一種防偽材料及其製備方法與流程

2023-05-12 09:09:42 1

本發明涉及防偽技術領域，尤其涉及防偽材料及其製備方法。

背景技術：

現有防偽技術中，大多以水印、有色纖維、螢光油墨印刷、微點或微小記號的形體及隨機分布等作為防偽手段：

比如公告號為CN101673341A、專利名稱為一種微點防偽方法的專利，其公開了一種防偽材料，公開了一種防偽技術尤其涉及一種微點防偽方法，「該方法包括以下步驟：（1）提供一種防偽點；提供一種膠水，將防偽點混合於膠水之中；（2）想承載物上點混有微點的膠水；（3）固化膠水；（4）拍照膠滴，形成原始對比圖片；（5）原始對比圖片存入後臺數據；（6）防偽驗證拍照膠滴，形成被比圖片；（7）讀取後臺資料庫原始對比圖片，與被比圖片比較，做出真偽判斷；其中，第（5）步所述的拍照膠滴，為放大拍照；第（7）步所述的防偽驗證拍照膠滴，也是放大拍照膠滴，本發明提供一種不可仿製的微點防偽方法」；

與此相對應，公告號為CN102267287A、專利名稱為一種微點防偽印記的製備方法及裝置的專利，其公開了一種類似的微點防偽印記的製備方法及實現該方法的裝置，該「微點防偽印記的製備方法包括一下步驟：S1，提供一種微點標記物，提供一種墨水；S2混墨，即將微點標記物與墨水混合均勻；S3，提供至少二個噴頭，提供目標物；S4噴射，通過噴頭將混有微點標記物的墨水噴向標的物；S5乾燥混有微點標記物的墨水；字噴射過程中，混墨步驟連續的進行，混墨、向噴頭供墨，噴射是全封閉的液路內完成的」；

再比如公告號為CN1350274A、專利名稱為含有多數微小記號或圖案的防偽標記及其形成方法的專利，其公開了一種含有多數微小記號或圖案的防偽標記及其形成方法，「以含有多數微小圖案記號的防偽標記，達成籤定物品真偽及防止偽造的應用。物件籤定用方法是根據在物件中形成的至少一獨特標記，它含有多數微小圖案或印記，並以隨機組合的方式合於標記內，以作為對比、鑑定的方法，而具有防止他人偽造及可輕易達成識別及鑑定和對比的功效」；

再比如公告號為CN105374283A、專利名稱為一種防偽材料及其製備方法的專利，其公開了一種防偽材料及其製備方法，其「通過在玻璃基底上面鍍附著層、犧牲層、鍍無形矽層，塗布光固膠、曝光、顯影、清洗、刻蝕無定形矽層，二次塗膠、曝光、顯影、清洗，鍍金屬模塊，清洗光刻膠，刻蝕犧牲層，清洗過濾；從而提供一種具有多材質、立體感的防偽材料及其製備方法」；

再比如公告號為CN105303393A、專利名稱為一種防偽方法的專利，其公開了一種防偽方法，「是用稀土氧化物與光固膠混合填充到無定形矽模上的鏤空區域，產生兩個模塊顏色作為一道防偽信息，同時不同稀土氧化物在不同紅外線照射下產生不同顏色作為第二道防偽信息」；

再比如公告號為CN105469698A、專利名稱為一種防偽方法的專利，其公開了一種防偽方法，「是用不同稀土氧化物與光固膠混合固化形成稀土氧化物模塊，不同稀土氧化物在紅外線照射下呈現不同的顏色組合，構成彩色信息達到防偽的目的」。

諸如以上等等，市場上以複合纖維、螢光矽納米顆粒、微點或微小記號的形體及隨機分布、多材質、立體感的防偽材料等作為防偽手段的的防偽材料及防偽技術，隨著科學技術的進步，都能夠被破解和廉價仿製。公告號為CN101673341A、公告號為CN102267287A和CN1350274A的專利公開的技術方案能解決大部分的防偽需求，然而其採用單一材質構成，防偽材料為沒有層次感和立體感的單色結構，這種單一材質構成的防偽材料容易被仿製；

