CN108334921A

CN108334921A - 一种可黑暗正向识别的发光二维码及其制备方法

Info

Publication number: CN108334921A
Application number: CN201810171229.XA
Authority: CN
Inventors: 田君飞; 徐军飞; 曹榕; 陈广学; 唐华; 李东建
Original assignee: South China University of Technology SCUT
Current assignee: South China University of Technology SCUT
Priority date: 2018-02-28
Filing date: 2018-02-28
Publication date: 2018-07-27

Abstract

本发明公开了一种可黑暗正向识别的发光二维码及其制备方法。本发明的一种可黑暗正向识别的发光二维码，由下至上，依次包括背衬层和发光层；所述发光层为二维码信息层，包括二维码图案部分和荧光发光部分；所述二维码图案部分为由荧光发光部分包围形成的空白部分；所述发光层中的荧光发光部分在黑暗环境中具有荧光发光特性，使其中包围形成的二维码图案部分为反向的二维码图案，反向的二维码图案能被正向识别。本发明将计算机二维码生成器生成的包含防伪信息的二维码图案处理为反向图案，然后采用荧光油墨将反向图案印刷到背衬层上，达到可黑暗环境正向识别二维码信息的效果，制备方法操作简单，成本低。

Description

一种可黑暗正向识别的发光二维码及其制备方法

技术领域

本发明涉及二维码显示及制备技术领域，具体涉及一种可黑暗正向识别的发光二维码及其制备方法。

背景技术

长期以来，假冒伪劣商品危及着企业和消费者的切身利益，严重影响着国家的经济发展。为保护企业和消费者利益，保证市场经济健康发展，国家和企业每年都要花费大量的人力和财力用于防伪打假。然而，受制于防伪技术、防伪方式的单一，普通消费者缺乏防伪工具等因素，防伪效果不理想。而二维码的出现恰好弥补了这一缺点，它具有多重防伪特性，可以采用密码防伪、软件加密等方式进行从而更具保密防伪性。二维码防伪采用二维码加密技术给产品做标识，将二维码印刷或者标贴于产品包装上，用户只需通过指定的二维码防伪系统或手机软件进行解码检验，即可验证产品真伪，获得详尽的信息。二维码可储存丰富的产品信息，通过加密不易被复制盗用，产品信息来自企业官方发布，查询渠道正规、专业，实现了产品信息防伪的高效性。

二维码作为物联网技术的一部分，越来越得到广大消费者的欢迎。消费者通过手机上的二维码扫描软件扫描二维码识别商品信息，体验商品防伪体系能增强消费者对产品的忠诚度，提高产品在消费者心中的可信度。借助基于物联网的二维码防伪应用，从技术上斩断假货的流通途径，二维码防伪让售假者无处藏身。随着科技的进一步发展，基于物联网基础上的二维码防伪技术，将成为打击假冒伪劣产品、非法入境和追溯问题产品流向强有力的“武器”。

二维码在生活的信息存储和识别中提供了很多的方便，尽管目前对二维码的防伪手段逐渐的提高，各种新技术在二维码防伪领域得到了很大的应用，然而二维码也同样被大量仿造，一些二维码的虚假信息给消费者带来了很大经济损失，因此，在二维码防伪领域应采用更加特殊的方式实现更高端的防伪。韩国学者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。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，但该二维码制备麻烦，对识别设备需要专用的扫码设备不利于普及。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，但制备过程复杂，性价比低。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可以提高二维码的信息负载量，并不能对信息显示二维码。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信息防伪。专利CN 107169547A公布了一种双层叠印光响应二维码，包含有背衬层、第一层二维码、第二层二维码组成。所述背衬层可以是纸张或塑料薄膜，所述第一层二维码是固定层受紫外光照射不发生改变，所述第二层二维码叠印在第一层二维码上表面，在可见光内是透明层，在紫外光照射时发生显色，所述第二层二维码在紫外光照射显色后当加热或暗处静置时可褪色变为透明层。所述背衬层、第一层二维码均可为灰色或彩色，所述背衬层、第一层二维码的灰度级必须满足第一层二维码灰度级大于背衬层灰度级且差值为22-233，所述第二层二维码在紫外光照射下可显灰色或彩色，显色后的颜色灰度级必须大于第一层二维码的灰度级且差值为22-233，该专利采用了UV光实现了双层信息的实现，为二维码防伪提高了一个层次。

