專利名稱：一種應(yīng)用隨機微觀三維結(jié)構(gòu)圖形的防偽方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種防偽技術(shù)，尤其是涉及一種將隨機微觀三維結(jié)構(gòu)圖形應(yīng)用于產(chǎn)品的防偽 方法。
背景技術(shù)：
目前市場上的防偽產(chǎn)品主要有防偽標識、防偽材料、結(jié)構(gòu)與包裝防偽技術(shù)產(chǎn)品和生物識 別特征防偽技術(shù)產(chǎn)品等，但是很多防偽產(chǎn)品的制造設(shè)備昂貴，或者一些產(chǎn)品防偽程度低，比 較容易仿造(如激光防偽等)，可靠性低。
基于電液動力學(xué)機制，電極間距為微米級平行極板間的高分子薄層液體(如光刻膠， PDMS， PS和PMMA等)在強電場作用下產(chǎn)生波動不穩(wěn)定，冷卻后可形成隨機微觀三維結(jié)構(gòu) 圖形(E. Schaffer, T. Thum-Albrecht, T. P. Russell and U. Steiner. Europhys. Lett. 2001, 53(4): 518-524)。科研人員對負極進行光刻圖形化后利用該方法實現(xiàn)圖案轉(zhuǎn)移(1. E. Schaffer, T. Thurn-Albrecht, T. P. Russell and U. Steiner. Nature 2000, 403: 874-877; 2. Stephen Y. Chou and Lei Zhuang. J. Vac. Sci. Technol. B 1999,17(6): 3197)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種有別于二維的自然紋理防偽產(chǎn)品，制造方法簡單，仿造難度 大的應(yīng)用隨機微觀三維結(jié)構(gòu)圖形的防偽方法。
本發(fā)明所述隨機微觀三維結(jié)構(gòu)圖形是指所產(chǎn)生的三維結(jié)構(gòu)圖形是隨機的，圖形結(jié)構(gòu)尺寸 在幾微米到幾十微米，高度為數(shù)微米以內(nèi)。
本發(fā)明包括以下步驟
1) 在平板正電極上表面旋涂微米或亞微米級的高分子液體后干燥，得到高分子薄膜；
2) 將三角形楔體置于高分子薄膜上，將平板負電極平行放在三角形楔體上；
3) 將平板正電極和平板負電極分別連接直流電壓源的正負電極；
4) 加熱樣品，開啟電壓源，并調(diào)節(jié)平板正電極與平板負電極之間的間隙，使場強至 107~108r/m，高分子薄層液體產(chǎn)生明顯的不穩(wěn)定波動，形成隨機微觀三維結(jié)構(gòu)圖形；
5) 冷卻后關(guān)閉電壓源；
6) 剝離平板負電極和三角形楔體后確定隨機微觀三維結(jié)構(gòu)圖形的觀察位置并作上標志；7) 放大攝影，對準標志區(qū)域放大到50 400倍，拍攝圖形并將其存入聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)庫；
8) 按照査詢方式說明，顧客對附在產(chǎn)品上的平板正電極標志處的三維結(jié)構(gòu)圖形觀察后， 聯(lián)網(wǎng)登錄到數(shù)據(jù)庫進行圖形比對，確定產(chǎn)品的真?zhèn)巍?br> 三角形楔體用于調(diào)節(jié)間隙大小。
所述加熱樣品的溫度最好略高于該高分子薄膜的玻璃化溫度，所述使場強至 107 ~1087/附后最好保持溫度和電壓不變至少10min。 所述冷卻后關(guān)閉電壓源的溫度最好為30°C。
本發(fā)明將極小電極間距間隙中的一定高度高分子薄層液體在強電場作用下可產(chǎn)生的隨機 微觀三維結(jié)構(gòu)圖形在定點區(qū)域放大拍攝并將圖像存入計算機。鑒定時顯微鏡觀察待檢物品的 微觀結(jié)構(gòu)圖形，按照防偽說明聯(lián)網(wǎng)獲取相應(yīng)的圖像并進行比對。每個三維結(jié)構(gòu)圖形都是隨機 的，獨特的，而且可以反復(fù)多次鑒定。將本發(fā)明應(yīng)用于防偽領(lǐng)域，鑒定設(shè)備簡單，易于操作， 成本低，仿造難度極大。