公告號為CN105374283A的專利公開的技術方案雖然以多材質、立體感的防偽材料來作為防偽手段，但是其僅通過先刻蝕無定形矽再在無定形矽鏤空區域鍍金屬鑲嵌到無定形矽刻蝕中的鏤空區域，防偽材料僅由2種材質構成，也容易被仿製。

公告號為CN105303393A和CN105469698A的專利公開的技術方案雖然採用稀土氧化物材料與光固膠混合，不同的稀土氧化物組合成不同的稀土氧化物組合模塊，在紅外線入射光照射下不同的稀土氧化物產生不同的顏色，但根據以上工藝方法製備的防偽材料中所體現的字符、圖案、顏色都是一樣的，而且這種防偽材料中只能有一面是正向的字符和圖案，另一面只能加工反向的字符、圖案採用鍍膜、光固膠來填充鏤空區域的工藝，其填充後鏤空模塊和填充模塊容易脫落、離散、斷裂，在使用過程中容易出現防偽標識識別錯誤、出現誤判，不利防偽管理與維護。

綜上所述，隨著科技水平的不斷發展，道高一尺魔高一丈，現有的防偽技術和防偽材料已存在缺陷，對於防偽性能要求高的場合，現有的防偽技術和防偽材料不能滿足需求，因而需要不斷推陳出新，不斷改進創造。

技術實現要素：

為克服現有技術的不足，本發明提供了一種防偽標識立體層次多、防偽標識組合變化多樣、防偽性能好，難以被逆向分析破解的防偽材料及其製備方法。

本發明為達到上述技術目的所採用的技術方案是：一種防偽材料，包括在游離狀態下相互離散的防偽微納模組，每個所述防偽微納模組中包括第一複合微納識別層，所述第一複合微納識別層中包括用於加工第一防偽識別特徵層的第一基礎材料層和設於第一防偽識別特徵層上的第一微納結構層，所述第一防偽識別特徵層中設有第一防偽標記圖案；第一複合微納識別層上設有第二複合微納識別層，所述第二複合微納識別層中包括第二微納結構層和用於加工第二防偽識別特徵層的第二基礎材料層，所述第二防偽識別特徵層中設有第二防偽標記圖案；所述第二複合微納識別層具有與第一複合微納識別層不同或相同的吸收率、透光率和反射率；外部的不同防偽入射光譜經過第一複合微納識別層或第二複合微納識別層折射及發射後的光源與所述第一防偽標記圖案或第二防偽標記圖案相互對照、映襯糅合，使從防偽微納模組反射至防偽識別系統中的光源中包含逆向破解成本高昂的光譜編碼防偽信息。

所述第一微納結構層中包括至少由一種材料構成的一個或一個以上的第一微納膜層，第一基礎材料層中包括至少由一種材料構成的一個或一個以上的第一基礎膜層。

所述第二微納結構層包括至少由一種材料構成的一個或一個以上的第二微納膜層，第二基礎材料層中包括至少由一種材料構成的一個或一個以上的第二基礎膜層。

所述第二複合微納識別層上還設有第三複合微納識別層，所述第三複合微納識別層中也設有至少一個第三微納結構層和第三防偽識別特徵層，第三防偽識別特徵層加工於第三基礎材料層中，所述第三防偽識別特徵層中設有第三防偽標記圖案；所述第三微納結構層中包括至少由一種材料構成的一個或一個以上的第三微納膜層，所述第三複合微納識別層具有與第一複合微納識別層或第二複合微納識別層不同或相同的吸收率、透光率和反射率。

所述第一複合微納識別層或第二複合微納識別層包括有色透明、無色透明或不透明結構，不透明所述第一複合微納識別層或第二複合微納識別層包括單色或非單色結構。

所述防偽微納模組的厚度尺寸為100納米至5毫米，所述防偽微納模組的外形尺寸為10微米至5毫米；所述第一複合微納識別層或第二複合微納識別層的厚度尺寸為100納米至5毫米，所述第一複合微納識別層或第二複合微納識別層的厚度相等或者不等。

