專利名稱：具有蝶翅微觀結(jié)構(gòu)的材料的制備方法、圖章和壓印設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及防偽技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及ー種具有蝶翅微觀結(jié)構(gòu)的材料的制備方法、圖章和壓印設(shè)備。
背景技術(shù)：
假冒偽劣產(chǎn)品正日益成為社會發(fā)展的重大阻礙，嚴重影響了社會經(jīng)濟的秩序，并開始變成一個全球性問題。這嚴重挫傷了研究開發(fā)新技術(shù)人員的積極性，對他們的勞動成果構(gòu)成了嚴重的威脅。造假已經(jīng)造成了嚴重的經(jīng)濟損失，更嚴重的是造假進入藥品和食品行業(yè)，直接危害人民的生活健康，甚至生命安全。如果假冒盜版進入國防領(lǐng)域，那后果就更加難以設(shè)想，危害的就直接是整個國家和民族的安全。所以現(xiàn)在防偽技術(shù)的改進已刻不容緩?，F(xiàn)在比較常用的防偽技術(shù)，如水印防偽、磁性防偽、紫外線反光涂料等，但這些防偽技術(shù)隨著資訊的快速流通而被其他人員迅速破譯，很難起到高度的防偽效果。為提供獨一無ニ的防偽標志，我們可以向自然界學(xué)習(xí)。就像沒有完全相同的兩個指紋一般，ー些生物有著獨特的微觀結(jié)構(gòu)。拿蝴蝶來說，每一片蝶翅都具有唯一的結(jié)構(gòu)參數(shù)，我們?nèi)绻褂玫嶂瞥蓤D章，通過唯一的圖案及所按圖形的光學(xué)效果可以達到高度的防偽效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供ー種具有蝶翅微觀結(jié)構(gòu)的材料的制備方法、圖章和壓印設(shè)備，可以通過蝶翅上的圖案和光學(xué)效果達到高度的防偽效果。為達到上述目的，本發(fā)明提供ー種具有蝶翅微觀結(jié)構(gòu)的材料的制備方法，其特征在干，該制備方法包括以下步驟
選擇具有微觀結(jié)構(gòu)的蝶翅進行前處理；
前處理后用蒸餾水第一次清洗所述蝶翅；
將前處理后的所述蝶翅浸潰于含所需材料元素的相應(yīng)可溶性鹽溶液中；
用蒸餾水第二次清洗所述蝶翅；
干燥處理所述蝶翅；
將浸潰后的所述蝶翅根據(jù)所需材料的材質(zhì)的不同進行燒結(jié)；
隨密閉爐降溫至室溫后，取出制備所得材料；
其中，所述前處理步驟為將所述蝶翅置于室溫下無水こ醇、體積分數(shù)為6 20wt%HCl溶液、體積分數(shù)為6 20wt%Na0H溶液中的ー種溶液浸潰2 8h或幾種溶液中分別依次浸潰2^8h ;所述浸潰于可溶性鹽溶液的時間為2 24h，可溶性鹽溶液的濃度為5%至飽和；所述燒結(jié)步驟為將所述蝶翅放于所述密閉爐中，在真空或惰性氣體下將所述密閉爐內(nèi)的溫度從室溫升至50(Tl20(rC，然后在最高溫度保溫2 6h。較佳地，所述前處理為依次分別在無水こ醇、體積分數(shù)為6%的HCl溶液和體積分數(shù)為6%的NaOH溶液中浸潰2h。較佳地，所述可溶性鹽溶液優(yōu)選Fe (NO3) 3溶液或Al (NO3) 3溶液或Na2SiO3溶液。較佳地，所述可溶性溶液的濃度優(yōu)選室溫下的飽和濃度。較佳地，所述蝶翅在所述可溶性鹽溶液中浸潰的時間優(yōu)選8h，溫度優(yōu)選室溫。較佳地，所述干燥處理具體為所述蝶翅放置于空氣中，40°C下進行干燥處理2h。較佳地，所述蝶翅浸潰于所述可溶性鹽溶液為Fe(NO3)3溶液時，所述燒結(jié)的環(huán)境為在真空度為10_2Pa下以1°C /min升溫至800°C，并在800°C下保溫2h。較佳地，所述蝶翅浸潰于所述可溶性鹽溶液為Al (NO3)3溶液時，所述燒結(jié)的環(huán)境 為在N2環(huán)境下以1°C /min升溫至1000°C，并在1000°C下保溫2h。較佳地，所述蝶翅浸潰于所述可溶性鹽溶液為Na2SiO3溶液吋，所述燒結(jié)的環(huán)境為在Ar環(huán)境下以1°C /min升溫至700°C，并在700°C下保溫2h。