综合上述现有技术可以发现，目前已有的二维码防伪领域改进技术是通过信息的加密、二维码的负载信息量提升、二维码的隐形防伪等方式实现，这些改进后的二维码只能在明亮的环境中扫码信息，在黑暗的环境下无法读取二维码信息。在黑暗环境中，采用普通扫码设备、手机扫一扫等可以扫码读取信息的二维码防伪技术及制作方法至今未被发现，而该技术的应用和实施，将使二维码防伪技术提高到一个新的层次，为二维码的功能化应用和防伪应用提供一条新的路径，符合二维码在高度防伪领域迫切的市场需求。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供了一种可黑暗正向识别的发光二维码。该发光二维可实现普通扫码设备在黑暗环境中识别二维码信息，防伪效果显著。

本发明的目的还在于提供制备所述的一种可黑暗正向识别的发光二维码的方法。该制备方法将计算机二维码生成器生成的包含防伪信息的二维码图案处理为反向图案，然后采用荧光油墨将反向图案印刷到背衬层上，达到可黑暗环境正向识别二维码信息的效果，制备方法操作简单，成本低。

本发明的目的通过如下技术方案实现。

一种可黑暗正向识别的发光二维码，由下至上，依次包括背衬层和发光层；

所述发光层为二维码信息层，包括二维码图案部分和荧光发光部分；所述二维码图案部分为由荧光发光部分包围形成的空白部分；

所述发光层中的荧光发光部分在黑暗环境中具有荧光发光特性，使其中包围形成的二维码图案部分为反向的二维码图案，反向的二维码图案能被正向识别。

优选的，所述背衬层透明或不透明。

优选的，所述背衬层的材料选自滤纸、胶版纸、亚光纸、铜版纸或无发光助剂的承印物，或者选自以聚乳酸、聚苯乙烯、聚氨酯、聚丙烯酸、聚碳酸酯和聚酯中的一种以上为原料的高分子薄膜。

制备上述任一项所述的一种可黑暗正向识别的发光二维码的方法，包括如下步骤：

(1)采用计算机二维码生产器生成包含防伪信息的二维码原图案，再将二维码原图案中的原图案部分设置为空白，将二维码原图案中的原空白部分设置为图案，形成反向图案；

(2)采用荧光油墨将反向图案印刷在背衬层上，固化，形成发光层，得到所述可黑暗正向识别的发光二维码。

优选的，所述荧光油墨的粘度为3000-13000厘泊。

优选的，按质量百分比计，所述荧光油墨包括如下原料组分：

进一步优选的，所述发光涂料包括荧光量子点、高纯稀土氧化物、碱土金属的硫化物、铝酸盐、有机小分子发光材料或有机高分子发光材料。

更进一步优选的，所述荧光量子点为II-VI族或III-V族元素组成的荧光纳米颗粒，直径介于1-30nm之间。

更进一步优选的，所述高纯稀土氧化物为Y₂O₃、Eu₂O₃、Gd₂O₃、La₂O₃或Tb₄O₇的荧光微纳米颗粒，直径介于1-50nm之间。

更进一步优选的，所述碱土金属的硫化物为ZnS或CaS的微纳米颗粒。

更进一步优选的，所述铝酸盐为以SrAl₂O₄、CaAl₂O₄和BaAl₂O₄中的至少一种作为发光基质，以稀土镧系元素铕(Eu))、钐(Sm)、铒(Er)和钕(Nd)中的至少一种作为激活剂和助激活剂的混合物。

更进一步优选的，所述有机小分子发光材料为恶二唑及其衍生物、三唑及其衍生物、罗丹明及其衍生物、香豆素类衍生物、1，8-萘酰亚胺类衍生物、吡唑啉衍生物、三苯胺类衍生物、卟啉类化合物、咔唑、吡嗪、噻唑类衍生物或苝类衍生物。

更进一步优选的，所述有机高分子发光材料为聚苯、聚噻吩、聚芴、聚三苯基胺、聚三苯基胺、聚咔唑、聚吡咯或聚卟啉。

进一步优选的，所述消泡剂为高碳醇脂肪酸酯、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚和聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚中的一种以上。

进一步优选的，所述流平剂为端基改性有机硅、聚醚聚酯改性有机硅氧烷、烷基改性有机硅氧烷、丙烯酸树脂、脲醛树脂和三聚氰胺甲醛树脂中的一种以上。

进一步优选的，所述增稠剂为乳化硅油、聚丙烯酰胺、甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羧甲基纤维素钠、羟乙基纤维素、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚氧化乙烯、卡波树脂、聚丙烯酸、聚丙烯酸酯共聚乳液、顺丁橡胶、聚氨酯、改性聚脲、低分子聚乙烯蜡、氨基醇络合型钛酸酯、帖烯树脂、膨润土、硅藻土和淀粉中的一种以上。