所述第一防偽標記圖案或第二防偽標記圖案包括數字、字符、文字、圖形標識、條形碼、二維碼、三維碼或陣列；所述第一防偽標記圖案或第二防偽標記圖案的形狀包括凹凸的二維平面形狀、三維規則幾何體形狀或具有立體曲面的不規則立體形狀。

構成所述第一複合微納識別層、第二複合微納識別層、第三複合微納識別層的材料包括金屬、半導體、非金屬材料、複合材料中的一種或一種以上。

一種製備上述的防偽材料的製備方法，其包括如下步驟：

1）基材製備：採用玻璃、PMMA、PC或不鏽鋼板製成待用的基材；

2）第一次覆膜：在基材的表面覆上一層過渡膜層，然後在過渡膜層的表面覆上第一基礎材料層，所述覆膜包括噴塗、旋塗、點塗、刮塗、電鍍、印刷工藝，所述過渡膜層為活性材料膜組成的不透光或部分透光層，所述第一基礎材料層中包括至少由一種不透明或部分透明材料構成的一個或一個以上的第一基礎膜層；

3）第一次防偽識別特徵層加工：通過掩膜工藝在第一基礎材料層中加工出第一防偽標記圖案使其成為第一防偽識別特徵層，其中所述掩膜材料包含正膠、負膠、不透明材料混合膠、透明或部分透明材料混合膠，所述加工方法包括化學法加工或物理法加工；

4）第二次覆膜：在第一複合微納識別層中的第一防偽識別特徵層上覆上第一微納結構層，第一微納結構層中包括至少由一種不透明或部分透明材料構成的一個或一個以 上的第一微納膜層，然後在第一微納結構層上覆上第二複合微納識別層，所述第二複合微納識別層中包括不透明或部分透明的第二微納結構層和用於加工第二防偽識別特徵層的第二基礎材料層，第二微納結構層包括至少由一種不透明或部分透明材料構成的一個或一個以上的第二微納膜層，第二基礎材料層中包括至少由一種不透明或部分透明材料構成的一個或一個以上的第二基礎膜層；

5）第二次防偽識別特徵層加工：通過掩膜工藝，在第二複合微納識別層中的第二基礎材料層中加工出第二防偽標記圖案使其成為第二防偽識別特徵層，其中所述掩膜材料包含正膠、負膠、不透明材料混合膠、透明或部分透明材料混合膠，所述加工方法包括化學法加工刻蝕或物理法加工刻蝕；得到密集附著在基材上的所述防偽微納模組；

6）萃取、收集：用萃取液把基材上的過渡膜層溶解，使基材上密集排列的所述防偽微納模組剝離出來，所述防偽微納模組相互離散、游離狀懸浮在萃取液中，收集萃取液中游離狀懸浮的所述防偽微納模組待用。

在步驟5）第二次防偽識別特徵層加工後再進行第三次覆膜和第三次防偽識別特徵層加工，在第二複合微納識別層上製備出第三複合微納識別層；通過如此重複操作，能夠根據需要逐層層疊加工。

能夠根據防偽複雜程度的需求，在第一微納識別層、第二複合微納識別層或第三微納識別層中的微納結構層和防偽識別特徵層中依照相同或不同的透過率、反射率、吸光率、材料、覆膜膜系、顏色等參數條件進行設計，通過複雜的多層組合結構設計出具有各種反射效果、吸光反差效果、濾光效果、顏色對比反差效果等逆向破解成本高昂的光譜編碼防偽信息，使微納防偽模組包含的光譜編碼防偽信息達到不可複製的防偽效果和目的。膜系設計不受材料、層數、工藝限制。

本發明的有益效果是：

1、本發明製作的防偽微納模組為微納米級尺寸，而且防偽微納模組中微納結構層和防偽識別特徵層都具有相同或不同透光率和反射率，入射防偽光譜範圍廣，經過防偽微納模組中不同光學膜層折射、反射後組成的光學防偽信息編碼複雜，每一單層膜層之間相互關聯、影響、組合成複合膜層，每複合膜層之間又相互關聯，層層相扣，去除或者減少其中的某一層，就會導致每一膜層之間相互映射、透射、反射、映襯出來的光譜編碼防偽信息的視覺效果和反射信息發生改變，即達到「不拆解不知道，一拆解就亂套」的破解難度，造假者難以逆向破解分析和仿造。

