CN114065890B - 识别标签、其制备方法及识别方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种识别标签、其制备方法及识别方法。所述识别标签的制备方法包括如下步骤：将金纳米线均匀分散于有机溶剂中制成导电墨水；采用凹版印刷或柔性凸版印刷方式将导电墨水印制于纸质基底表面的第一区域，形成具有二维或三维网络结构的金纳米线图形，金纳米线图形包括频率选择模块和天线模块；将智能标签芯片固定于纸质基底表面的第二区域，将智能标签芯片与金纳米线图形电连接；在纸质基底表面涂覆纸浆并将智能标签芯片和金纳米线图形完全包埋，再以风速及吹扫角度均随机变化的气流吹扫第一区域，获得具有平整表面的识别标签。本发明提供的识别标签隐藏性好，可以从根本上杜绝造假，同时其制备工艺简单、成本低廉，利于规模化生产。

Description

识别标签、其制备方法及识别方法

技术领域

本发明涉及一种识别标签，特别涉及一种识别标签、其制备方法及识别方法，属于识别标签技术领域。

背景技术

在防伪识别方面，基于RFID或者NFC原理的智能标签已经得到了较好的推广。其工作原理的关键在于信息的读取和比对。由于这类标签可以通过读卡器或者手机等设备读取信息，部分标签的IC还能进行不同程度的加密，因此可进一步提升其防伪效果，增加仿冒难度。

在这类标签的制造产业中，天线部分主要通过蚀刻铝箔来实现，也有一些采用印刷法制造的天线。为避免这类防伪标签被挪作他用，或者其他影响防伪效果的情况，产业界又开发了一系列防揭的易碎标签方案。这些方案通常是将蚀刻成型的铜箔或铝箔天线用热熔胶固定在两层易碎纸中间，以防止智能标签被揭下并改贴到其他地方。

现有的防伪标签存在的问题，可简要概括为隐蔽性差和易于破解两大类。

隐蔽性差意味着容易发现。目前这类标签在作为防伪使用时，仍然处于比较醒目的位置，很容易被针对性模仿。另一方面，现有的防揭易碎标签总体厚度较大，隐蔽性方面的潜力也相对有限，也不利于隐藏。更有甚者，大部分标签可以很容易地被手机等常用设备自带的NFC读卡模块所识别，从而使得物理上的隐藏效果失去了应有的价值。

因此，大部分中低端产品的防伪效果更多地依赖数据库中关于联网查验次数的统计，以及一些编码规则的验证。

然而，当需要保护的产品价值较为昂贵时，上述防伪方法仍然是可以通过一定的代价被破解，并不能完全解决仿冒的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种识别标签、其制备方法及识别方法，以克服现有技术中的不足。

为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：

本发明实施例提供了一种识别标签的制备方法，包括如下步骤：

(1)将金纳米线均匀分散于有机溶剂中制成导电墨水；

(2)采用凹版印刷或柔性凸版印刷方式将所述导电墨水印制于纸质基底表面的第一区域，形成具有二维或三维网络结构的金纳米线图形，所述金纳米线图形包括频率选择模块和天线模块；

(3)将智能标签芯片固定于所述纸质基底表面的第二区域，并将所述智能标签芯片与所述金纳米线图形电连接；

(4)在纸质基底表面涂覆纸浆并将所述智能标签芯片和所述金纳米线图形完全包埋，再以风速及吹扫角度均随机变化的气流吹扫所述第一区域，使覆盖在所述第一区域的纸浆以1mm以下的移动幅度随机移动，之后将涂覆在所述纸质基底表面的纸浆干燥，获得具有平整表面的识别标签。

本发明实施例还提供了一种识别标签，所述识别标签是由所述的识别标签的制备方法制得。

本发明实施例还提供了一种识别标签的识别方法，所述识别标签的识别方法是基于所述识别标签实施的，所述的识别标签的识别方法包括：

(1)在读取装置内预存多个识别标签中频率选择模块的表面图形细节，定义为第一FSS信号记录，且任意两个识别标签的第一FSS信号记录均不相同；

(2)以读取装置读取待识别的识别标签内所存储的加密信息，获得与所述加密信息对应的第一FSS信号记录；

(3)以读取装置扫描该待识别的识别标签中频率选择模块的表面图形细节，定义为第二FSS信号记录；

(4)将第二FSS信号记录与第一FSS信号记录进行比对，从而判定待识别的识别标签的真伪。

与现有技术相比，本发明的优点包括：

1)本发明中识别标签的频率选择图形是利用金纳米线与纸纤维共同组成，随机性极强，难以复制，具有更好的隐蔽性和防伪性能，从根本上杜绝了造假、仿冒手段的可能性，同时还可以保障识别标签正常使用性能，并使之具有稳定性好、寿命长、耐弯折等优点，同时使识别标签更为轻薄、体积小，便于携带。

