CN111559572B - 点光源识读激光加密全息防伪垫片及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于防伪技术领域，具体涉及一种点光源识读激光加密全息防伪垫片及其制备方法。所述的激光加密全息防伪垫片，包括从上到下上依次相连的PET层、成像层、激光加密信息层、镀铝层、印刷层、上胶黏剂层、发泡层、下胶黏剂层和下PET层，所述的激光加密信息层里面隐藏数字编码信息。本发明通过光栅晶格中的光栅空频以及光栅角度两个参量，制作激光加密信息层模压版，将激光加密信息复制在PET成像层上面，形成激光加密信息层，消费者使用手持式点光源设备照射全息防伪垫片的正面时，就会呈现隐藏信息，判断产品真伪，是一种难以仿制但易识别的新型全息防伪垫片。

Description

点光源识读激光加密全息防伪垫片及其制备方法
技术领域
本发明属于防伪技术领域，具体涉及一种点光源识读激光加密全息防伪垫片及其制备方法。
背景技术
传统的防伪垫片主要是密封作用，以防产品受潮，更有效的使产品长期保存；还有就是让产品在运输途中很完好的保存、不让瓶体刮伤瓶盖、不让瓶中的水漏出来。然而酒类、饮料、保健品等销售市场的竞争日益激烈，很多厂商的产品，尤其是名牌产品面临着巨大的假冒风险，在防伪溯源上投入了极大的成本。
激光模压全息防伪技术传入我国是在80年代末90年代初，特别是1990年至1994年期间，全国各地引进生产线上百条，占当时世界生产厂家的一半多。在引进初期，这种防伪技术确实起到了一定的防伪作用，但是随着时间的推移，激光全息图像制作技术迅速扩散，如今早已被造假者从各个方面攻破，几乎完全失去了防伪的能力，促使人们不得不开始寻求改进现有技术。从而采用诸如激光阅读、光学微缩、低频光刻、随机干涉条纹、莫尔条纹等等光学图像编码加密技术，以上所有技术都需要专业的检测设备才能辨识真假，让很多消费者无法使用上述防伪特征进行辨别真假，不利于市场的推广。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种点光源识读激光加密全息防伪垫片，含有隐藏数字编码信息光栅结构，消费者使用手持式点光源设备照射全息防伪垫片的正面时，就会呈现隐藏信息，判断产品真伪，是一种难以仿制但易识别的新型全息防伪垫片，同时本发明还提供其制备方法。
本发明所述的点光源识读激光加密全息防伪垫片，包括从上到下依次相连的上PET层、成像层、激光加密信息层、镀铝层、印刷层、上胶黏剂层、发泡层、下胶黏剂层和下PET层，所述的激光加密信息层里面隐藏数字编码信息。
所述的上PET层和下PET层的厚度为12-50μm。
所述的镀铝层厚度为300-800Å。
所述的上胶黏剂层和下胶黏剂层均为食品级胶黏剂。
所述的发泡层为PE发泡材料，厚度为0.5-3mm。
所述的激光加密信息层里的隐藏数字编码信息图案为文字、字母、数字、符号或图形中的一种或一种以上。
所述的激光加密信息层里的隐藏数字编码信息由多个正方形光栅晶格阵列组成，处理方式为激光刻蚀，所述光栅晶格含有光栅空频以及光栅角度两个参量。
本发明所述的点光源识读激光加密全息防伪垫片的制备方法，包括以下步骤：
（1）在PET膜电晕面涂布成像层，成像层与PET不能分离；
（2）激光加密信息层模压版的制作：
首先制作隐藏图案，将隐藏图案放置于极坐标系，根据系统抽样方法，随机抽取N（N=n*n）个像素点，其中，n≥4，分别计算每个像素点到坐标系零点的距离ρ和夹角角度θ，根据每个像素点到坐标系零点的距离，得出一个n*n的矩阵，最终得出空频灰度图矩阵G；根据每个像素点到坐标系零点的夹角，得出一个n*n的矩阵，最终得出角度灰度图矩阵H，根据空频灰度图矩阵G和角度灰度图矩阵H，在光刻机中完成激光加密信息模压层的制版工作，得到激光加密信息层模压版；
（3）使用模压凹印一体机将模压板上的激光加密信息复制到PET成像层上，形成激光加密信息层；模压温度150-190℃，压力0.15-0.35MPa，凹印水洗墨采用的水洗墨型号为0720，粘度（涂#4）20-40″，烘干温度：40-80℃；