2、本發明能夠在防偽微納模組兩面製作由不同字符、圖案、陣列構成的防偽標記，這些防偽標記能夠採用各種不同材料、顏色，再結合多層具有不同透光率和反射率的膜層微納結構層，在不同的防偽光譜入射後經反射後包含複雜組合編碼的光譜編碼防偽信息，在使用時通過將幾個含有這些光譜編碼防偽信息的防偽微納模組再隨機組合，能夠構成逆向破解的重複概率極低的防偽碼，防偽性能好；

3、當幾個或多個防偽微納模組隨機組合作為防偽碼附加在需要防偽的物品上使用時，有這些防偽微納模組能夠作為防偽暗碼標記，造假者不容易找到防偽暗碼標記；由於每個物品上的防偽暗碼標記都是由幾個或多個防偽微納模組隨機組合的，使即使造假者找到防偽暗碼標記，仿造複製防偽暗碼標記難度大，而且造假者無法根據一個物品上的一個防偽暗碼標記進行批量造假，能夠極大程度上杜絕造假；

4、創造性的利用掩膜工藝、覆膜工藝製備防偽微納模組，把不同材質、不同光學性能的膜層經過多次工藝結合與互補融合加工，把防偽信息和防偽特徵逐層植入防偽微納模組中，並通過光學設計、色彩搭配、膜層材料互補技術，把各層防偽信息和防偽特徵經過掩膜工藝、覆膜工藝來糅合、包裹形成一個內部結構複雜的、並且是相互離散的微納模組，實現不易破解的防偽目的。

綜上所述，本發明製備的防偽微納模組材料中防偽標識立體層次多、防偽標識組合變化多樣、防偽性能好，難以被逆向分析破解。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。其中：

圖1是具有第一、第二複合微納識別層的防偽微納模組的結構示意圖；

圖2是第一微納結構層中設有兩個第一微納鍍層的結構示意圖；

圖3是第一基礎材料層中設有兩個第一基礎鍍層的結構示意圖；

圖4是第二微納結構層中設有兩個第二微納鍍層的結構示意圖；

圖5是第二基礎材料層中設有兩個第二基礎鍍層的結構示意圖；

圖6是第一防偽標記圖案或第二防偽標記圖案的組成內容示意圖；

圖7是第一防偽標記圖案或第二防偽標記圖案的形狀示意圖；

圖8是具有第一、第二、第三複合微納識別層的防偽微納模組之一的結構示意圖；

圖9是具有第一、第二、第三複合微納識別層的防偽微納模組之二的結構示意圖；

圖10是防偽微納模組的防偽原理示意圖。

具體實施方式

為詳細說明本發明的技術內容、構造特徵、所實現目的及效果，以下結合實施方式並配合附圖詳細說明。

請參閱圖1所示，本發明包括在游離狀態下相互離散的防偽微納模組1，每個所述防偽微納模組1中包括第一複合微納識別層01，所述第一複合微納識別層01中包括用於加工第一防偽識別特徵層011的第一基礎材料層012和設於第一防偽識別特徵層011上的第一微納結構層013，所述第一防偽識別特徵層011中設有第一防偽標記圖案0111；第一複合微納識別層01上設有第二複合微納識別層02，所述第二複合微納識別層02中包括第二微納結構層021和用於加工第二防偽識別特徵層022的第二基礎材料層023，所述第二防偽識別特徵層022中設有第二防偽標記圖案0221；所述第二複合微納識別層02具有與第一複合微納識別層01不同或相同的吸收率、透光率和反射率；外部的不同防偽入射光譜經過第一複合微納識別層01或第二複合微納識別層02折射及發射後的光源與所述第一防偽標記圖案0111或第二防偽標記圖案0221相互對照、映襯糅合，使從防偽微納模組1反射至防偽識別系統中的光源中包含逆向破解成本高昂的光譜編碼防偽信息。