2)本发明中识别标签的制备方法简单易操作，成本低廉，利于规模化生产。

3)本发明中识别标签的识别方法简单快捷，可靠性高，能有效实现防伪。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一典型实施例中提供的一种识别标签的识别方法流程图。

具体实施方式

鉴于现有技术中的不足，本案发明人经长期研究和大量实践，得以提出本发明的技术方案。如下将对该技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明。

本发明实施例提供了一种识别标签的制备方法，其包括如下步骤：

(1)将金纳米线均匀分散于有机溶剂中制成导电墨水；

(2)采用凹版印刷或柔性凸版印刷方式将所述导电墨水印制于纸质基底表面的第一区域，形成具有三维或二维网络结构的金纳米线图形，所述金纳米线图形包括频率选择模块和天线模块；

(3)将智能标签芯片固定于所述纸质基底表面的第二区域，并将所述智能标签芯片与所述金纳米线图形电连接；

(4)在纸质基底表面涂覆纸浆并将所述智能标签芯片和所述金纳米线图形完全包埋，再以风速及吹扫角度随机变化的气流吹扫所述第一区域，使覆盖在所述第一区域的纸浆以1mm以下的移动幅度随机移动，之后将涂覆在所述纸质基底表面的纸浆干燥，获得具有平整表面的识别标签。

进一步的，在前述步骤(1)中通过采用金纳米线制成导电墨水，可以使后续形成的金纳米线图形接近透明，杜绝仿冒者采用光学等手段破解图形细节的可能性，从而有效提升识别标签的防伪性能。

较为优选的，在前述步骤(1)中，所述导电墨水包含1wt％-5wt％金纳米线和90wt％-95wt％有机溶剂，所述金纳米线的长度为500nm-5μm、直径为10nm-100nm。由这种导电墨水形成的金纳米线图形具有三维网络结构，更利于防伪，相关机理将在下文予以解释。

进一步的，在前述步骤(2)中通过采用凹版印刷或柔性凸版印刷方式，利于识别标签的大规模生产。特别是，由于凹版印刷或柔性凸版印刷方式本身精度有限，使形成的金纳米线图形的厚度、结构细节、分布密度等均有很大偶然性，如此使得识别标签中的金纳米线图形更难以仿制。

进一步的，在前述步骤(2)中优选将所述金纳米线图形厚度控制在5μm以内，以防止金纳米线图形过厚而易于被光学仪器识别，同时也避免使识别标签厚度大幅增加。尤其是，若金纳米线图形厚度过大，会使金纳米线图形的三维网络结构坍塌程度有限，从而导致金纳米线图形偶然性降低，这对防伪是不利的。

更优选的，可以将所述金纳米线图形厚度控制在1μm-3μm内，从而一方面提高其隐藏性和防伪性，另一方面也保障其电学性能。

进一步的，在前述步骤(2)中所述频率选择模块可以包括彼此独立的16个以上频率选择图形，从而扩展所述识别标签的可识别频率范围，同时也使其频率选择表面图形细节更为丰富，更难以仿冒。

进一步的，前述频率选择图形可以为同心的圆环、椭圆环、方环，或者其它多边形，且不限于此。通过使频率选择图形的结构不同，可以形成对不同电磁波频率的反馈效果不同。

进一步的，前述步骤(3)具体包括：将所述智能标签芯片粘接固定于所述纸质基层表面的第二区域，再将所述智能标签芯片的管脚与所述金纳米线图形焊接。当然，也可以采用金属引线等方式将所述智能标签芯片的管脚与所述金纳米线图形电连接。

