CN107169547A - 一种双层叠印光响应二维码及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双层叠印光响应二维码及其制备方法。该双层叠印光响应二维码包含背衬层（1）、第一层二维码（2）和第二层二维码（3）；所述第一层二维码（2）印在背衬层（1）的表面，第二层二维码（3）叠印在第一层二维码（2）的上表面，在可见光下，只显示第一层二维码（2）。本发明方法将生产的两种二维码排序后，依次印刷在背衬层上，得到所述双层叠印光响应二维码。本发明的双层叠印光响应二维码可实现双层信息的显示，且显示过程互不干扰，防伪效果显著；本发明的制备方法操作简单，材料来源广泛，制备成本低，可实现产业化生产，为实现二维码的高度防伪及功能化提供了一种新的思路和途径。

Description

一种双层叠印光响应二维码及其制备方法

技术领域

本发明属于二维码信息存储与显示和防伪领域，具体涉及一种双层叠印光响应二维码及其制备方法。

背景技术

二维条码/二维码(2-dimensional bar code) 是特定利用几何图形按规律在平面（二维方向上）分布的黑白相间的图形记录数据符号信息的，在代码编制上巧妙地利用构成计算机内部逻辑基础的“0”、“1”比特流的概念，使用若干个与二进制相对应的几何形体来表示文字数值信息，通过图象输入设备或光电扫描设备自动识读以实现信息自动处理，它具有条码技术的一些共性，每种码制有其特定的字符集，每个字符占有一定的宽度，具有一定的校验功能等。同时还具有对不同行的信息自动识别功能、及处理图形旋转变化点。

在二维码设备开发研制、生产方面，美国、日本等国的设备制造商生产的识读设备、符号生成设备，已广泛应用于各类二维码应用系统。二维码作为一种全新的信息存储、传递和识别技术，自诞生之日起就得到了世界上许多国家的关注。美德日本等国家，不仅已将二维码技术应用于公安、外交、军事等部门对各类证件的管理，而且将二维码应用于海关、税务等部门对各类报表和票据的管理，商业、交通运输等部门对商品及货物运输的管理、邮政部门对邮政包裹的管理、工业生产领域对工业生产线的自动化管理。我国对二维码技术的研究开始于1993 年。中国物品编码中心对几种常用的二维码PDF417、QR Code、DataMatrix、Maxi Code、Code 49、Code 16K、Code One 的技术规范进行了翻译和跟踪研究。随着我国市场经济的不断完善和信息技术的迅速发展，国内对二维码这一新技术的需求与日俱增。中国物品编码中心在原国家质量技术监督局和国家有关部门的大力支持下，对二维码技术的研究不断深入。在消化国外相关技术资料的基础上，制定了两个二维码的国家标准：二维码网格矩阵码(SJ/T 11349-2006) 和二维码紧密矩阵码(SJ/T 11350-2006)，从而大大促进了我国具有自主知识产权技术的二维码的研发。

S.Han（2012,Adv Mater）等人采用光敏树脂和荧光染料改性的丙烯酸酯复合做成微观级别的高分子二维码，并将其置于药品中用于药品信息的防伪检测。Jue Hou（2016,Chem Asian J）研究了一种四维二维码，通过改变一种二维码的不同区域显示，实际上只能显示一层信息。专利CN104239925A公布了一种隐形加密二维码印刷及识别方法，该专利结合加密二维码与隐性油墨的双重防伪特性，利用专业读取设备才能识别防伪信息，使用此项技术后，加密二维码的信息需要在紫外或红外灯光下才能显示出来，再利用专业的读取设备读取二维码里的加密信息，该方法实现的二维码虽然加大了防伪性，但只能显示单一的信息且识别该二维码需要专业读取设备，不利于普及。专利CN103679241A公布了一种隐形二维码防伪标签的生成方法及识别方法，该专利是通过输入防伪信息，判断是否需要加密，如是，执行下一步骤，否则，跳过下一步骤并执行后面的步骤，将防伪信息进行加密得到加密信息，对防伪信息或加密信息进行编码生成隐形二维码图案，将所述隐形二维码图案划分成定位码图案和信息码图案，并生成对应的两层菲林，使用至少两种不同波段感光的油墨或碳粉将所述定位码图案和信息码图案分别印刷到承载物的指定位置上，该二维码提高了加密性，但也仅能显示单一信息。专利CN104850883A公布了一种多灰阶隐形二维码的生成方法，该方法通过采用具有若干级灰阶的信息码元，无须采用现有技术的三个角位的方框定位，使得二维码能够承载更多的码载信息，然而对二维码的多灰阶修改虽然可以提高二维码的信息负载量，但并不能对信息显示二维码。专利CN105419487A公布了一种不可逆隐形二维码，该不可逆隐形二维码在常态下是隐形的或局部隐形的，只有在特定的条件下才会显现出来，而且这种二维码是不可逆的，在特定条件下显色后，且不可恢复，这种二维码设计只能一次性单一的显示一层信息。专利CN106128294A公布了带有可变隐形信息二维码的防伪标识及其制备方法，该二维码由外到内依次由油性光油层、可变数据层、可变隐形信息层、第一水性光油层、表面印刷层、纸层、塑化层、介质层、第二水性光油层、可变验证数据层、白色油墨层、胶水层、硅油层、底纸层和黑色油墨层复合而成，实现隐形单信息防伪。