為達到上述目的，本發(fā)明還相應(yīng)地提供ー種具有蝶翅微觀結(jié)構(gòu)的材料的圖章，所述圖章即為，使用ー種具有蝶翅微觀結(jié)構(gòu)的材料(即本發(fā)明提供的ー種具有蝶翅微觀結(jié)構(gòu)的材料的制備方法而得的材料)，來鑲嵌于Fe、Co、Ni等具有磁性塊體或網(wǎng)狀的基板上做成的，所述基板具有支撐作用。所述圖章可以根據(jù)要求制成任何宏觀形狀，所述形狀優(yōu)選圓形和方形。規(guī)則簡單幾何圖形對于制備起到簡化作用。為達到上述目的，本發(fā)明還相應(yīng)地提供ー種應(yīng)用具有蝶翅微觀結(jié)構(gòu)的材料的圖章的壓印設(shè)備，包括本發(fā)明提供的ー種具有蝶翅微觀結(jié)構(gòu)的材料的的圖章，所述圖章用于按章。較佳地，ー種具有蝶翅微觀結(jié)構(gòu)的材料的壓印設(shè)備還包括若干按鈕、支架、桌面、取章臺、墊臺、若干印章盒；其中所述若干按鈕并排安置在所述桌面上，所述支架、所述取章臺和所述墊臺設(shè)置所述桌面相應(yīng)的位置上，所述取章臺上設(shè)置所述若干印章盒，所述圖章放置于相應(yīng)的所述若干印章盒中。較佳地，所述支架包括直桿、支座、轉(zhuǎn)臺、橫桿、豎桿、連桿、電磁鐵和連件；其中，所述直桿固定連接在所述支座上，所述直桿通過所述支座活動連接到所述轉(zhuǎn)臺上，所述橫桿通過所述連桿活動連接所述直桿，所述豎桿通過所述連桿活動連接所述橫桿；所述電磁鐵通過所述連件與所述豎桿連接。所述轉(zhuǎn)臺可以帶動所述支架在360°內(nèi)旋轉(zhuǎn)；所述橫桿和所述豎桿分別通過所述連桿依次連接起來，在轉(zhuǎn)臺決定的平面內(nèi)任意角度旋轉(zhuǎn)。在所述墊臺下方放置ー磁鐵，使其極性與所述電磁鐵的極性同性相對，可以利用異性相斥的原理而實現(xiàn)無接觸式壓印，可以很好地保護印章，而不會被破壞。按章時預(yù)先在需按章的位置涂抹油墨或者其他涂料膠體。所述電磁鐵通過所述若干按鈕進行程序控制到達對應(yīng)的所述取章臺取所述圖章，并控制按章位置和按章時的力度。只要各部件能完成相應(yīng)地機械操作，制備時所用的材質(zhì)不加任何限制。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果如下
第一，本發(fā)明的制備具有一定強度的具有蝶翅微觀結(jié)構(gòu)的圖章材料的方法簡單易行，制備成本低，所需設(shè)備均為普通常見設(shè)備。第二，本發(fā)明的ー種具有上述圖章材料的印章。印章結(jié)構(gòu)精細，具有唯一性，并且可以通過控制按章的壓力，可以獲得不同光學(xué)效果的圖章，防偽效果優(yōu)良。第三，本發(fā)明的ー種利用這種圖章進行自動化按章的設(shè)備。設(shè)備設(shè)計精巧，能完成各種所需操作，并可以嵌入程序，進行自動化控制。使用帶磁性的壓印涂料，可以實現(xiàn)無接觸式壓印。


圖I是本發(fā)明的制備方法的流程圖； 圖2是本發(fā)明的圖章的截面 圖3是本發(fā)明的壓印設(shè)備的示意 圖4是本發(fā)明的壓印設(shè)備的部分截面 圖5是本發(fā)明制備所得材料為具有菜粉蝶微觀結(jié)構(gòu)的Fe的SEM 圖6是本發(fā)明制備所得材料為具有鶴頂粉蝶微觀結(jié)構(gòu)的Al2O3的SEM 圖7是本發(fā)明制備所得材料為具有裳鳳蝶微觀結(jié)構(gòu)的SiO2的SEM圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作出詳細的說明，但下述實施列并非用于限定本發(fā)明。圖I是本發(fā)明的制備方法的流程圖；圖5是本發(fā)明制備所得材料為具有菜粉蝶微觀結(jié)構(gòu)的Fe的SEM圖；圖6是本發(fā)明制備所得材料為具有鶴頂粉蝶微觀結(jié)構(gòu)的Al2O3的SEM圖；圖7是本發(fā)明制備所得材料為具有裳鳳蝶微觀結(jié)構(gòu)的SiO2的SEM圖。請參考圖1，圖5，圖6和圖7，ー種具有蝶翅微觀結(jié)構(gòu)的材料23的制備方法，該制備方法包括以下步驟
