一種雙層疊印光響應二維碼及其製備方法與流程

2024-03-31 09:28:05 1

本發明屬於二維碼信息存儲與顯示和防偽領域，具體涉及一種雙層疊印光響應二維碼及其製備方法。

背景技術：

二維條碼/二維碼(2-dimensionalbarcode)是特定利用幾何圖形按規律在平面（二維方向上）分布的黑白相間的圖形記錄數據符號信息的，在代碼編制上巧妙地利用構成計算機內部邏輯基礎的「0」、「1」比特流的概念，使用若干個與二進位相對應的幾何形體來表示文字數值信息，通過圖象輸入設備或光電掃描設備自動識讀以實現信息自動處理，它具有條碼技術的一些共性，每種碼制有其特定的字符集，每個字符佔有一定的寬度，具有一定的校驗功能等。同時還具有對不同行的信息自動識別功能、及處理圖形旋轉變化點。

在二維碼設備開發研製、生產方面，美國、日本等國的設備製造商生產的識讀設備、符號生成設備，已廣泛應用於各類二維碼應用系統。二維碼作為一種全新的信息存儲、傳遞和識別技術，自誕生之日起就得到了世界上許多國家的關注。美德日本等國家，不僅已將二維碼技術應用於公安、外交、軍事等部門對各類證件的管理，而且將二維碼應用於海關、稅務等部門對各類報表和票據的管理，商業、交通運輸等部門對商品及貨物運輸的管理、郵政部門對郵政包裹的管理、工業生產領域對工業生產線的自動化管理。我國對二維碼技術的研究開始於1993年。中國物品編碼中心對幾種常用的二維碼pdf417、qrcode、datamatrix、maxicode、code49、code16k、codeone的技術規範進行了翻譯和跟蹤研究。隨著我國市場經濟的不斷完善和信息技術的迅速發展，國內對二維碼這一新技術的需求與日俱增。中國物品編碼中心在原國家質量技術監督局和國家有關部門的大力支持下，對二維碼技術的研究不斷深入。在消化國外相關技術資料的基礎上，制定了兩個二維碼的國家標準：二維碼網格矩陣碼(sj/t11349-2006)和二維碼緊密矩陣碼(sj/t11350-2006)，從而大大促進了我國具有自主智慧財產權技術的二維碼的研發。

s.han（2012,advmater）等人採用光敏樹脂和螢光染料改性的丙烯酸酯複合做成微觀級別的高分子二維碼，並將其置於藥品中用於藥品信息的防偽檢測。juehou（2016,chemasianj）研究了一種四維二維碼，通過改變一種二維碼的不同區域顯示，實際上只能顯示一層信息。專利cn104239925a公布了一種隱形加密二維碼印刷及識別方法，該專利結合加密二維碼與隱性油墨的雙重防偽特性，利用專業讀取設備才能識別防偽信息，使用此項技術後，加密二維碼的信息需要在紫外或紅外燈光下才能顯示出來，再利用專業的讀取設備讀取二維碼裡的加密信息，該方法實現的二維碼雖然加大了防偽性，但只能顯示單一的信息且識別該二維碼需要專業讀取設備，不利於普及。專利cn103679241a公布了一種隱形二維碼防偽標籤的生成方法及識別方法，該專利是通過輸入防偽信息，判斷是否需要加密，如是，執行下一步驟，否則，跳過下一步驟並執行後面的步驟，將防偽信息進行加密得到加密信息，對防偽信息或加密信息進行編碼生成隱形二維碼圖案，將所述隱形二維碼圖案劃分成定位碼圖案和信息碼圖案，並生成對應的兩層菲林，使用至少兩種不同波段感光的油墨或碳粉將所述定位碼圖案和信息碼圖案分別印刷到承載物的指定位置上，該二維碼提高了加密性，但也僅能顯示單一信息。專利cn104850883a公布了一種多灰階隱形二維碼的生成方法，該方法通過採用具有若干級灰階的信息碼元，無須採用現有技術的三個角位的方框定位，使得二維碼能夠承載更多的碼載信息，然而對二維碼的多灰階修改雖然可以提高二維碼的信息負載量，但並不能對信息顯示二維碼。專利cn105419487a公布了一種不可逆隱形二維碼，該不可逆隱形二維碼在常態下是隱形的或局部隱形的，只有在特定的條件下才會顯現出來，而且這種二維碼是不可逆的，在特定條件下顯色後，且不可恢復，這種二維碼設計只能一次性單一的顯示一層信息。專利cn106128294a公布了帶有可變隱形信息二維碼的防偽標識及其製備方法，該二維碼由外到內依次由油性光油層、可變數據層、可變隱形信息層、第一水性光油層、表面印刷層、紙層、塑化層、介質層、第二水性光油層、可變驗證數據層、白色油墨層、膠水層、矽油層、底紙層和黑色油墨層複合而成，實現隱形單信息防偽。

