用多种基底，实用性好。
优选地，所述微米/纳米颗粒包括聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、二氧化硅、二氧化钛、氧化铁、四氧化三铁、金、银或其改性颗粒、以及复合颗粒中的一种或多种。具体可以是聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、二氧化硅、二氧化钛、氧化铁、四氧化三铁、金、银的微球，也可以是聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、二氧化硅、二氧化钛、氧化铁、四氧化三铁、金、银的改性微球，或是聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、二氧化硅、二氧化钛、氧化铁、四氧化三铁、金、银的复合微球。
优选地，所述的聚合物包括聚乙二醇、聚乙烯醇、壳聚糖、琼脂糖、明胶、果胶、海藻酸盐、白蛋白、豆蛋白、淀粉、纤维素、蚕丝、酪素、黄原胶或其改性物中的一种或多种。
本发明上述利用的聚合物具有生物相容性，因此拓展了本发明防伪标识的应用领域。
优选地，所述微米/纳米颗粒的尺寸为10纳米～500微米。
更优选地，所述微米/纳米颗粒的尺寸为50纳米～5微米。
优选地，所述微米/纳米颗粒分散液的质量浓度为0.001％～20％。
优选地，所述微米/纳米颗粒的聚合物混合液中，所述微米/纳米颗粒的质量浓度为0.001～99.999％，所述聚合物的质量浓度为0.001～99.999％。
优选地，所述防伪标识基底的材料包括塑料、橡胶、玻璃、硅片、陶瓷、金属、纸或木材。
优选地，所述隐形防伪图案通过将所述微米/纳米颗粒分散液或微米/纳米颗粒的聚合物混合液采用喷墨打印、3D打印、涂覆、喷涂或压印的方法制备在所述防伪标识基底表面进而固化得到。
优选地，所述隐形防伪图案的表面进一步包括聚合物涂层，所述聚合物涂层的聚合物包括聚乙二醇、聚乙烯醇、壳聚糖、琼脂糖、明胶、果胶、海藻酸盐、白蛋白、豆蛋白、淀粉、纤维素、蚕丝、酪素、黄原胶或其改性物中的一种或多种。
优选地，所述聚合物涂层为一层或多层。
优选地，所述聚合物涂层的厚度为0.1微米～5000微米。
聚合物涂层的设置可使隐形防伪图案在遇到水或水溶液完成第一次显现后，待水分挥发后，又重新将防伪图案隐形，再遇到水或水溶液时又重新显现出来，因此，既能起到将防伪图案隐形的目的，又能确保防伪图案适时显现出来，实现防伪图案的反复显现与隐形，满足市场对能实现反复显现与隐形的防伪标识的需求。其防伪图案的显现与隐形是由微米/纳米颗粒在聚合物中独特的光散射效应带来的，不仅可以存储信息，而且兼具防伪效果，适用性广，使用便捷。
本发明第二方面提供了一种可用于信息存储的防伪标识的制备方法，包括以下步骤：
将微米/纳米颗粒分散于溶剂中，得到微米/纳米颗粒分散液；或将微米/纳米颗粒与聚合物溶液混合均匀，得到微米/纳米颗粒的聚合物混合液；
提供一防伪标识基底，将所述微米/纳米颗粒分散液或微米/纳米颗粒的聚合物混合液根据预设防伪图案制备在所述防伪标识基底表面，进而固化，得到隐形防伪图案，即得到包括防伪标识基底和附在所述防伪标识基底表面的隐形防伪图案的可用于信息存储的防伪标识。