其中，所述智能标签芯片包括RFID芯片或NFC芯片等，且不限于此。

其中，所述智能标签芯片优选具有阻水阻气封装结构，以防止后续过程中纸浆内的水等物质渗入芯片内部而造成破坏。

其中，第一区域和第二区域优选为邻近设置，以便于智能标签芯片与金纳米线图形连接，并且最好避免将第一区域和第二区域设置在纸质基底的边缘区域，防止识别标签边缘磨损或损坏导致识别标签无法识别。

进一步的，前述步骤(4)具体包括：设置出风口与所述第一区域的距离为5cm-10cm，并控制所述出风口输出的气流流速在1m/s-3m/s范围内随机变化，同时使所述出风口相对于所述第一区域的吹扫角度在30°-120°范围内随机变化。

在本说明书中，所述吹扫角度是指出风口的出风方向与第一区域平面所形成的夹角。

较为优选的，所述纸浆的固含量小于或等于6wt％。如此，纸浆具有一定的流动性，可以在前述气流的吹动下小幅流动。

在该步骤(4)中，通过在纸质基底表面涂覆纸浆并将所述智能标签芯片和所述金纳米线图形完全包埋，可以使金纳米线图形的三维网络结构发生一定的坍塌，且不同区域的坍塌程度往往不同，使得其密度随机变化。进而，再通过随机气流的吹扫，可以使金纳米线图形因纸浆流动而发生微幅的随机形变，使得金纳米线图形细节更难以被复制。

其中，出风口与第一区域的距离、气流流速、吹扫角度等不宜过大也不宜过小，应使纸浆发生随机的微幅流动，进而使金纳米线图形发生随机的微幅形变，但不能改变金纳米线图形的整体轮廓。优选的，覆盖在所述第一区域的纸浆以100μm-0.5mm的移动幅度随机移动。

进一步的，前述步骤(5)还可以包括：在向所述纸质基底表面涂覆纸浆之前，先以绝缘封装胶将所述智能标签芯片与金纳米线图形的焊接位点完全包埋。如此可以避免纸浆中的水对芯片与金纳米线图形的电连接造成影响，并还可进一步提高芯片与金纳米线图形的连接强度。

进一步的，前述步骤(5)还可以包括：在室温条件下通过减压干燥方式将涂覆在所述纸质基层表面的纸浆干燥。如此可以提高干燥速度，且不会产生热风烘干等方式造成的纸张变形等问题，进而保证识别标签的可靠性。

进一步的，前述步骤(5)还可以包括：以隔绝水氧的薄膜将所述识别标签整体包覆，从而使之具有更好的环境耐候性。

本发明实施例还提供了一种识别标签，所述识别标签是由所述的识别标签的制备方法制得。

进一步的，所述识别标签呈现为厚度在2.0-2.5mm纸张形态。

本发明实施例提供的前述识别标签轻薄、体积小，便于携带和使用，并且内部的金纳米图形等隐藏性好，不易被破解，基本无法被仿冒，同时其制备工艺简单易于实施，成本低廉，能满足大规模生产的需求。

本发明实施例还提供了所述识别标签的一种识别方法，包括：

(1)在读取装置内预存多个识别标签中频率选择模块的表面图形细节，定义为第一FSS信号记录，且任意两个识别标签的第一FSS信号记录均不相同；

(2)以读取装置读取待识别的识别标签内所存储的加密信息，获得与所述加密信息对应的第一FSS信号记录；

(3)以读取装置扫描该待识别的识别标签中频率选择模块的表面图形细节，定义为第二FSS信号记录；

(4)将第二FSS信号记录与第一FSS信号记录进行比对，从而判定待识别的识别标签的真伪。

进一步的，前述读取装置可以是与识别标签匹配的专用读卡器。所述识别标签内的智能标签芯片可以是RFID芯片或NFC芯片，其工作频率可以为13-990MHz，并可配有加密的芯片。在所述识别标签出厂时，可以在所述智能标签芯片内预存所述识别标签的出厂序列号和校验码等加密信息。同时可以在读取装置内预存同一批次出厂的多个识别标签内中频率选择模块的表面图形细节。如此，当以读取装置读取其中一个识别标签内所存储的加密信息时，即可调取出与所述加密信息对应的识别标签内中频率选择模块的表面图形细节，即FSS信号记录。所述的FSS信号记录可以表现为1-20G Hz范围内某一段电磁波的反馈效果。对于其中每一个识别标签来说，虽然其智能标签芯片中的信息可能会被破解，但其金纳米线图形中包含随机图形部分而难以被复制，所以每个识别标签均是难以被复制的。若有仿冒者破解了某个识别标签内智能标签芯片内的信息，并对该识别标签进行仿冒，则读取装置读取该识别标签内所存储的加密信息后所获的第一FSS信号记录，必然与读取装置扫描该识别标签中的频率选择模块所获取的第二FSS信号记录不一致，从而即可快速的鉴别该识别标签的真伪。