綜合上述相關領域的論文及專利可以發現，目前已有的二維碼改進技術集中在二維碼的單層信息的加密、二維碼的負載信息量提升、二維碼的單層隱形防偽等方面，也就是說目前二維碼在防偽信息顯示上只能顯示一種信息，隱形二維碼也是由無到有的信息顯示過程，對於雙層信息顯示、可逆變化的防偽二維碼目前還未發現，而可多層信息顯示的二維碼在高度加密領域具有迫切的市場需求。

技術實現要素：

本發明針對現有技術的不足，提供了一種雙層疊印光響應二維碼及其製備方法。該方法通過研究二維碼顯示的灰度容錯要求，採用光顯色、加熱褪色的透明材料作為核心技術材料，製備出了一種在可見光內只顯示第一層二維碼，在紫外光下可顯示第二層二維碼，且在第二層二維碼顯示時由於設置了兩層二維碼的灰度容錯，使第一層二維碼不能干擾第二層二維碼的正常解碼。具體通過紫外光顯色原理顯示隱藏層二維碼，設置兩種二維碼的灰度級差，達到信息顯示互不幹擾的需求。

本發明通過如下技術方案實現。

一種雙層疊印光響應二維碼，包含背襯層、第一層二維碼和第二層二維碼；所述第一層二維碼印在背襯層的表面，第二層二維碼疊印在第一層二維碼的上表面；

所述第一層二維碼為固定層，在紫外光照射下，顏色不發生改變；所述第二層二維碼，在可見光下為透明層，在紫外光照射下發生顯色；第二層二維碼在紫外光照射下顯色後，再加熱或暗處靜置，褪色變為透明層；

所述雙層疊印光響應二維碼在可見光下，只可見第一層二維碼。

進一步地，所述背襯層和第一層二維碼的顏色均為灰色或彩色，且第一層二維碼的顏色灰度級大於背襯層的顏色灰度級，差值為22~233。

進一步地，所述第二層二維碼在紫外光照射下顯示灰色或彩色，且顯色後的顏色灰度級大於第一層二維碼的顏色灰度級，差值為22~233。

進一步地，所述背襯層為紙張或塑料薄膜。

進一步地，所述第一層二維碼的材料包括彩色或灰色的油墨、彩色或灰色的高分子複合材料。

進一步地，所述第二層二維碼的材料採用透明光響應材料。

更進一步地，所述透明光響應材料在可見光下為無色透明，在紫外光照射下顯色，而且紫外光照射下顯色後再進行加熱或暗處靜置，則褪色為無色透明；所述透明光響應材料包括光致顯色材料或光致顯色油墨。