Si:選擇具有微觀結(jié)構(gòu)的蝶翅進行前處理；
52:前處理后用蒸餾水第一次清洗蝶翅；
53:將前處理后的蝶翅浸潰于含所需材料23元素的相應(yīng)可溶性鹽溶液中；
54:用蒸餾水第二次清洗蝶翅；
55:干燥處理蝶翅；
56:將浸潰后的蝶翅根據(jù)所需材料23的材質(zhì)的不同進行燒結(jié)；
57:隨密閉爐降溫至室溫后，取出制備所得材料23 ；
其中，所述前處理步驟為將所述蝶翅置于室溫下無水こ醇、體積分數(shù)為6 20wt%HCl溶液、體積分數(shù)為6 20wt%Na0H溶液中的ー種溶液浸潰2 8h或幾種溶液中分別依次浸潰2^8h ;所述浸潰于可溶性鹽溶液的時間為2 24h，可溶性鹽溶液的濃度為5%至飽和；所述燒結(jié)步驟為將所述蝶翅放于所述密閉爐中，在真空或惰性氣體下將所述密閉爐內(nèi)的溫度從室溫升至500 1200で，然后在最高溫度保溫2 6h?？扇苄喳}溶液優(yōu)選Fe (NO3) 3溶液或Al (NO3) 3溶液或Na2SiO3溶液。
可溶性溶液的濃度優(yōu)選室溫下的飽和濃度。蝶翅在可溶性鹽溶液中浸潰的時間優(yōu)選8h，溫度優(yōu)選室溫。第二次清洗后還包括步驟蝶翅放置于空氣中，40°C下進行干燥處理2h。請參見圖5，將菜粉蝶浸潰于Fe (NO3) 3溶液8h，干燥后，將其在真空度為KT2Pa下以1°C /min升溫至800°C，并在800°C下保溫2h，隨后隨爐降溫。則制備所得材料23為具有菜粉蝶微觀結(jié)構(gòu)的Fe。請參見圖6，將鶴頂粉蝶浸潰于Al (NO3) 3溶液8h，干燥后，將其在真空度為N2環(huán)境下以1°C /min升溫至1000°C，并在1000°C下保溫2h，隨后隨爐降溫。則制備所得材料23為具有鶴頂粉蝶微觀結(jié)構(gòu)的Al2O315 請參見圖7，將裳鳳蝶浸潰于Na2SiO3溶液8h，干燥后，將其在真空度為Ar環(huán)境下以1°C /min升溫至700°C，并在700°C下保溫2h，隨后隨爐降溫。根據(jù)鹽溶液的不同采用不同的表面活性劑處理，以增加浸潰效果。則制備所得材料23為具有裳鳳蝶微觀結(jié)構(gòu)的Si02。圖2是本發(fā)明的圖章22的截面圖。請參考圖2，ー種具有蝶翅微觀結(jié)構(gòu)的材料23的圖章22，圖章22為使用ー種具有蝶翅微觀結(jié)構(gòu)的材料23(即本發(fā)明提供的ー種具有蝶翅微觀結(jié)構(gòu)的材料的制備方法而得的材料23),鍵嵌于Fe、Co、Ni等具有磁性塊體或網(wǎng)狀的基板24上做成的，基板24具有支撐作用。圖3是本發(fā)明的壓印設(shè)備的示意圖；圖4是本發(fā)的壓印設(shè)備的部分截面圖。參見圖2、圖3和圖4，ー種具有蝶翅微觀結(jié)構(gòu)的材料23的壓印設(shè)備，包括圖章22，按鈕1、2、3、支架、桌面14、取章臺15、墊臺13和印章盒16、17、18 ;其中按鈕1、2、3并排安置在桌面14上,支架6、取章臺15和墊臺13設(shè)置桌面14相應(yīng)的位置上,取章臺15上設(shè)置印章盒16、17、18，圖章22放置于相應(yīng)的印章盒16、17、18中。支架包括直桿6、支座5、轉(zhuǎn)臺4、橫桿7、豎桿10、連桿8、9、電磁鐵12和連件11 ;其中，直桿6固定連接在支座5上，直桿6通過支座5活動連接到轉(zhuǎn)臺4上，橫桿7通過連桿8、9活動連接直桿6，豎桿10通過連桿8、9活動連接橫桿7 ；電磁鐵12通過連件11與豎桿10連接。轉(zhuǎn)臺4可以帶動支架6在360°內(nèi)旋轉(zhuǎn)；橫桿7和豎桿10分別通過連桿8、9依次連接起來，在轉(zhuǎn)臺4決定的平面內(nèi)任意角度旋轉(zhuǎn)。在墊臺13下方放置ー磁鐵，使其極性與電磁鐵12的極性同性相對，可以利用異性相斥的原理而實現(xiàn)無接觸式壓印，可以很好地保護印章，而不會被破壞。按章時預(yù)先在需按章的位置涂抹涂料21，涂料21可為油墨或其他涂料膠體。具體如下