（4）在激光加密信息层面采用真空镀铝法进行镀铝；
（5）采用洗铝机将凹印水洗墨区域的铝层洗掉，烘干温度60-80℃；
（6）在洗铝区域印刷图文、二维码等防伪特征，形成印刷层；
（7）在印刷层面涂布胶黏剂层与发泡层复合；
（8）在发泡层的另一面涂布胶黏剂层与PET膜复合，
（9）使用模切机模切成单个全息垫片，即得。
所述的胶黏剂由如下重量份数的原来制成：树脂3160B:0.5-2份，乙酸乙酯:6-10份，树脂3160A:3-7份。
步骤（1）中成像层由如下重量份数的原来制成：树脂FL-7103B:30-70份，助剂A1:0.03-0.07份，助剂B1:0.3-0.7份，丁酯:0.5-2份，乙酯:1-3份；涂布网纹辊为100-300目，湿涂布量：4-8g/m2。
所述的激光加密信息层模压版的制作包括以下步骤：
（1）根据设计文件，制作隐藏图案，建立极坐标系，将图案放置于极坐标系中零点处；
（2）图案分辨率为a*b，图案中共由a*b个像素点组成，根据系统抽样方法，随机抽取N（N=n*n）个像素点，其中，n≥4，使用计算机计算每个像素点的坐标值（x1，y1）、（x2，y2）、（x3，y3）、……（xN，yN），以及每个像素点与零点的距离（ρ1、ρ2、ρ3、……ρN）；
（3）根据极坐标系公式x=ρcosθ，y=ρcosθ，分别计算每个像素点与零点夹角角度（θ1、θ2、θ3、……θN）；
（4）L为观察距离，是固定参量，β为光栅角度，d为光栅栅距，λ为激光器波长，根据tanβ=ρ/L，可以求得β，根据光栅方程sinβ=λ/d，可以求得光栅栅距d，此时可以建立每个光栅晶格的二维参量（d1，θ1）、（d2，θ2）、（d3，θ3）……（dN，θN）；
（5）根据N个光栅晶格的光栅栅距d，可以得到一个矩阵如下：
d1，d2，……………………dn
dn+1，dn+2，………………d2*n
………………………………
dn*（n-1）+1，dn*（n-1）+2，……dn*n
计算得出d的最大值dmax和最小值dmin，最小值对应灰度值0，最大值对应灰度值255，按照此对应关系，可将N个d的值对应成另一个由灰度值组成的矩阵G，此矩阵便构成一幅灰度图，如下：
G1，G2，……………………Gn
Gn+1，Gn+2，………………G2*n
………………………………
Gn*（n-1）+1，Gn*（n-1）+2，……Gn*n；
（6）根据了N个光栅晶格的角度θ，可以得到一个矩阵如下：
θ1，θ2，……………………θn
θn+1，θn+2，………………θ2*n
………………………………
θn*（n-1）+1，θn*（n-1）+2，……θn*n
计算得出θ的最大值θmax和最小值θmin，最小值对应灰度值0，最大值对应灰度值255，按照此对应关系，可将N个θ的值对应成另一个由灰度值组成的矩阵H，此矩阵便构成一幅灰度图，如下：
H1，H2，……………………Hn
Hn+1，Hn+2，………………H2*n
………………………………
Hn*（n-1）+1，Hn*（n-1）+2，……Hn*n；
（7）根据光刻空频灰度矩阵G与光栅角度灰度矩阵H，制作一个曝光单元，上述曝光单元尺寸是边长为n/R毫米的正方形，其中R为光刻图的分辨率，10dpi＜R＜50800dpi；
（8）将步骤（7）中的曝光单元阵列成设计尺寸，经过光刻工艺制作在光刻胶版上，经显影电镀后得到激光加密信息层模压版。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
1、本发明通过数学算法实现一种新的防伪特征。
2、本发明便于消费者进行真伪查询。
3、本发明是一种新的防伪特征，使全息防伪垫片具有独占性。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明实施例1中的隐藏图案；
图3为本发明实施例1中的矩阵G对应的灰度图；
图4为本发明实施例1中的矩阵H对应的灰度图；