优选的，所述印刷的方式包括喷墨打印、丝网印刷、凹版印刷、胶版印刷、柔版印刷、印章印刷和3D打印中的一种或两种以上的组合。

与现有技术相比，本发明具有如下优点和有益效果：

(1)本发明的可黑暗正向识别的发光二维码，在黑暗环境中采用包括普通的二维码扫描器或微信扫一扫的简单扫码设备即可满足扫码要求，不需要添加贵重专用设备，应用方便、利于普及，使二维码防伪达到新的高度；

(2)本发明的可黑暗正向识别的发光二维码的制备方法简单，所需材料广泛，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新的思路和途径。

附图说明

图1为本发明的可黑暗正向识别的发光二维码的结构示意图；

图2为实施例2制备的白色荧光量子点型可黑暗正向识别的发光二维码在黑暗环境中的示意图；

图3为实施例3制备的红色荧光型可黑暗正向识别的发光二维码在黑暗环境中的示意图。

具体实施方式

以下结合具体实施例及附图对本发明技术方案作进一步详细的描述，但本发明的保护范围及具体实施方式不限于此。

具体实施例中，本发明的一种可黑暗正向识别的发光二维码的结构示意图如图1所示，由下至上，依次包括背衬层1和发光层2；

背衬层1透明或不透明；背衬层1的材料选自滤纸、胶版纸、亚光纸、铜版纸或无发光助剂的承印物，或者选自以聚乳酸、聚苯乙烯、聚氨酯、聚丙烯酸、聚碳酸酯和聚酯中的一种以上为原料的高分子薄膜；

发光层2为二维码信息层，包括二维码图案部分和荧光发光部分；二维码图案部分为由荧光发光部分包围形成的空白部分，透过空白部分直接可见背衬层1；

发光层2中的荧光发光部分在黑暗环境中具有荧光发光特性，使其中包围形成的二维码图案部分为反向的二维码图案，反向的二维码图案能被正向识别。

实施例1

可黑暗正向识别的发光二维码的制备，具体步骤如下：

(1)采用计算机二维码生产器生成包含防伪信息的二维码原图案，再采用photoshop软件将生成器生成的二维码原图案中的原图案部分改为空白，将二维码原图案中的原空白部分改为图案，形成反向图案；

(2)将0.2g直径为10nm的荧光量子点CdSe、0.8g高碳醇脂肪酸酯、0.2g乳化硅油、1g丙烯酸树脂、7.8g光油充分搅拌混合均匀后，静置1h，去泡，得到CdSe荧光油墨，粘度为4800厘泊；

(3)采用步骤(2)得到的CdSe荧光油墨将反向图案丝网印刷在定量为80g/m²滤纸上，固化，形成发光层，得到荧光量子点型可黑暗正向识别的发光二维码。

制备的荧光量子点型可黑暗正向识别的发光二维码在黑暗环境中的示意图如图2所示，此时，采用手机微信扫一扫客户端在黑暗环境中扫描后显示信息“XU”。

实施例2

可黑暗正向识别的发光二维码的制备，具体步骤如下：

(2)将1.5g直径为10nm的荧光量子点CdSe、0.8g高碳醇脂肪酸酯、0.2g乳化硅油、1g丙烯酸树脂、6.5g光油充分搅拌混合均匀后，静置1h，去泡，得到CdSe荧光油墨，粘度为4703厘泊；

制备的荧光量子点型可黑暗正向识别的发光二维码在黑暗环境中的示意图参见图2，此时，采用手机微信扫一扫客户端在黑暗环境中扫描后显示信息“XU”。

实施例3

可黑暗正向识别的发光二维码的制备，具体步骤如下：

(2)将3.5g直径为10nm的荧光量子点CdSe、0.8g高碳醇脂肪酸酯、0.2g乳化硅油、1g丙烯酸树脂、4.5g光油充分搅拌混合均匀后，静置1h，去泡，得到CdSe荧光油墨，粘度为4620厘泊；

实施例4

可黑暗正向识别的发光二维码的制备，具体步骤如下：

(2)将0.2g粒径为20nm的高纯稀土氧化物Y₂O₃、0.6g高碳醇脂肪酸酯、0.4g乳化硅油、1g丙烯酸树脂、7.8g光油充分搅拌混合均匀后，静置1h，去泡，得到稀土荧光油墨，粘度为4476厘泊；