所述第一微納結構層013中包括至少由一種材料構成的一個或一個以上的第一微納膜層0131，第一基礎材料層012中包括至少由一種材料構成的一個或一個以上的第一基礎膜層0121。

所述第二微納結構層021包括至少由一種材料構成的一個或一個以上的第二微納膜層0211，第二基礎材料層023中包括至少由一種材料構成的一個或一個以上的第二基礎膜層0231。

構成所述第一複合微納識別層01、第二複合微納識別層02、第三複合微納識別層03的材料包括金屬、半導體、非金屬材料、複合材料中的一種或一種以上；例如，第一複合微納識別層01採用矽或金屬鉻、銅及其它金屬或合金膜層或與其它材料的複合膜層，是不透明或部分透明狀的膜層，能夠與第二複合微納識別層02相互對照、映襯糅合產生光學反差對比；第二複合微納識別層02採用氧化矽與其它材料的複合膜層，是不透明、透明或半透明狀的膜層，能夠與第二複合微納識別層01和第三複合微納識別層03相互對照、映襯糅合產生光學反差對比；第三複合微納識別層03採用矽、金屬鉻、銅及其它金屬或合金膜層，其顏色可以與第一防偽識別特徵層01一樣或者不一樣，能夠與第二複合微納識別層02產生光學反差對比。

請參閱圖2所示，所述第一微納結構層013中包括由兩種材料構成的兩個第一微納膜層0131。

請參閱圖3所示，所述第一基礎材料層012中包括至由兩種材料構成的兩個第一基礎膜層0121。

請參閱圖4所示，所述第二微納結構層021中包括由兩種材料構成的兩個第二微納膜層0211。

請參閱圖5所示，所述第二基礎材料層023中包括由兩種材料構成的兩個第二基礎膜層0231，兩個第二基礎膜層0231中都加工有第二防偽標記圖案0221。

請參閱圖6所示，所述第一防偽標記圖案0111或第二防偽標記圖案0221包括數字、字符、文字、圖形標識、條形碼、二維碼、三維碼或陣列結構。

請參閱圖7所示，第一防偽標記圖案0111或第二防偽標記圖案0221的形狀包括凹凸的二維平面形狀、三維規則幾何體形狀或具有立體曲面的不規則立體形狀。

請參閱圖8所示，所述第二複合微納識別層02上還設有第三複合微納識別層03，所述第三複合微納識別層03中也設有至少一個第三微納結構層031和第三防偽識別特徵層032，第三防偽識別特徵層032加工於第三基礎材料層033中，所述第三防偽識別特徵層032中設有第三防偽標記圖案0321；所述第三微納結構層031中包括至少由一種材料構成的一個或一個以上的第三微納膜層0311，所述第三複合微納識別層03具有與第一複合微納識別層01或第二複合微納識別層02不同或相同的吸收率、透光率和反射率。通過如此重複操作，能夠根據需要在第三複合微納識別層03上再進行覆膜和特徵加工，能夠逐層層疊，加工出更多複合微納識別層的防偽微納模組1。

請參閱圖9所示，防偽微納模組1中設有第一複合微納識別層01、第二複合微納識別層02和第三複合微納識別層03，第一複合微納識別層01中的第一微納結構層013中包括兩個第一微納鍍層0131，第三複合微納識別層03中的第三基礎材料層033中兩個第三基礎膜層0331。

請參閱圖10所示，本發明的工作原理是：當一束防偽入射光照射到防偽微納模組1中透過率是20%的第二防偽識別特徵層022（即光從圖10所示左側第一層照入）時，20%的光線進入到第二微納結構層021，80%的光被反射至防偽識別系統中；20%的光線經過第二防偽識別特徵層022到第二微納結構層021後，剩下14%的光進入到第一微納結構層013表面，然後有4%的光被反射回第二防偽識別特徵層022後又有0.8%的光再被折射出防偽微納模組1、與80%的反射光混合成新的反射光；

從經過第二微納結構層021的光照射到不透明的第一微納結構層013時（第一微納結構層013可以為透明或不透明層），其中10%的光被反射後經過第二微納結構層021再回到第二防偽識別特徵層022中，有7%的光經過第二微納結構層021後再有1.4%的光折射出防偽微納模組1，1.4%的折射光再與80%的反射光、0.8%的折射光再混合一個新的反射光，構成編碼複雜的光學防偽信息；