图中：1、上PET层；2、成像层；3、激光加密信息层；4、镀铝层；5、印刷层；6、上胶黏剂层；7、发泡层；8、下胶黏剂层；9、下PET层。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明。
实施例1
如图1所示，所述的点光源识读激光加密全息防伪垫片，包括从上到下上依次相连PET层1、成像层2、激光加密信息层3、镀铝层4、印刷层5、上胶黏剂层6、发泡层7、下胶黏剂层8和下PET层9依次相连，所述的激光加密信息层2里面隐藏数字编码信息。
所述的镀铝层4厚度为400Å。
所述的发泡层7为PE发泡棉，厚度为2mm。
所述的点光源识读激光加密全息防伪垫片的制备方法，包括以下步骤：
（1）采用杜邦生产的20μm的PET膜，在PET膜电晕面涂布成像层，成像层与PET不能分离；成像层配方：树脂FL-7103B:50kg，助剂A1:50g，助剂B1:500g，丁酯:1kg，乙酯:2kg。涂布网纹辊：180目，湿涂布量：6g/m2。
（2）激光加密信息层模压版的制作：
首先制作隐藏图案，将隐藏图案放置于极坐标系，根据系统抽样方法，随机抽取N（N=n*n）个像素点，其中，n≥4，分别计算每个像素点到坐标系零点的距离ρ和夹角角度θ，根据每个像素点到坐标系零点的距离，得出一个n*n的矩阵，最终得出空频灰度图矩阵G；根据每个像素点到坐标系零点的夹角，得出一个n*n的矩阵，最终得出角度灰度图矩阵H，根据空频灰度图矩阵G和角度灰度图矩阵H，在光刻机中完成激光加密信息模压层的制版工作，得到激光加密信息层模压版；
（3）使用模压凹印一体机将模压板上的激光加密信息复制到PET成像层上，形成激光加密信息层；模压温度160℃，压力0.25MPa。凹印水洗墨采用的水洗墨型号为0720，粘度（涂#4）30″，烘干温度：55℃。
（4）在激光加密信息层面采用真空镀铝法进行镀铝；
（5）采用洗铝机将凹印水洗墨区域的铝层洗掉，烘干温度70℃；
（6）在洗铝区域印刷图文、二维码防伪特征，形成印刷层；
（7）在印刷层面涂布胶黏剂层与发泡层复合，胶黏剂配比：3160B:1kg，乙酸乙酯:8kg，3160A:6kg；
（8）在发泡层的另一面涂布胶黏剂层与50μm的PET膜复合，
（9）使用模切机模切成单个全息垫片，即得。
所述的激光加密信息层模压版的制作包括以下步骤：
（1）根据设计文件，制作隐藏图案，建立极坐标系，将图案放置于极坐标系中零点处；
（2）图案分辨率为a*b，图案中共由a*b个像素点组成，根据系统抽样方法，随机抽取N（N=n*n）个像素点，其中，n≥4，使用计算机计算每个像素点的坐标值（x1，y1）、（x2，y2）、（x3，y3）、……（xN，yN），以及每个像素点与零点的距离（ρ1、ρ2、ρ3、……ρN）；
（3）根据极坐标系公式x=ρcosθ，y=ρcosθ，分别计算每个像素点与零点夹角角度（θ1、θ2、θ3、……θN）；
（4）L为观察距离，是固定参量，β为光栅角度，d为光栅栅距，λ为激光器波长，根据tanβ=ρ/L，可以求得β，根据光栅方程sinβ=λ/d，可以求得光栅栅距d，此时可以建立每个光栅晶格的二维参量（d1，θ1）、（d2，θ2）、（d3，θ3）……（dN，θN）；
（5）根据N个光栅晶格的光栅栅距d，可以得到一个矩阵如下：
d1，d2，……………………dn
dn+1，dn+2，………………d2*n
………………………………
dn*（n-1）+1，dn*（n-1）+2，……dn*n
计算得出d的最大值dmax和最小值dmin，最小值对应灰度值0，最大值对应灰度值255，按照此对应关系，可将N个d的值对应成另一个由灰度值组成的矩阵G，此矩阵便构成一幅灰度图，如下：
G1，G2，……………………Gn
Gn+1，Gn+2，………………G2*n
………………………………
Gn*（n-1）+1，Gn*（n-1）+2，……Gn*n；
（6）根据了N个光栅晶格的角度θ，可以得到一个矩阵如下：
θ1，θ2，……………………θn
θn+1，θn+2，………………θ2*n