墊臺13置于磁鐵19上，需要壓印的物體20放在墊臺13上，在需壓印的物體20上涂抹涂料21。三個按鈕1、2、3分別對應(yīng)于取章臺15的三個印章盒16、17、18，在程序的控制下，電磁鐵12將靠近對應(yīng)的印章盒16、17、18，然后通電而使電磁鐵12帶電，吸取圖章22，；然后再轉(zhuǎn)向墊臺13，在設(shè)定的位置上按設(shè)定的壓カ進行蓋章；壓印時，當(dāng)圖章22靠近涂料21吋，由于電磁鐵12與磁鐵19同性相斥，導(dǎo)致圖章22與涂料21之間產(chǎn)生壓力作用，圖章22的微觀結(jié)構(gòu)通過無接觸式的方式壓印在涂料21上。等涂料21固化穩(wěn)定后，移開圖章22，完成壓印操作。綜上所述，ー種具有蝶翅微觀結(jié)構(gòu)的材料的制備方法、圖章和壓印設(shè)備。，圖章有著精細唯一的微觀結(jié)構(gòu)，而且蓋章時能夠根據(jù)壓カ的大小達到所按的章具有不同的光學(xué)效應(yīng)，起到優(yōu)異的防偽效果。設(shè)備可以實現(xiàn)完全的自動化，精確控制按章的位置與力度。在墊臺下方放置ー磁鐵，使其與電磁鐵同性相対，則可以在排斥力的作用下實現(xiàn)無接觸式壓印。在多重程序的控制下可以實現(xiàn)圖章在壓印時的任意組合，多次進行壓印而達到更高的保密防偽效果。
對本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明的實質(zhì)范圍內(nèi)，對上述實施例進行適當(dāng)?shù)奶鎿Q或修改都將落在本發(fā)明權(quán)利要求的范圍內(nèi)。示例性的實施僅僅是例證性的，而不是對本發(fā)明的限定，本發(fā)明的范圍由所附的權(quán)利要求所定義。
權(quán)利要求
1.ー種具有蝶翅微觀結(jié)構(gòu)的材料的制備方法，其特征在干，該制備方法包括以下步驟 選擇具有微觀結(jié)構(gòu)的蝶翅進行前處理； 前處理后用蒸餾水第一次清洗所述蝶翅； 將前處理后的所述蝶翅浸潰于含所需材料元素的相應(yīng)可溶性鹽溶液中； 用蒸餾水第二次清洗所述蝶翅； 干燥處理所述蝶翅； 將浸潰后的所述蝶翅根據(jù)所需材料的材質(zhì)的不同進行燒結(jié)； 隨密閉爐降溫至室溫后，取出制備所得材料； 其中，所述前處理步驟為將所述蝶翅置于室溫下無水こ醇、體積分數(shù)為6 20wt%HCl溶液、體積分數(shù)為6 20wt%Na0H溶液中的ー種溶液浸潰2 8h或幾種溶液中分別依次浸潰2^8h ;所述浸潰于可溶性鹽溶液的時間為2 24h，可溶性鹽溶液的濃度為5%至飽和；所述燒結(jié)步驟為將所述蝶翅放于所述密閉爐中，在真空或惰性氣體下將所述密閉爐內(nèi)的溫度從室溫升至500 1200で，然后在最高溫度保溫2 6h。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的具有蝶翅微觀結(jié)構(gòu)的材料的制備方法，其特征在于，所述前處理為依次分別在無水こ醇、體積分數(shù)為6%的HCl溶液和體積分數(shù)為6%的NaOH溶液中浸潰2h。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的具有蝶翅微觀結(jié)構(gòu)的材料的制備方法，其特征在于，所述可溶性鹽溶液是Fe (NO3) 3溶液或Al (NO3) 3溶液或Na2SiO3溶液。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的具有蝶翅微觀結(jié)構(gòu)的材料的制備方法，其特征在于，所述可溶性溶液的濃度優(yōu)選室溫下的飽和濃度。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的具有蝶翅微觀結(jié)構(gòu)的材料的制備方法，其特征在于，所述蝶翅在所述可溶性鹽溶液中浸潰的時間優(yōu)選8h，溫度優(yōu)選室溫。