优选地，所述微米/纳米颗粒包括聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、二氧化硅、二氧化钛、氧化铁、四氧化三铁、金、银或其改性颗粒、以及复合颗粒中的一种或多种。具体可以是聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、二氧化硅、二氧化钛、氧化铁、四氧化三铁、金、银的微球，也可以是聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、二氧化硅、二氧化钛、氧化铁、四氧化三铁、金、银的改性微球，或是聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、二氧化硅、二氧化钛、氧化铁、四氧化三铁、金、银的复合微球。
优选地，所述的聚合物包括聚乙二醇、聚乙烯醇、壳聚糖、琼脂糖、明胶、果胶、海藻酸盐、白蛋白、豆蛋白、淀粉、纤维素、蚕丝、酪素、黄原胶或其改性物中的一种或多种。
优选地，所述微米/纳米颗粒的尺寸为10纳米～500微米。
更优选地，所述微米/纳米颗粒的尺寸为50纳米～5微米。
优选地，所述微米/纳米颗粒分散液的质量浓度为0.001％～20％。
优选地，所述溶剂为水。
优选地，所述微米/纳米颗粒的聚合物混合液中，所述微米/纳米颗粒的质量浓度为0.001～99.999％，所述聚合物的质量浓度为0.001～99.999％。
优选地，所述防伪标识基底的材料包括塑料、橡胶、玻璃、硅片、陶瓷、金属、纸或木材。
优选地，所述将微米/纳米颗粒与聚合物溶液混合均匀，得到微米/纳米颗粒的聚合物混合液的具体过程为：将所述微米/纳米颗粒的粉末或悬浮液加入到聚合物溶液中，制得微米/纳米颗粒与聚合物混合液。其中微米/纳米颗粒悬浮液中的溶剂为水。
优选地，在形成所述隐形防伪图案后，还包括：在所述隐形防伪图案表面设置聚合物涂层，所述聚合物涂层的聚合物包括聚乙二醇、聚乙烯醇、壳聚糖、琼脂糖、明胶、果胶、海藻酸盐、白蛋白、豆蛋白、淀粉、纤维素、蚕丝、酪素、黄原胶或其改性物中的一种或多种。
优选地，所述聚合物涂层为一层或多层。
优选地，所述聚合物涂层的厚度为0.1微米～5000微米。
优选地，所述聚合物溶液的浓度为0.001％～20％。所述聚合物溶液的溶剂为水。
优选地，在所述隐形防伪图案表面设置聚合物涂层的具体方式为：将聚合物溶液通过喷涂或打印的方式设置在所述隐形防伪图案表面，干燥后，形成聚合物涂层。由于该聚合物涂层为透明层，因此，在干燥后，防伪图案仍能实现隐形。
优选地，将所述微米/纳米颗粒分散液或微米/纳米颗粒的聚合物混合液根据预设防伪图案，通过喷墨打印、3D打印、涂覆、喷涂或压印的方法制备在所述防伪标识基底表面，进而固化，得到隐形防伪图案。所述涂覆包括刮涂、旋涂。
在本发明其中一实施方式中，将微米/纳米颗粒粉末或悬浮液加入到聚合物溶液中混合后，得到微米/纳米颗粒的聚合物混合液，将微米/纳米颗粒的聚合物混合液加入到墨水盒中，根据预设防伪图案，通过打印在所述防伪标识基底表面形成防伪图案，再通过干燥固化获得隐形防伪图案。
通过打印形成特定的防伪图案后，待微米/纳米颗粒分散液或微米/纳米颗粒的聚合物混合液固化后，防伪图案即可实现隐形。
优选地，所述微米/纳米颗粒具体通过乳液聚合法、无皂乳液聚合法、分散聚合法、悬浮聚合法、沉淀聚合法、种子聚合法、溶胶-凝胶法或水热法制得。
本发明提供的一种可用于信息存储的防伪标识及其制备方法具备如下有益效果：