………………………………
θn*（n-1）+1，θn*（n-1）+2，……θn*n
计算得出θ的最大值θmax和最小值θmin，最小值对应灰度值0，最大值对应灰度值255，按照此对应关系，可将N个θ的值对应成另一个由灰度值组成的矩阵H，此矩阵便构成一幅灰度图，如下：
H1，H2，……………………Hn
Hn+1，Hn+2，………………H2*n
………………………………
Hn*（n-1）+1，Hn*（n-1）+2，……Hn*n；
（7）根据光刻空频灰度矩阵G与光栅角度灰度矩阵H，制作一个曝光单元，上述曝光单元尺寸是边长为n/R毫米的正方形，其中R为光刻图的分辨率，10dpi＜R＜50800dpi；
（8）将步骤（7）中的曝光单元阵列成设计尺寸，经过光刻工艺制作在光刻胶版上，经显影电镀后得到激光加密信息层模压版。
根据设计文件，制作如图2所示的隐藏图案“◇”，建立极坐标系，将图案“◇”放置于极坐标系中零点处。
选取图案“◇”，在该图案上抽取16个点（N=4*4），由计算机生成该图案的16个抽样点距离零点距离ρ分别为：10、7.7、5.4、8.3、10、8.3、5.4、7.7、11、7.7、5.4、8.3、10、8.3、5.4、7.7。经计算θ角分别为：0°、27°、53°、76°、90°、104°、127°、153°、180°、207°、233°、256°、270°、284°、307°、333°。最大值是333°，最小值是0°，根据ρ的值，以及观察距离L，根据光栅角度公式β=arctanρ/L以及光栅方程sinβ=λ/d，λ=650×10-9m，可以求得光栅栅距d，将16个d的值对应成另一个由空频灰度值组成的矩阵G，此矩阵便构成一幅灰度图，如下：
255，127，0，160
255，160，0，127
255，127，0，160
255，212，0，127。
该灰度值矩阵G对应灰度图如图3所示。
将16个θ的值对应成另一个由角度灰度值组成的矩阵H，此矩阵便构成一幅灰度图，如下：
0， 21， 41， 58
69， 80， 97， 117
137，158，178，195
206，217，234，255。
该灰度值矩阵H对应灰度图如图4所示。
根据光刻空频灰度矩阵G与光栅角度灰度矩阵H，制作一个曝光单元，然后将曝光单元阵列成设计尺寸，经过光刻工艺制作在光刻胶版上，经显影电镀后得到含有隐藏图案“◇”信息的激光加密信息层模压版。
当然，上述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定对本发明的实施例范围。本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的均等变化与改进等，均应归属于本发明的专利涵盖范围内。

Claims (7)

1.一种点光源识读激光加密全息防伪垫片，其特征在于：包括从上到下依次相连的上PET层（1）、成像层（2）、激光加密信息层（3）、镀铝层（4）、印刷层（5）、上胶黏剂层（6）、发泡层（7）、下胶黏剂层（8）和下PET层（9），所述的激光加密信息层（3）里面隐藏数字编码信息；
所述的点光源识读激光加密全息防伪垫片的制备方法，包括以下步骤：
（1）在PET膜电晕面涂布成像层，成像层与PET不能分离；
（2）激光加密信息层模压版的制作：
首先制作隐藏图案，将隐藏图案放置于极坐标系，根据系统抽样方法，随机抽取N（N=n*n）个像素点，其中，n≥4，分别计算每个像素点到坐标系零点的距离ρ和夹角角度θ，根据每个像素点到坐标系零点的距离，得出一个n*n的矩阵，最终得出空频灰度图矩阵G；根据每个像素点到坐标系零点的夹角，得出一个n*n的矩阵，最终得出角度灰度图矩阵H，根据空频灰度图矩阵G和角度灰度图矩阵H，在光刻机中完成激光加密信息模压层的制版工作，得到激光加密信息层模压版；
（3）使用模压凹印一体机将模压板上的激光加密信息复制到PET成像层上，形成激光加密信息层；
（4）在激光加密信息层面采用真空镀铝法进行镀铝；
