一种基于结构色变化的防伪方法技术

本发明专利技术公开了一种基于结构色亮度变化的防伪方法。利用喷墨打印机将含有单分散纳米微球的分散液打印在纸张上，纳米微球在纸张上排列组装得到短程有序。长程无序的微观结构，该结构与光相互作用，可以观察到亮丽的结构色，实现图案的显示，改变观察角度，结构色亮度降低，图案或快速响应矩阵码得到隐藏。该方法简单方便，不需外界刺激，快速实现防伪。

Anti fake method based on structural color change

The invention discloses an anti-counterfeiting method based on structural color brightness change. Using inkjet printer, the dispersion of monodisperse nanoparticles is printed on the paper, and the microspheres are arranged on paper to obtain short-range order. The disordered microstructure of long range, the structure and optical interaction, can observe the structure color bright, display pattern, change the viewing angle, structure color brightness is reduced, the pattern or quick response code was hidden. The method is simple and convenient, and the anti-counterfeiting can be realized quickly without external stimulation.

【技术实现步骤摘要】
一种基于结构色变化的防伪方法
本专利技术涉及图案的防伪领域，特别涉及一种基于结构色变化的防伪方法。
技术介绍
结构色是由光与物质的微观结构相互作用产生的，该相互作用包括光的散射、干涉和衍射，具有方向性，在不同的角度观察，颜色有可能不同。目前，利用结构色实现防伪的方法主要包括两类：一类是刻蚀技术制备响应性聚合物膜，通过外界刺激实现防伪；另一类是通过喷墨打印技术将单分散纳米粒子打印在预处理过的玻璃、聚二甲基硅氧烷等基质材料上。前者制备工艺复杂，且制备的防伪图案内部为流动相，限制了其使用(AdvancedFunctionalMaterials,2014,24(41):6430-6438.)，后者使用的打印设备价格昂贵，且基质材料需要经过预处理，另外要通过改变背景或者光源强度才能够实现防伪(Chemistry–AnAsianJournal,2016,11(19):2680-2685.)。因此，有必要开发一种操作简单方便且使所用设备价格低廉的具有一定普适性的基于结构色变化实现防伪的方法。该方法利用高折射微球，通过喷墨打印技术，使其在纸上沉积得到短程有序长程无序的微观结构。并且，由于不同粒径的纳米微球具有相似的本体色，所以用含有不同粒径的纳米微球墨水打印图案的不同部位，当观察角度与入射光角度相接近时，可以观察到亮丽的结构色图案，而当观察角度与入射光角度偏离时，结构色的亮度降低，此时本体色的亮度大于结构色的亮度，故观察不到结构色，进而实现图案的隐藏与显示。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种新的利用结构色亮度变化实现防伪的方法，基质材料无需进行预处理，且所用喷墨打印设备为喷墨打印机，价格低廉，打印出来的图案以固态形式存在，便于使用。另外，实现防伪的过程不需要对图案施加外力，不会发生形变，因为微观结构不会发生改变。故此方法实用性强。为解决上述技术问题，本专利技术采用的一个技术方案是：一种基于结构色变化的防伪方法，利用喷墨打印技术将含有折射率大于2的单分散纳米胶体微球的墨水打印在纸张上，使其在纸张上均匀沉积，得到结构色图案，通过改变观察角度，实现图案的隐藏与显示。进一步地，在上述技术方案中，利用喷墨打印机使单分散的纳米粒子分散液在基质材料上均匀沉积，纳米粒子进行排列组装，呈短程有序，长程无序的微观结构。