如下将结合附图对该技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明，除非说明的之外，本发明实施例中的各组成部件的材质可以是本领域技术人员已知的，各部件的尺寸参数等均可以根据具体情况进行调整，在此不做具体的限定。

实施例1：一种识别标签的制备方法，包括如下步骤：

(1)将金纳米线均匀分散于丙二醇甲醚中制成金纳米线含量为1wt％的导电墨水；所述金纳米线的长度为500nm-1μm、直径为10nm-20nm。

(2)采用凹版印刷将导电墨水印制于厚度为1mm左右的纸质基底表面的第一区域，形成厚度约1μm的金纳米线图形。该金纳米线图形包括频率选择模块和天线模块，其中频率选择模块包括彼此独立的16个圆环形频率选择图形。

(3)将具有阻水阻气封装结构的RFID芯片粘接于纸质基层表面的第二区域，该第二区域于第一区域邻接并均位于纸质基底表面中部，再将RFID芯片的管脚与金纳米线图形焊接，之后用绝缘封装胶将RFID芯片与金纳米线图像的焊接位点完全包埋。

(4)在纸质基底表面涂覆固含量为6wt％的纸浆将智能标签芯片和金纳米线图形完全包埋，再以风速及吹扫角度随机变化的气流吹扫所述第一区域，其中设置出风口与第一区域的距离为5cm-10cm，再以风速及吹扫角度随机变化的气流吹扫第一区域，控制出风口输出的气流流速在1m/s-3m/s范围内随机变化，出风口相对于所述第一区域的吹扫角度在30°-120°范围内随机变化，气流温度优选为室温；使覆盖在所述第一区域的纸浆随机微幅流动，之后在室温条件下将涂覆在所述纸质基底表面的纸浆减压干燥，获得具有平整表面的识别标签，最后以阻气阻水的塑料封装膜将该识别标签整体封装，使其最终的整体厚度约为1.5mm。

本实施例提供的识别标签具有较好的稳定性，识别标签采用无源设计，不含有电池等易于衰减的部件，有利于大幅延长其使用寿命。此外，金纳米线具有极其理想的化学稳定性，其图形之间又有纸浆纤维填充固定，因而具有理想的耐弯折性能。

本实施例提供的识别标签具有较好的隐藏性，金纳米线、RFID/NFC芯片等完全埋在纸张中，形成了真正的一体化结构，因此较难发现。更重要的是，这种结构难以从纸张里将金纳米线所组成的导电图形完整地分离出来，因此从根本上杜绝了移花接木等造假、仿冒手段的可能性。

本实施例还提供了所述识别标签的一种识别方法，包括：

(1)在读取装置(例如能发射和/或接受频率为1-20GHz的电磁波的读卡器)内预存多个识别标签中频率选择模块的表面图形细节，定义为第一FSS信号记录，且任意两个识别标签的第一FSS信号记录均不相同；

(2)以读取装置读取待识别的识别标签内所存储的加密信息，获得与所述加密信息对应的第一FSS信号记录；

(3)以读取装置扫描该待识别的识别标签中频率选择模块的表面图形细节，定义为第二FSS信号记录；

(4)将第二FSS信号记录与第一FSS信号记录进行比对，从而判定待识别的识别标签的真伪。

参阅图1所示，前述识别方法还可以被概括为：

1、读取装置读取加密RFID/NFC信息；

2、获取出厂时的FSS信号记录；

3、扫描FSS特征并与出厂记录对比；

4、形成检验结论，并上传到数据中心。

本实施例提供的识别标签采用了双重保险措施，难以被复制。一方面，隐藏式RFID/NFC标签采用了加密芯片，如需读取其中的信息需要一定的破解成本。更重要的是，由于金纳米线图形化的过程实质上属于沉积构建空心网络的过程，在分布密度、导电性能、图形细节等方面存在较强的不确定性。而后续的纸浆覆盖与随机吹干可以影响金纳米线图形的微观结构，进一步加剧了这种不确定性。因此，由金纳米线与纸纤维共同组成的这种FSS图形具有极强的随机性，即使同一批次做出的图形也难以做到完全一致。因此，即使仿冒者能够获得FSS图形在1-20GHz范围内电磁波的反馈效果细节，也很难复制出完全一样的赝品。