（5）采用洗铝机将凹印水洗墨区域的铝层洗掉；
（6）在洗铝区域印刷防伪特征，形成印刷层；
（7）在印刷层面涂布胶黏剂层与发泡层复合；
（8）在发泡层的另一面涂布胶黏剂层与PET膜复合，
（9）使用模切机模切成单个全息垫片，即得；
所述的激光加密信息层模压版的制作包括以下步骤：
（1）根据设计文件，制作隐藏图案，建立极坐标系，将图案放置于极坐标系中零点处；
（2）图案分辨率为a*b，图案中共由a*b个像素点组成，根据系统抽样方法，随机抽取N（N=n*n）个像素点，其中，n≥4，使用计算机计算每个像素点的坐标值（x1，y1）、（x2，y2）、（x3，y3）、……（xN，yN），以及每个像素点与零点的距离（ρ1、ρ2、ρ3、……ρN）；
（3）根据极坐标系公式x=ρcosθ，y=ρcosθ，分别计算每个像素点与零点夹角角度（θ1、θ2、θ3、……θN）；
（4）L为观察距离，是固定参量，β为光栅角度，d为光栅栅距，λ为激光器波长，根据tanβ=ρ/L，可以求得β，根据光栅方程sinβ=λ/d，可以求得光栅栅距d，此时可以建立每个光栅晶格的二维参量（d1，θ1）、（d2，θ2）、（d3，θ3）……（dN，θN）；
（5）根据N个光栅晶格的光栅栅距d，可以得到一个矩阵如下：
d1，d2，……………………dn
dn+1，dn+2，………………d2*n
………………………………
dn*（n-1）+1，d n*（n-1）+2，……dn*n
计算得出d的最大值dmax和最小值dmin，最小值对应灰度值0，最大值对应灰度值255，按照此对应关系，可将N个d的值对应成另一个由灰度值组成的矩阵G，此矩阵便构成一幅灰度图，如下：
G1，G2，……………………Gn
Gn+1，Gn+2，………………G2*n
………………………………
Gn*（n-1）+1，G n*（n-1）+2，……Gn*n；
（6）根据了N个光栅晶格的角度θ，可以得到一个矩阵如下：
θ1，θ2，……………………θn
θn+1，θn+2，………………θ2*n
………………………………
θn*（n-1）+1，θ n*（n-1）+2，……θn*n
计算得出θ的最大值θmax和最小值θmin，最小值对应灰度值0，最大值对应灰度值255，按照此对应关系，可将N个θ的值对应成另一个由灰度值组成的矩阵H，此矩阵便构成一幅灰度图，如下：
H1，H2，……………………Hn
Hn+1，Hn+2，………………H2*n
………………………………
Hn*（n-1）+1，H n*（n-1）+2，……Hn*n；
（7）根据所述光刻空频灰度矩阵G与光栅角度灰度矩阵H，制作一个曝光单元，上述曝光单元尺寸是边长为n/R毫米的正方形，其中R为光刻图的分辨率，10dpi＜R＜50800dpi；
（8）将步骤（7）中的曝光单元阵列成设计尺寸，经过光刻工艺制作在光刻胶版上，经显影电镀后得到激光加密信息层模压版。
2.根据权利要求1所述的点光源识读激光加密全息防伪垫片，其特征在于：所述的上PET层（1）和下PET层（9）的厚度为12-50μm。
3.根据权利要求1所述的点光源识读激光加密全息防伪垫片，其特征在于：所述的镀铝层（4）厚度为300-800Å。
4.根据权利要求1所述的点光源识读激光加密全息防伪垫片，其特征在于：所述的上胶黏剂层（6）和下胶黏剂层（8）均为食品级胶黏剂。
5.根据权利要求1所述的点光源识读激光加密全息防伪垫片，其特征在于：所述的发泡层（7）为PE发泡材料，厚度为0.5-3mm。
6.根据权利要求1所述的点光源识读激光加密全息防伪垫片，其特征在于：所述的激光加密信息层（3）里的隐藏数字编码信息图案为文字、字母、数字、符号或图形中的一种以上。
7.根据权利要求1所述的点光源识读激光加密全息防伪垫片，其特征在于：所述的激光加密信息层（3）里的隐藏数字编码信息由多个正方形光栅晶格阵列组成，处理方式为激光刻蚀，所述光栅晶格含有光栅空频以及光栅角度两个参量。
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