进一步地，在上述技术方案中，所述单分散亚微米胶体微球为硫化镉(CdS)，氧化亚铜(Cu2O)，二氧化钛(TiO2)，硫化锌(ZnS)的一种。进一步地，在上述技术方案中，所述单分散胶体微球粒径范围为90～400nm。进一步地，在上述技术方案中，将不同粒径的纳米微球分别配置成墨水，图案的不同部位用不同的墨水进行打印。进一步地，在上述技术方案中，当观察角度与入射光角度接近时，可以观察到亮丽的结构色图案，当观察角度与入射光角度偏离时，结构色图案消失。进一步地，在上述技术方案中，所述分散液中的溶剂为乙醇，乙二醇，甘油，水中的两种或几种。进一步地，在上述技术方案中，所述的基质材料为铜版纸、RC相纸和高光相纸中的一种。进一步地，在上述技术方案中，所述单分散胶体粒子的含量为5～30wt％。进一步地，在上述技术方案中，所述图案为计算机软件设计的普通图案和快速响应矩阵码。进一步地，在上述技术方案中，所述打印机为喷墨打印机，无特殊要求。本专利技术提供一种由上述方法制备得到各种形式的隐藏图案和快速响应矩阵码等防伪标签。专利技术有益效果本专利技术利用喷墨打印机，将纳米粒子的分散液均匀沉积在纸张表面，使纳米粒子排列组装得到短程有序、长程无序的微观结构，这样的微观结构通过与光的相互作用，得到亮丽的结构色，改变观察角度，结构色的亮度发生变化，进而实现图案的隐藏与显示，在防伪和信息加密方面具有较大的实用性。附图说明图1a为实施例1中图案的隐藏数码照片图，整个图案全部为黄色；图1b为实施例1中图案的显示数码照片图，左上角的蝴蝶为红色，右下角的蝴蝶为绿色，其余部分均为黄色；图2a-b为实施例2中快速响应矩阵码的隐藏时的数码照片图，整个图案全部为黄色；图2c-d为实施例2中快速响应矩阵码的显示时的数码照片图，c图可以观察到红色的二维码，其余部分是黄色；d图观察到的是绿色的二维码，其余部分是黄色。具体实施方式下面结合附图对本专利技术中的较佳实施例进行阐述，使本专利技术能够更好地被本领域技术研究人员理解，从而对本专利技术的保护范围做出清晰明确的界定。实施例1基于结构色亮度变化的图案的隐藏与显示。首先制备单分散CdS胶体微球，具体制备方法如下：称取6g聚乙烯吡咯烷酮粉末(PVP)，加入150mL二乙二醇溶液内，再加入摩尔比为1的硝酸镉和硫脲粉末，搅拌至所有粉末完全溶解。将溶液加热至150～160℃，保温反应5h后自然冷却至室温，将产物离心后用乙醇和水洗3次，干燥研磨。称取一定量单分散CdS微球粉末，加入水和无水乙醇，配制成浓度为12wt％的分散液，其中水和乙醇的质量比为6：1，超声20min，装于墨盒内。通过计算机软件设计出带有两只蝴蝶的图案，将计算机与打印机相连。利用喷墨打印机将墨水打印在高光相纸上，实验条件为室温，得到可隐藏可显示的图案。实施例2基于结构色亮度变化的快速响应矩阵码的防伪应用。使用实施例1中的墨水，通过计算机软件设计生成一个快速响应矩阵码，利用喷墨打印机将矩阵码在高光相纸上打印，得到可隐藏可显示的快速响应矩阵码，并且当可以观察到亮丽结构色时，该矩阵码可以扫描并且得到链接。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于结构色变化的防伪方法，利用喷墨打印技术将含有折射率大于2的单分散纳米胶体微球的墨水打印在纸张上，使其在纸张上均匀沉积，得到结构色图案，通过改变观察角度，实现图案的隐藏与显示。

【技术特征摘要】
1.一种基于结构色变化的防伪方法，利用喷墨打印技术将含有折射率大于2的单分散纳米胶体微球的墨水打印在纸张上，使其在纸张上均匀沉积，得到结构色图案，通过改变观察角度，实现图案的隐藏与显示。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的单分散纳米胶体微球选自硫化镉，氧化亚铜，二氧化钛或硫化锌中的一种，所述的单分散纳米胶体微球的粒径为90nm～400nm。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，配置不同粒径的胶体微球墨水，图案的不同部位用不同的墨水打印。4.根据权利要求1所述的方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：武素丽，常杰，刘宝琦，张淑芬，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21