本发明提供的防伪标识，由于防伪图案可以隐形，在遇到水或水溶液后即可显现出来，而且防伪图案的隐形与显现是由于微米/纳米颗粒在聚合物中独特的光散射效应带来的，不仅可以存储信息，而且兼具防伪效果，实用性好，适用性广；
本发明提供的防伪标识由于以微米/纳米颗粒分散液或微米/纳米颗粒的聚合物混合液为墨水，使得防伪标识的制备工艺多元化，而且可以制备各种复杂图案，适用多种基底，工艺简单，操作方便；
本发明提供的防伪标识通过在隐形防伪图案上设置聚合物涂层，可实现防伪图案的反复显现与隐形，满足市场对能实现反复显现与隐形的防伪标识的需求。
具体实施方式
以下所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
实施例一
一种可用于信息存储的防伪标识的制备方法，包括以下步骤：
(1)聚苯乙烯颗粒的制备：
在一个250毫升的三口烧瓶中，分别加入11毫升的苯乙烯，1毫升的丙烯酸，150毫升的去离子水，搅拌升温，30分钟后向体系中加入0.1克的过硫酸钾继续反应8小时，即可获得尺寸为160纳米的聚苯乙烯颗粒。
(2)隐形防伪图案的制备：
将聚苯乙烯颗粒质量浓度为1％混合液加入到喷墨打印机的墨水盒中，在电脑中输入预设防伪图案---“龍”，即可在纸张上打印出来，待聚苯乙烯颗粒的聚合物混合液干燥固化后，得到隐形防伪图案--“龍”。
实施例二
一种可用于信息存储的防伪标识的制备方法，包括以下步骤：
(1)聚苯乙烯颗粒的制备：
在一个250毫升的三口烧瓶中，分别加入10毫升的苯乙烯，1毫升的丙烯酸，150毫升的去离子水，搅拌升温，30分钟后向体系中加入0.1克的过硫酸钾继续反应8小时，即可获得尺寸为150纳米的聚苯乙烯颗粒。
(2)聚苯乙烯颗粒的聚合物混合液的制备：
将10微升体积分数为20％的聚苯乙烯颗粒悬浮液加入到200微升质量分数为5％的聚乙二醇水溶液中，超声混合10分钟，得到聚苯乙烯颗粒的聚合物混合液。
(3)隐形防伪图案的制备：
将聚苯乙烯颗粒的聚合物混合液加入到喷墨打印机的墨水盒中，在电脑中输入预设防伪图案---“龍”，即可在纸张上打印出来，待聚苯乙烯颗粒的聚合物混合液干燥固化后，得到隐形防伪图案--“龍”。
实施例三
一种可用于信息存储的防伪标识的制备方法，包括以下步骤：
(1)二氧化硅颗粒的制备：
向三口烧瓶中加入原硅酸四乙酯12毫升，25％氨水5毫升，乙醇75毫升，室温下搅拌12小时结束反应，获得粒径为369纳米的二氧化硅颗粒。
(2)隐形防伪图案的制备：
将二氧化硅颗粒质量浓度为1％混合液加入到喷墨打印机的墨水盒中，在电脑中输入预设防伪图案---“龍”，即可在纸张上打印出来，待二氧化硅颗粒混合液干燥固化后，得到隐形防伪图案--“龍”。
(3)在隐形防伪图案上设置聚合物涂层：
在隐形防伪图案--“龍”上涂覆一层质量分数为2％的壳聚糖水溶液，待水分挥发后，即得到可实现反复显现与隐形的隐形防伪图案--“龍”。
实施例四
一种可用于信息存储的防伪标识的制备方法，包括以下步骤：
(1)二氧化硅颗粒的制备：
向三口烧瓶中加入原硅酸四乙酯10毫升，25％氨水5毫升，乙醇75毫升，室温下搅拌12小时结束反应，获得粒径为350纳米的二氧化硅颗粒。
(2)二氧化硅颗粒的聚合物混合液的制备：
将10微升体积分数为10％的二氧化硅颗粒悬浮液加入到200微升的质量分数为3％的壳聚糖水溶液中，超声混合10分钟，得到二氧化硅颗粒的聚合物混合液。
(3)隐形防伪图案的制备：