综合上述相关领域的论文及专利可以发现，目前已有的二维码改进技术集中在二维码的单层信息的加密、二维码的负载信息量提升、二维码的单层隐形防伪等方面，也就是说目前二维码在防伪信息显示上只能显示一种信息，隐形二维码也是由无到有的信息显示过程，对于双层信息显示、可逆变化的防伪二维码目前还未发现，而可多层信息显示的二维码在高度加密领域具有迫切的市场需求。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供了一种双层叠印光响应二维码及其制备方法。该方法通过研究二维码显示的灰度容错要求，采用光显色、加热褪色的透明材料作为核心技术材料，制备出了一种在可见光内只显示第一层二维码，在紫外光下可显示第二层二维码，且在第二层二维码显示时由于设置了两层二维码的灰度容错，使第一层二维码不能干扰第二层二维码的正常解码。具体通过紫外光显色原理显示隐藏层二维码，设置两种二维码的灰度级差，达到信息显示互不干扰的需求。

本发明通过如下技术方案实现。

一种双层叠印光响应二维码，包含背衬层、第一层二维码和第二层二维码；所述第一层二维码印在背衬层的表面，第二层二维码叠印在第一层二维码的上表面；

所述第一层二维码为固定层，在紫外光照射下，颜色不发生改变；所述第二层二维码，在可见光下为透明层，在紫外光照射下发生显色；第二层二维码在紫外光照射下显色后，再加热或暗处静置，褪色变为透明层；

所述双层叠印光响应二维码在可见光下，只可见第一层二维码。

进一步地，所述背衬层和第一层二维码的颜色均为灰色或彩色，且第一层二维码的颜色灰度级大于背衬层的颜色灰度级，差值为22~233。

进一步地，所述第二层二维码在紫外光照射下显示灰色或彩色，且显色后的颜色灰度级大于第一层二维码的颜色灰度级，差值为22~233。

进一步地，所述背衬层为纸张或塑料薄膜。

进一步地，所述第一层二维码的材料包括彩色或灰色的油墨、彩色或灰色的高分子复合材料。

进一步地，所述第二层二维码的材料采用透明光响应材料。

更进一步地，所述透明光响应材料在可见光下为无色透明，在紫外光照射下显色，而且紫外光照射下显色后再进行加热或暗处静置，则褪色为无色透明；所述透明光响应材料包括光致显色材料或光致显色油墨。

优选的，所述光致显色材料包括二芳基乙烯的衍生材料、螺吡喃衍生材料、偶氮类材料、噻吩类材料、螺嗪类材料或俘精酸酐类材料。

制备所述的一种双层叠印光响应二维码的方法，包括如下步骤：

（1）采用计算机二维码生成器生成包含防伪信息的两种二维码；

（2）确定两种二维码的显示顺序；

（3）选取背衬层，将第一层二维码印刷在背衬层上；

（4）将第二层二维码印刷在第一层二维码的上表面，得到所述双层叠印光响应二维码。

进一步地，步骤（1）中，所述包含防伪信息的两种二维码是指在扫码设备下显示不同信息的两种二维码。

进一步地，步骤（2）中，两种二维码的显示顺序是指在扫码设备下两种二维码信息预设显示的顺序，且每次扫码只能显示一层二维码的信息。

进一步地，步骤（3）、（4）中，所述印刷的方式包括喷墨打印、激光打印、丝网印刷、凹版印刷、柔版印刷、平板印刷和3D打印中的一种或一种以上的混合印刷模式。

进一步地，步骤（3）、（4）中，所述印刷过程中，溶解印刷材料的溶剂包括氯仿、二氯甲烷、甲苯或四氢呋喃。

更进一步地，步骤（4）采用3D打印的印刷方式时，将透明的光致显色材料与透明高分子材料混合溶解后挥去溶剂，得到透明的光致显色高分子材料，再用挤出机挤出线材用于3D打印。

优选的，所述透明高分子材料包括聚乳酸、聚乙烯、纤维素、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚氨酯、聚丙烯酸、聚碳酸酯和聚酯中的一种或多种的复合材料。