光從圖10所示防偽微納模組1右側第一層照入時也是同樣工作原理，即防偽微納模組1雙面都能起到防偽作用；而現有技術中的防偽材料通常都只能一面設有起到防偽作用的防偽特徵面，現有技術中的防偽材料的特徵面貼在需要防偽的物品上使用時有一半的概率朝下、特徵面被擋住，特徵面被擋住時其防偽作用失效，致使現有技術中的防偽材料需要更多的組合使用才能具有更好的防偽作用，而本發明中的防偽微納模組1雙面防偽，而且能夠相互對照、映襯糅合更加複雜的圖案、光譜編碼，防偽性能卓越，不易被破解仿造。

隨著第一複合微納識別層01和第二複合微納識別層02中的第一、第二防偽識別特徵層011、022和第一、第二微納結構層013、021的增加，經過多層次的透射、反射後，從防偽微納模組1反射至防偽識別系統中的光源中包含編碼及其複雜的光譜編碼防偽信息，以現有的技術手段破解難度極大，造假者逆向破解分析和仿造不了。

圖1至圖7所示的防偽微納模組1的製備方法，其包括如下步驟：

1）基材製備：採用玻璃、PMMA、PC或不鏽鋼板製成待用的基材；

2）第一次覆膜：在基材的表面覆上一層過渡膜層，然後在過渡膜層的表面覆上第一基礎材料層012，所述覆膜包括噴塗、旋塗、點塗、刮塗、電鍍、印刷工藝，所述過渡膜層為活性材料膜組成的不透光或部分透光層，所述第一基礎材料層012中包括至少由一種不透明或部分透明材料構成的一個或一個以上的第一基礎膜層0121；

3）第一次防偽識別特徵層加工：通過掩膜工藝在第一基礎材料層012中加工出第一防偽標記圖案0111使其成為第一防偽識別特徵層011，其中所述掩膜材料包含正膠、負膠、不透明材料混合膠、透明或部分透明材料混合膠，所述加工方法包括化學法加工或物理法加工；

4）第二次覆膜：在第一複合微納識別層01中的第一防偽識別特徵層011上覆上第一微納結構層013，第一微納結構層013中包括至少由一種不透明或部分透明材料構成的一個或一個以上的第一微納膜層0131，然後在第一微納結構層013上覆上第二複合微納識別層02，所述第二複合微納識別層02中包括不透明或部分透明的第二微納結構層021和用於加工第二防偽識別特徵層022的第二基礎材料層023，第二微納結構層021包括至少由一種不透明或部分透明材料構成的一個或一個以上的第二微納膜層0211，第二基礎材料層023中包括至少由一種不透明或部分透明材料構成的一個或一個以上的第二基礎膜層0231；

5）第二次防偽識別特徵層加工：通過掩膜工藝在第二複合微納識別層02中的第二基礎材料層023中加工出第二防偽標記圖案0221使其成為第二防偽識別特徵層022，其中所述掩膜材料包含正膠、負膠、不透明材料混合膠、透明或部分透明材料混合膠，所述加工方法包括化學法加工或物理法加工，得到密集附著在基材上的所述防偽微納模組1；

6）萃取、收集：用萃取液把基材上的過渡膜層溶解，使基材上密集排列的所述防偽微納模組1剝離出來，一個個所述防偽微納模組1相互離散、游離狀懸浮在萃取液中，收集萃取液中游離狀懸浮的所述防偽微納模組1待用。

根據需要，在上述步驟5）第二次防偽識別特徵層加工後再進行第三次覆膜和第三次防偽識別特徵層加工，在第二複合微納識別層02上製備出第三複合微納識別層03；通過如此重複操作，能夠逐層層疊加工出如圖8及圖9所示的防偽微納模組1。

以上所述僅為本發明的實施例，並非因此限制本發明的專利範圍，凡是利用本發明說明書及附圖內容所作的等效結構變換，或直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理包括在本發明的專利保護範圍內。