優選的，所述光致顯色材料包括二芳基乙烯的衍生材料、螺吡喃衍生材料、偶氮類材料、噻吩類材料、螺嗪類材料或俘精酸酐類材料。

製備所述的一種雙層疊印光響應二維碼的方法，包括如下步驟：

（1）採用計算機二維碼生成器生成包含防偽信息的兩種二維碼；

（2）確定兩種二維碼的顯示順序；

（3）選取背襯層，將第一層二維碼印刷在背襯層上；

（4）將第二層二維碼印刷在第一層二維碼的上表面，得到所述雙層疊印光響應二維碼。

進一步地，步驟（1）中，所述包含防偽信息的兩種二維碼是指在掃碼設備下顯示不同信息的兩種二維碼。

進一步地，步驟（2）中，兩種二維碼的顯示順序是指在掃碼設備下兩種二維碼信息預設顯示的順序，且每次掃碼只能顯示一層二維碼的信息。

進一步地，步驟（3）、（4）中，所述印刷的方式包括噴墨列印、雷射列印、絲網印刷、凹版印刷、柔版印刷、平板印刷和3d列印中的一種或一種以上的混合印刷模式。

進一步地，步驟（3）、（4）中，所述印刷過程中，溶解印刷材料的溶劑包括氯仿、二氯甲烷、甲苯或四氫呋喃。

更進一步地，步驟（4）採用3d列印的印刷方式時，將透明的光致顯色材料與透明高分子材料混合溶解後揮去溶劑，得到透明的光致顯色高分子材料，再用擠出機擠出線材用於3d列印。

優選的，所述透明高分子材料包括聚乳酸、聚乙烯、纖維素、聚對苯二甲酸乙二醇酯、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種或多種的複合材料。

與現有技術相比，本發明具有如下優點和有益效果：

（1）本發明的雙層疊印光響應二維碼所需掃碼設備包括簡單普通的二維碼掃描器或微信掃一掃功能，不需要添加貴重專用設備，應用方便，利於普及；

（2）本發明的雙層疊印光響應二維碼可實現雙層信息的顯示，且顯示過程互不幹擾，防偽效果顯著；

（3）本發明的雙層疊印光響應二維碼的雙層信息的顯示是可逆過程，光致顯示第二層二維碼後，通過加熱使第二層二維碼重新恢復無色透明，仍可識別第一層二維碼信息；

（4）本發明的製備方法操作簡單，材料來源廣泛，製備成本低，可實現產業化生產，為實現二維碼的高度防偽及功能化提供了一種新的思路和途徑。

附圖說明

圖1本發明的雙層疊印光響應二維碼的結構示意圖；

圖2本發明的雙層疊印光響應二維碼中的第二層二維碼的變化原理示意圖；

圖3為實施例1中3d列印製備的雙層疊印光響應二維碼的示意圖；

圖4為實施例1中3d列印製備的雙層疊印光響應二維碼經紫外光照射後的顯示示意圖；

圖5為實施例2絲網印刷製備的雙層疊印光響應二維碼的示意圖；

圖6為實施例2絲網印刷製備的雙層疊印光響應二維碼經紫外光照射後的顯示示意圖。

具體實施方式

下面將結合實施例及附圖對本發明作進一步闡述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於以下實施例，本領域普通技術人員在沒有付出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。

本實施方式中的雙層疊印光響應二維的結構示意圖如圖1所示，包含背襯層1、第一層二維碼2和第二層二維碼3；第一層二維碼2印在背襯層1的表面，第二層二維碼3疊印在第一層二維碼2的上表面；

背襯層1為紙張或塑料薄膜；

第一層二維碼2為固定層，在紫外光照射下，顏色不發生改變；第一層二維碼2的材料包括彩色或灰色的油墨、彩色或灰色的高分子複合材料；

背襯層1和第一層二維碼2的顏色均為灰色或彩色，且第一層二維碼2的顏色灰度級大於背襯層1的顏色灰度級，差值為22~233；

第二層二維碼3，在可見光下為透明層，在紫外光照射下發生顯色；第二層二維碼3在紫外光照射下顯色後，再加熱或暗處靜置，褪色變為透明層；第二層二維碼3的變化原理示意圖如圖2所示；第二層二維碼3的材料採用透明光響應材料；透明光響應材料在可見光下為無色透明，在紫外光照射下顯色，而且紫外光照射下顯色後再進行加熱或暗處靜置，則褪色為無色透明；透明光響應材料包括光致顯色材料或光致顯色油墨；光致顯色材料包括二芳基乙烯的衍生材料、螺吡喃衍生材料、偶氮類材料、噻吩類材料、螺嗪類材料或俘精酸酐類材料；