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的具有蝶翅微觀結(jié)構(gòu)的材料的制備方法，其特征在于，所述干燥處理具體為所述蝶翅放置于空氣中，40°C下進行干燥處理2h。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有蝶翅微觀結(jié)構(gòu)的材料的制備方法，其特征在于，所述蝶翅浸潰于所述可溶性鹽溶液為Fe (NO3)3溶液時，所述燒結(jié)的環(huán)境為在真空度為10_2Pa下以I0C /min升溫至800°C，并在800°C下保溫2h。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有蝶翅微觀結(jié)構(gòu)的材料的制備方法，其特征在于，所述蝶翅浸潰于所述可溶性鹽溶液為Al (NO3) 3溶液時，所述燒結(jié)的環(huán)境為在N2環(huán)境下以IV /min升溫至1000°C，并在1000°C下保溫2h。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有蝶翅微觀結(jié)構(gòu)的材料的制備方法，其特征在于，所述蝶翅浸潰于所述可溶性鹽溶液為Na2SiO3溶液時，所述燒結(jié)的環(huán)境為在Ar環(huán)境下以1°C /min升溫至700°C，并在700°C下保溫2h。
10.ー種具有蝶翅微觀結(jié)構(gòu)的材料的圖章，其特征在于所述圖章即為使用權(quán)利要求I所述的材料鑲嵌于具有磁性塊體或網(wǎng)狀的基板上做成的。
11.ー種應(yīng)用權(quán)項10的所述圖章的壓印設(shè)備，其特征在于包括權(quán)利要求10所述的圖章，所述圖章用于按章。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的具有蝶翅微觀結(jié)構(gòu)的材料的壓印設(shè)備，其特征在于還包括若干按鈕、支架、桌面、取章臺、墊臺、若干印章盒； 其中所述若干按鈕并排安置在所述桌面上，所述支架、所述取章臺和所述墊臺設(shè)置所述桌面相應(yīng)的位置上，所述取章臺上設(shè)置所述若干印章盒，所述圖章放置于相應(yīng)的所述若干印章盒中。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的具有蝶翅微觀結(jié)構(gòu)的材料的壓印設(shè)備其特征在于所述支架包括直桿、支座、轉(zhuǎn)臺、橫桿、豎桿、連桿、電磁鐵和連件； 其中，所述直桿固定連接在所述支座上，所述直桿通過所述支座活動連接到所述轉(zhuǎn)臺上，所述橫桿通過所述連桿活動連接所述直桿，所述豎桿通過所述連桿活動連接所述橫桿；所述電磁鐵通過所述連件與所述豎桿連接。·
全文摘要
一種具有蝶翅微觀結(jié)構(gòu)的材料的制備方法、圖章和壓印設(shè)備。制備方法包括選擇具有微觀結(jié)構(gòu)的蝶翅進行前處理；將前處理后的所述蝶翅浸漬于含所需材料元素相應(yīng)的可溶性鹽溶液中；將浸漬后的所述蝶翅根據(jù)所需材料的不同進行相應(yīng)的高溫制度燒結(jié)。所述圖章具有精細唯一的微觀結(jié)構(gòu)，而且蓋章時能夠壓力大小的不同會使所按的章具有不同的光學(xué)效應(yīng)，因而起到優(yōu)異的防偽效果。而且，設(shè)備若使用程序控制，則可以實現(xiàn)完全的自動化，精確控制按章的位置與力度。在墊臺下方放置一磁鐵，使其與電磁鐵同性相對，則可以在排斥力的作用下實現(xiàn)無接觸式壓印。在多重程序的控制下可以實現(xiàn)圖章在壓印時的任意組合，多次進行壓印而達到更高的保密防偽效果。
文檔編號B41K1/00GK102717613SQ2012100948
公開日2012年10月10日 申請日期2012年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月31日
發(fā)明者何昭文, 張旺, 張荻, 汪萬林 申請人:上海交通大學(xué)