与现有技术相比，本发明具有如下优点和有益效果：

（1）本发明的双层叠印光响应二维码所需扫码设备包括简单普通的二维码扫描器或微信扫一扫功能，不需要添加贵重专用设备，应用方便，利于普及；

（2）本发明的双层叠印光响应二维码可实现双层信息的显示，且显示过程互不干扰，防伪效果显著；

（3）本发明的双层叠印光响应二维码的双层信息的显示是可逆过程，光致显示第二层二维码后，通过加热使第二层二维码重新恢复无色透明，仍可识别第一层二维码信息；

（4）本发明的制备方法操作简单，材料来源广泛，制备成本低，可实现产业化生产，为实现二维码的高度防伪及功能化提供了一种新的思路和途径。

附图说明

图1 本发明的双层叠印光响应二维码的结构示意图；

图2 本发明的双层叠印光响应二维码中的第二层二维码的变化原理示意图；

图3 为实施例1中3D打印制备的双层叠印光响应二维码的示意图；

图4 为实施例1中3D打印制备的双层叠印光响应二维码经紫外光照射后的显示示意图；

图5 为实施例2丝网印刷制备的双层叠印光响应二维码的示意图；

图6 为实施例2丝网印刷制备的双层叠印光响应二维码经紫外光照射后的显示示意图。

具体实施方式

下面将结合实施例及附图对本发明作进一步阐述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于以下实施例，本领域普通技术人员在没有付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。

本实施方式中的双层叠印光响应二维的结构示意图如图1所示，包含背衬层1、第一层二维码2和第二层二维码3；第一层二维码2印在背衬层1的表面，第二层二维码3叠印在第一层二维码2的上表面；

背衬层1为纸张或塑料薄膜；

第一层二维码2为固定层，在紫外光照射下，颜色不发生改变；第一层二维码2的材料包括彩色或灰色的油墨、彩色或灰色的高分子复合材料；

背衬层1和第一层二维码2的颜色均为灰色或彩色，且第一层二维码2的颜色灰度级大于背衬层1的颜色灰度级，差值为22~233；

第二层二维码3，在可见光下为透明层，在紫外光照射下发生显色；第二层二维码3在紫外光照射下显色后，再加热或暗处静置，褪色变为透明层；第二层二维码3的变化原理示意图如图2所示；第二层二维码3的材料采用透明光响应材料；透明光响应材料在可见光下为无色透明，在紫外光照射下显色，而且紫外光照射下显色后再进行加热或暗处静置，则褪色为无色透明；透明光响应材料包括光致显色材料或光致显色油墨；光致显色材料包括二芳基乙烯的衍生材料、螺吡喃衍生材料、偶氮类材料、噻吩类材料、螺嗪类材料或俘精酸酐类材料；

第二层二维码3在紫外光照射下显示灰色或彩色，且显色后的颜色灰度级大于第一层二维码2的颜色灰度级，差值为22~233；

双层叠印光响应二维码在可见光下，只可见第一层二维码2。

实施例1

一种双层叠印光响应二维码的制备，步骤如下：

（1）在二维码生成器生成两种不同信息的二维码，并确定显示顺序，然后采用喷墨打印机在定量为120g/m²纸张上打印黄色的第一层二维码；

（2）采用二氯甲烷将1g 1,3,3-三甲基-6-硝基-吲哚啉螺吡喃和9g聚乳酸溶解，混合机械搅拌30min混合均匀，加热挥发二氯甲烷，在温度180℃下于挤出机中挤出直径1.75mm的透明线材，将透明线材安装于FDM 3D打印机上，在第一层二维码的表面采用3D打印机打印出厚度为0.1mm的透明二维码，得到所述双层叠印光响应二维码。

背衬层和第一层二维码的颜色均为灰色，第一层二维码的颜色灰度级大于背衬层的颜色灰度级，差值为54；第二层二维码在紫外光照射下显示灰色，且显色后的颜色灰度级大于第一层二维码的颜色灰度级，差值为142；

得到的双层叠印光响应二维码如图3所示，第二层二维码为透明二维码，叠印在第一层喷墨打印的黄色的二维码上，且此时扫码只能显示第一层二维码信息，采用手机微信扫一扫客户端扫描后显示信息“YT”；采用紫外光照射得到的双层叠印光响应二维码，叠印二维码显示示意图如图4所示，第二层二维码显示出蓝色图案，采用手机微信扫一扫客户端扫描后，只显示第二层二维码信息“Tian and Xu”，在100℃加热下，图4重新转变为图3。

实施例2

一种双层叠印光响应二维码的制备，步骤如下：

（1）在二维码生成器生成两种不同信息的二维码，并确定显示顺序，然后采用喷墨打印机在定量为120g/m²纸张上打印红色的第一层二维码；

（2）采用三甲基硅烷基修饰的二芳基乙烯/二甲苯溶液5ml与4-丙烯酰氧基二苯甲酮/二甲苯溶液1ml，相互混合机械搅拌20min混合均匀，然后采用丝网印刷机在第一层二维码的表面印刷第二层二维码，得到所述的双层叠印光响应二维码。