利用毛笔蘸取上述二氧化硅颗粒的聚合物混合液，在玻璃片上书写“龍”字，室温干燥后，即实现隐形，得到隐形防伪图案--“龍”。
(4)在隐形防伪图案上设置聚合物涂层：
在隐形防伪图案--“龍”上涂覆一层质量分数为10％的聚乙二醇水溶液，待水分挥发后，即得到可实现反复显现与隐形的隐形防伪图案--“龍”。
实施例五
一种可用于信息存储的防伪标识的制备方法，包括以下步骤：
(1)聚甲基丙烯酸甲酯颗粒的制备：
在一个250毫升的三口烧瓶中，分别加入12毫升的甲基丙烯酸甲酯，1毫升的丙烯酸，150毫升的去离子水，搅拌升温，30分钟后向体系中加入0.1克的过硫酸钾继续反应8小时，即可获得尺寸为165纳米的聚甲基丙烯酸甲酯颗粒。
(2)聚苯乙烯颗粒的聚合物混合液的制备：
将15微升体积分数为40％的聚甲基丙烯酸甲酯颗粒悬浮液加入到150微升质量分数为1％的琼脂糖水溶液中，超声混合10分钟，得到聚甲基丙烯酸甲酯颗粒的聚合物混合液。
(3)隐形防伪图案的制备：
将聚甲基丙烯酸甲酯颗粒的聚合物混合液加入到喷墨打印机的墨水盒中，在电脑中输入预设防伪图案---“龍”，即可在塑料片上打印出来，待聚甲基丙烯酸甲酯颗粒的聚合物混合液干燥固化后，得到隐形防伪图案--“龍”。
(4)在隐形防伪图案上设置聚合物涂层：
在隐形防伪图案--“龍”上涂覆一层质量分数为10％的聚乙二醇水溶液，待水分挥发后，即得到可实现反复显现与隐形的隐形防伪图案--“龍”。
实施例六
一种可用于信息存储的防伪标识的制备方法，包括以下步骤：
(1)四氧化三铁颗粒的聚合物混合液的制备：
将15微升体积分数为10％的四氧化三铁颗粒悬浮液加入到100微升质量分数为1％的海藻酸钠水溶液中，超声混合10分钟，得到四氧化三铁颗粒的聚合物混合液，四氧化三铁颗粒的颗粒尺寸为120nm。
(2)隐形防伪图案的制备：
将四氧化三铁颗粒的聚合物混合液加入到喷墨打印机的墨水盒中，在电脑中输入预设防伪图案---“龍”，即可在陶瓷片上打印出来，待四氧化三铁颗粒的聚合物混合液干燥固化后，得到隐形防伪图案--“龍”。
(3)在隐形防伪图案上设置聚合物涂层：
在隐形防伪图案--“龍”上涂覆一层质量分数为10％的海藻酸钠水溶液，待水分挥发后，即得到可实现反复显现与隐形的隐形防伪图案--“龍”。
实施例七
一种可用于信息存储的防伪标识的制备方法，包括以下步骤：
(1)银颗粒的聚合物混合液的制备：
将10微升体积分数为9％的银颗粒悬浮液加入到100微升质量分数为1％的琼脂糖水溶液中，超声混合10分钟，得到银颗粒的聚合物混合液，银颗粒的尺寸为50nm。
(2)隐形防伪图案的制备：
将银颗粒的聚合物混合液加入到喷墨打印机的墨水盒中，在电脑中输入预设防伪图案---“龍”，即可在陶瓷片上打印出来，待银颗粒的聚合物混合液干燥固化后，得到隐形防伪图案--“龍”。
(3)在隐形防伪图案上设置聚合物涂层：
在隐形防伪图案--“龍”上涂覆一层质量分数为10％的琼脂糖水溶液，待水分挥发后，即得到可实现反复显现与隐形的隐形防伪图案--“龍”。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种可用于信息存储的防伪标识，其特征在于，包括防伪标识基底和附在所述防伪标识基底表面的隐形防伪图案，所述隐形防伪图案由微米/纳米颗粒分散液或微米/纳米颗粒的聚合物混合液，根据预设防伪图案制备在所述防伪标识基底表面，进而固化得到，所述微米/纳米颗粒的聚合物混合液由微米/纳米颗粒与聚合物溶液混合获得，所述的聚合物包括聚乙二醇、聚乙烯醇、壳聚糖、琼脂糖、明胶、果胶、海藻酸盐、白蛋白、豆蛋白、淀粉、纤维素、蚕丝、酪素、黄原胶或上述聚合物的改性物中的一种或多种。