实施例2：本实施例提供的一种识别标签的制备方法与实施例1基本相同，区别仅在于：

(1)将金纳米线均匀分散于乙醇中制成金纳米线含量为5wt％的导电墨水；所述金纳米线的长度为3μm-5μm、直径为50nm-100nm。

(2)采用柔性凸版印刷方式将导电墨水印制于纸质基底表面的第一区域，形成厚度约5μm的金纳米线图形。

实施例3：本实施例提供的一种识别标签的制备方法与实施例1基本相同，区别仅在于：

步骤(4)是在纸质基底表面涂覆固含量约0.6wt％的纸浆，并将智能标签芯片和金纳米线图形完全包埋。

应当理解，上述实施例仅为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种识别标签的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)将金纳米线均匀分散于有机溶剂中制成导电墨水；

(2)采用凹版印刷或柔性凸版印刷方式将所述导电墨水印制于纸质基底表面的第一区域，形成具有二维或三维网络结构的金纳米线图形，所述金纳米线图形包括频率选择模块和天线模块；

(3)将智能标签芯片固定于所述纸质基底表面的第二区域，并将所述智能标签芯片与所述金纳米线图形电连接；

(4)在纸质基底表面涂覆纸浆并将所述智能标签芯片和所述金纳米线图形完全包埋，再以风速及吹扫角度均随机变化的气流吹扫所述第一区域，使覆盖在所述第一区域的纸浆以1mm以下的移动幅度随机移动，之后将涂覆在所述纸质基底表面的纸浆干燥，获得具有平整表面的识别标签。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述导电墨水包含1wt％-5wt％金纳米线和90wt％-95wt％有机溶剂，所述金纳米线的长度为500nm-5μm、直径为10nm-100nm。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述金纳米线图形的厚度小于或等于5μm。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述频率选择模块包括彼此独立的16个以上频率选择图形。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(3)具体包括：将所述智能标签芯片粘接固定于所述纸质基底表面的第二区域，再将所述智能标签芯片的管脚与所述金纳米线图形焊接，所述第二区域与第一区域邻接。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述智能标签芯片包括RFID芯片。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述智能标签芯片具有阻水阻气封装结构。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(4)还包括：设置出风口与所述第一区域的距离为5cm-10cm，并控制所述出风口输出的气流流速在1m/s-3m/s范围内随机变化，同时使所述出风口相对于所述第一区域的吹扫角度在30°-120°范围内随机变化。

9.根据权利要求1或8所述的方法，其特征在于，步骤(4)还包括：在向所述纸质基底表面涂覆纸浆之前，先以绝缘封装胶将所述智能标签芯片与金纳米线图形的焊接位点完全包埋。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述纸浆的固含量小于或等于6wt％。

11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，具体包括：

在室温条件下通过减压干燥方式将涂覆在所述纸质基底表面的纸浆干燥。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，具体包括：

在室温条件下通过减压干燥方式将涂覆在所述纸质基底表面的纸浆干燥，并以隔绝水氧的薄膜将所述识别标签整体包覆。

13.一种识别标签，其特征在于：所述识别标签是由权利要求1-12中任一项所述的方法制得。

14.如权利要求13所述识别标签的识别方法，其特征在于，所述的识别方法包括：

(1)在读取装置内预存多个识别标签中频率选择模块的表面图形细节，定义为第一FSS信号记录，且任意两个识别标签的第一FSS信号记录均不相同；

(2)以读取装置读取待识别的识别标签内所存储的加密信息，获得与所述加密信息对应的第一FSS信号记录；

(3)以读取装置扫描该待识别的识别标签中频率选择模块的表面图形细节，定义为第二FSS信号记录；

(4)将第二FSS信号记录与第一FSS信号记录进行比对，从而判定待识别的识别标签的真伪。