背衬层和第一层二维码的颜色均为灰色，第一层二维码的颜色灰度级大于背衬层的颜色灰度级，差值为83；第二层二维码在紫外光照射下显示灰色，且显色后的颜色灰度级大于第一层二维码的颜色灰度级，差值为162；

得到的双层叠印光响应二维码的示意图如图5所示，第二层二维码为透明二维码，叠印在第一层喷墨打印的红色二维码的上表面，且此时扫码只能显示第一层二维码信息，采用手机微信扫一扫客户端扫描后显示信息“YT”；采用紫外光照射叠印二维码，叠印二维码显示示意图如图6所示，第二层二维码显示出蓝色图案，采用手机微信扫一扫客户端扫描后，只显示第二层二维码信息“SCUT”，在120℃加热下，图6重新转变为图5。

各位技术人员须知：虽然本发明已按照上述具体实施方式做了描述，但是本发明的发明思想并不仅限于此发明，任何运用本发明思想的改装，都将纳入本专利专利权保护范围内。

Claims (10)

1.一种双层叠印光响应二维码，其特征在于，包含背衬层（1）、第一层二维码（2）和第二层二维码（3）；所述第一层二维码（2）印在背衬层（1）的表面，第二层二维码（3）叠印在第一层二维码（2）的上表面；

所述第一层二维码（2）为固定层，在紫外光照射下，颜色不发生改变；所述第二层二维码（3），在可见光下为透明层，在紫外光照射下发生显色；第二层二维码（3）在紫外光照射下显色后，再加热或暗处静置，褪色变为透明层；

所述双层叠印光响应二维码在可见光下，双层叠印光响应二维码只可见第一层二维码（2）。

2.根据权利要求1所述的一种双层叠印光响应二维码，其特征在于，所述背衬层（1）和第一层二维码（2）的颜色均为灰色或彩色，且第一层二维码（2）的颜色灰度级大于背衬层（1）的颜色灰度级，差值为22~233。

3.根据权利要求1所述的一种双层叠印光响应二维码，其特征在于，所述第二层二维码（3）在紫外光照射下显示灰色或彩色，且显色后的颜色灰度级大于第一层二维码（2）的颜色灰度级，差值为22~233。

4.根据权利要求1所述的一种双层叠印光响应二维码，其特征在于，所述背衬层（1）为纸张或塑料薄膜；所述第一层二维码（2）的材料包括彩色或灰色的油墨、彩色或灰色的高分子复合材料；所述第二层二维码（3）的材料采用透明光响应材料。

5.根据权利要求4所述的一种双层叠印光响应二维码，其特征在于，所述透明光响应材料在可见光下为无色透明，在紫外光照射下显色，而且紫外光照射下显色后再进行加热或暗处静置，则褪色为无色透明；所述透明光响应材料包括光致显色材料或光致显色油墨；所述光致显色材料包括二芳基乙烯的衍生材料、螺吡喃衍生材料、偶氮类材料、噻吩类材料、螺嗪类材料或俘精酸酐类材料。

6.制备权利要求1~5任一项所述的一种双层叠印光响应二维码的方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）采用计算机二维码生成器生成包含防伪信息的两种二维码；

（2）确定两种二维码的显示顺序；

（3）选取背衬层，将第一层二维码印刷在背衬层上；

（4）将第二层二维码印刷在第一层二维码的上表面，得到所述双层叠印光响应二维码。

7.根据权利要求6所述的一种双层叠印光响应二维码的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述包含防伪信息的两种二维码是指在扫码设备下显示不同信息的两种二维码。

8.根据权利要求6所述的一种双层叠印光响应二维码的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，两种二维码的显示顺序是指在扫码设备下两种二维码信息预设显示的顺序，且每次扫码只能显示一层二维码的信息。

9.根据权利要求6所述的一种双层叠印光响应二维码的制备方法，其特征在于，步骤（3）、（4）中，所述印刷的方式包括喷墨打印、激光打印、丝网印刷、凹版印刷、柔版印刷、平板印刷和3D打印中的一种或一种以上的混合印刷模式；所述印刷过程中，溶解印刷材料的溶剂包括氯仿、二氯甲烷、甲苯或四氢呋喃。

10.根据权利要求9所述的一种双层叠印光响应二维码的制备方法，其特征在于，步骤（4）采用3D打印的印刷方式时，将透明的光致显色材料与透明高分子材料混合溶解后挥发去溶剂，得到透明的光致显色高分子材料，再用挤出机挤出线材用于3D打印；所述透明高分子材料包括聚乳酸、聚乙烯、纤维素、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚氨酯、聚丙烯酸、聚碳酸酯和聚酯中的一种或多种的复合材料。