2.如权利要求1所述的可用于信息存储的防伪标识，其特征在于，所述微米/纳米颗粒包括聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、二氧化硅、二氧化钛、氧化铁、四氧化三铁、金、银或上述颗粒的改性颗粒、以及上述颗粒的复合颗粒中的一种或多种。
3.如权利要求1所述的可用于信息存储的防伪标识，其特征在于，所述微米/纳米颗粒的尺寸为10纳米～500微米，所述微米/纳米颗粒分散液的质量浓度为0.001％～20％；所述微米/纳米颗粒的聚合物混合液中，所述微米/纳米颗粒的质量浓度为0.001～99.999％，所述聚合物的质量浓度为0.001～99.999％。
4.如权利要求1所述的可用于信息存储的防伪标识，其特征在于，所述防伪标识基底的材料包括塑料、橡胶、玻璃、硅片、陶瓷、金属、纸或木材。
5.如权利要求1所述的可用于信息存储的防伪标识，其特征在于，所述隐形防伪图案通过将所述微米/纳米颗粒分散液或微米/纳米颗粒的聚合物混合液采用喷墨打印、3D打印、涂覆、喷涂或压印的方法制备在所述防伪标识基底表面进而固化得到。
6.如权利要求1～5任一项所述的可用于信息存储的防伪标识，其特征在于，所述隐形防伪图案的表面进一步包括聚合物涂层，所述聚合物涂层的聚合物包括聚乙二醇、聚乙烯醇、壳聚糖、琼脂糖、明胶、果胶、海藻酸盐、白蛋白、豆蛋白、淀粉、纤维素、蚕丝、酪素、黄原胶或上述聚合物的改性物中的一种或多种。
7.一种可用于信息存储的防伪标识的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将微米/纳米颗粒分散于溶剂中，得到微米/纳米颗粒分散液；或将微米/纳米颗粒与聚合物溶液混合均匀，得到微米/纳米颗粒的聚合物混合液；所述的聚合物包括聚乙二醇、聚乙烯醇、壳聚糖、琼脂糖、明胶、果胶、海藻酸盐、白蛋白、豆蛋白、淀粉、纤维素、蚕丝、酪素、黄原胶或上述聚合物的改性物中的一种或多种；
提供一防伪标识基底，将所述微米/纳米颗粒分散液或微米/纳米颗粒的聚合物混合液根据预设防伪图案制备在所述防伪标识基底表面，进而固化，得到隐形防伪图案，即得到可用于信息存储的防伪标识，包括防伪标识基底和附在所述防伪标识基底表面的隐形防伪图案。
8.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，在形成所述隐形防伪图案后，还包括：在所述隐形防伪图案表面设置聚合物涂层，所述聚合物涂层的聚合物包括聚乙二醇、聚乙烯醇、壳聚糖、琼脂糖、明胶、果胶、海藻酸盐、白蛋白、豆蛋白、淀粉、纤维素、蚕丝、酪素、黄原胶或上述聚合物的改性物中的一种或多种。
9.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，将所述微米/纳米颗粒分散液或微米/纳米颗粒的聚合物混合液根据预设防伪图案，通过喷墨打印、3D打印、涂覆、喷涂或压印的方法制备在所述防伪标识基底表面，进而固化，得到隐形防伪图案。
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