(3)采用步骤(2)得到的稀土荧光油墨将反向图案丝网印刷在定量为80g/m²滤纸上，固化，形成发光层，得到稀土荧光型可黑暗正向识别的发光二维码。

制备的稀土荧光型可黑暗正向识别的发光二维码在黑暗环境中的示意图如图3所示，此时，采用手机微信扫一扫客户端在黑暗环境中扫描后显示信息“SCUT”。

实施例5

可黑暗正向识别的发光二维码的制备，具体步骤如下：

(2)将1.8g粒径为20nm的高纯稀土氧化物Y₂O₃、0.6g高碳醇脂肪酸酯、0.4g乳化硅油、1g丙烯酸树脂、6.2g光油充分搅拌混合均匀后，静置1h，去泡，得到稀土荧光油墨，粘度为4348厘泊；

制备的稀土荧光型可黑暗正向识别的发光二维码在黑暗环境中的示意图参见图3，此时，采用手机微信扫一扫客户端在黑暗环境中扫描后显示信息“SCUT”。

实施例6

可黑暗正向识别的发光二维码的制备，具体步骤如下：

(2)将3.5g粒径为20nm的高纯稀土氧化物Y₂O₃、0.6g高碳醇脂肪酸酯、0.4g乳化硅油、1g丙烯酸树脂、4.5g光油充分搅拌混合均匀后，静置1h，去泡，得到稀土荧光油墨，粘度为4189厘泊；

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其它的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种可黑暗正向识别的发光二维码，其特征在于，由下至上，依次包括背衬层和发光层；

2.根据权利要求1所述的一种可黑暗正向识别的发光二维码，其特征在于，所述背衬层透明或不透明；所述背衬层的材料选自滤纸、胶版纸、亚光纸、铜版纸或无发光助剂的承印物，或者选自以聚乳酸、聚苯乙烯、聚氨酯、聚丙烯酸、聚碳酸酯和聚酯中的一种以上为原料的高分子薄膜。

3.制备权利要求1～2任一项所述的一种可黑暗正向识别的发光二维码的方法，其特征在于，包括如下步骤：

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述荧光油墨的粘度为3000-13000厘泊；

按质量百分比计，所述荧光油墨包括如下原料组分：

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述发光涂料包括荧光量子点、高纯稀土氧化物、碱土金属的硫化物、铝酸盐、有机小分子发光材料或有机高分子发光材料。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述荧光量子点为II-VI族或III-V族元素组成的荧光纳米颗粒，直径介于1-30nm之间；所述高纯稀土氧化物为Y₂O₃、Eu₂O₃、Gd₂O₃、La₂O₃或Tb₄O₇的荧光微纳米颗粒，直径介于1-50nm之间；所述碱土金属的硫化物为ZnS或CaS的微纳米颗粒；所述铝酸盐为以SrAl₂O₄、CaAl₂O₄和BaAl₂O₄中的至少一种作为发光基质，以稀土镧系元素铕、钐、铒和钕中的至少一种作为激活剂和助激活剂的混合物；所述有机小分子发光材料为恶二唑及其衍生物、三唑及其衍生物、罗丹明及其衍生物、香豆素类衍生物、1，8-萘酰亚胺类衍生物、吡唑啉衍生物、三苯胺类衍生物、卟啉类化合物、咔唑、吡嗪、噻唑类衍生物或苝类衍生物；所述有机高分子发光材料为聚苯、聚噻吩、聚芴、聚三苯基胺、聚三苯基胺、聚咔唑、聚吡咯或聚卟啉。

7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述消泡剂为高碳醇脂肪酸酯、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚和聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚中的一种以上。

8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述流平剂为端基改性有机硅、聚醚聚酯改性有机硅氧烷、烷基改性有机硅氧烷、丙烯酸树脂、脲醛树脂和三聚氰胺甲醛树脂中的一种以上。

9.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述增稠剂为乳化硅油、聚丙烯酰胺、甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羧甲基纤维素钠、羟乙基纤维素、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚氧化乙烯、卡波树脂、聚丙烯酸、聚丙烯酸酯共聚乳液、顺丁橡胶、聚氨酯、改性聚脲、低分子聚乙烯蜡、氨基醇络合型钛酸酯、帖烯树脂、膨润土、硅藻土和淀粉中的一种以上。

10.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述印刷的方式包括喷墨打印、丝网印刷、凹版印刷、胶版印刷、柔版印刷、印章印刷和3D打印中的一种或两种以上的组合。