第二層二維碼3在紫外光照射下顯示灰色或彩色，且顯色後的顏色灰度級大於第一層二維碼2的顏色灰度級，差值為22~233；

雙層疊印光響應二維碼在可見光下，只可見第一層二維碼2。

實施例1

一種雙層疊印光響應二維碼的製備，步驟如下：

（1）在二維碼生成器生成兩種不同信息的二維碼，並確定顯示順序，然後採用噴墨印表機在定量為120g/m2紙張上列印黃色的第一層二維碼；

（2）採用二氯甲烷將1g1,3,3-三甲基-6-硝基-吲哚啉螺吡喃和9g聚乳酸溶解，混合機械攪拌30min混合均勻，加熱揮發二氯甲烷，在溫度180℃下於擠出機中擠出直徑1.75mm的透明線材，將透明線材安裝於fdm3d印表機上，在第一層二維碼的表面採用3d印表機列印出厚度為0.1mm的透明二維碼，得到所述雙層疊印光響應二維碼。

背襯層和第一層二維碼的顏色均為灰色，第一層二維碼的顏色灰度級大於背襯層的顏色灰度級，差值為54；第二層二維碼在紫外光照射下顯示灰色，且顯色後的顏色灰度級大於第一層二維碼的顏色灰度級，差值為142；

得到的雙層疊印光響應二維碼如圖3所示，第二層二維碼為透明二維碼，疊印在第一層噴墨列印的黃色的二維碼上，且此時掃碼只能顯示第一層二維碼信息，採用手機微信掃一掃客戶端掃描後顯示信息「yt」；採用紫外光照射得到的雙層疊印光響應二維碼，疊印二維碼顯示示意圖如圖4所示，第二層二維碼顯示出藍色圖案，採用手機微信掃一掃客戶端掃描後，只顯示第二層二維碼信息「tianandxu」，在100℃加熱下，圖4重新轉變為圖3。

實施例2

一種雙層疊印光響應二維碼的製備，步驟如下：

（1）在二維碼生成器生成兩種不同信息的二維碼，並確定顯示順序，然後採用噴墨印表機在定量為120g/m2紙張上列印紅色的第一層二維碼；

（2）採用三甲基矽烷基修飾的二芳基乙烯/二甲苯溶液5ml與4-丙烯醯氧基二苯甲酮/二甲苯溶液1ml，相互混合機械攪拌20min混合均勻，然後採用絲網印刷機在第一層二維碼的表面印刷第二層二維碼，得到所述的雙層疊印光響應二維碼。

背襯層和第一層二維碼的顏色均為灰色，第一層二維碼的顏色灰度級大於背襯層的顏色灰度級，差值為83；第二層二維碼在紫外光照射下顯示灰色，且顯色後的顏色灰度級大於第一層二維碼的顏色灰度級，差值為162；

得到的雙層疊印光響應二維碼的示意圖如圖5所示，第二層二維碼為透明二維碼，疊印在第一層噴墨列印的紅色二維碼的上表面，且此時掃碼只能顯示第一層二維碼信息，採用手機微信掃一掃客戶端掃描後顯示信息「yt」；採用紫外光照射疊印二維碼，疊印二維碼顯示示意圖如圖6所示，第二層二維碼顯示出藍色圖案，採用手機微信掃一掃客戶端掃描後，只顯示第二層二維碼信息「scut」，在120℃加熱下，圖6重新轉變為圖5。

各位技術人員須知：雖然本發明已按照上述具體實施方式做了描述，但是本發明的發明思想並不僅限於此發明，任何運用本發明思想的改裝，都將納入本專利專利權保護範圍內。