隨機微觀三維結(jié)構(gòu)圖形產(chǎn)生所需的材料和裝置有高分子液體、平板正電極、三角形楔體、 平板負電極、直流電壓源和加熱爐。平板正電極上表面和平板負電極下表面平整光滑且導(dǎo)電 性良好；平板正電極上表面旋涂高分子液體形成亞微米的高分子薄膜后干燥。平板正負電極 間距由絕緣的三角形楔體來調(diào)節(jié)。直流電壓源的正負極分別連接平板正負極。將平板正電極、 高分子薄膜、三角形楔體和平板負電極置于加熱爐中加熱到略高于該高分子薄膜玻璃轉(zhuǎn)化溫 度后保持十分鐘以上，確保固態(tài)高分子薄膜形成高分子薄層液體。開啟直流電壓源，調(diào)節(jié)電 壓使兩個平板電極間隙中的場強達到107 108￥/111左右時，高分子薄層液體產(chǎn)生明顯的不穩(wěn) 定波動，形成隨機微觀三維結(jié)構(gòu)圖形。保持一段時間后，停止加熱，冷卻至低于玻璃轉(zhuǎn)化溫 度30。C以上后斷開電源，得到固化后的隨機微觀三維結(jié)構(gòu)圖形。
將平板負電極剝離后在平板正電極上隨機微觀三維結(jié)構(gòu)圖形的某一確定位置做一標記， 用顯微鏡將標記處的清晰隨機三維結(jié)構(gòu)圖形的圖像保存在數(shù)據(jù)庫中，并在數(shù)據(jù)庫中說明圖形 放大的倍數(shù)。顧客對附在產(chǎn)品上的平板正電極標志處的三維結(jié)構(gòu)圖形按照產(chǎn)品上標明的倍數(shù) 放大觀察后，聯(lián)網(wǎng)與數(shù)據(jù)庫中對應(yīng)的圖形比對，確定產(chǎn)品的真?zhèn)巍?br>

圖l為本發(fā)明實施例制備隨機微觀三維結(jié)構(gòu)圖形裝置的結(jié)構(gòu)組成示意圖。 圖2為本發(fā)明實施例的實驗結(jié)果不同位置各種隨機微觀三維結(jié)構(gòu)圖形的電鏡圖。在圖2中， A F代表6種不同位置的隨機微觀三維結(jié)構(gòu)圖形的電鏡圖。
具體實施方式
圖1給出本發(fā)明實施例制備隨機微觀三維結(jié)構(gòu)圖形裝置的結(jié)構(gòu)組成示意圖，制備隨機微 觀三維結(jié)構(gòu)圖形裝置設(shè)有平板正電極l、高分子薄膜2、三角形楔體3、平板負電極4、直流 電壓源5和加熱爐(圖中未示出)。平板正電極l作為高分子薄膜的載體；高分子薄膜2是將 高分子液體(如光刻膠1805)經(jīng)過高速旋轉(zhuǎn)平臺均勻旋涂在平板正電極上表面后干燥得到的， 厚度一般為幾百納米(本實施例為580nm)。三角形楔體3置于高分子薄膜2之上，用于調(diào)節(jié) 高分子薄膜與平板負電極4之間的間距，間距的大小對應(yīng)微觀三維結(jié)構(gòu)圖形的高度。平板負 電極4設(shè)在三角形楔體3上，且平板負電極4與平板正電極1平行。直流電壓源5用于產(chǎn)生 強電場，直流電壓源5的正極接平板正電極1，直流電壓源5的負極接平板負電極4;平板正 電極l、高分子薄膜2、三角形楔體3、平板負電極4和直流電壓源5平放在加熱爐中加熱， 使爐內(nèi)溫度(如17(TC)能略高于高分子玻璃轉(zhuǎn)化溫度且保持恒定。
三角形楔體3采用表面光滑的絕緣體(如石英玻璃等)。
平板正電極1上表面與平板負電極4下表面要平整光滑，且導(dǎo)電性良好。平板正電極1 與平板負電極4的間距為微米級。
直流電壓源5在平板正電極1與平板負電極4之間間隙產(chǎn)生的電場強度約為
107~108F/m。該電場使得玻璃化后的高分子薄層液體產(chǎn)生不穩(wěn)定，出現(xiàn)大量的隨機突起， 隨后與平板負電極4下表面接觸，形成隨機微觀三維結(jié)構(gòu)圖形。
加熱爐加熱并保持溫度數(shù)小時后冷卻至室溫使得隨機微觀三維結(jié)構(gòu)圖形固化。 將固化后的三維結(jié)構(gòu)圖形從平板負電極剝離，并將三維結(jié)構(gòu)圖形附著的平板正電極上制 定區(qū)域作一標志，用顯微鏡將標志處的清晰隨機三維結(jié)構(gòu)圖形的圖像以特定的名稱保存在數(shù) 據(jù)庫中。顧客對附在產(chǎn)品上的平板正電極標志處的三維結(jié)構(gòu)圖形觀察后，按照査詢方式說明， 聯(lián)網(wǎng)登錄到數(shù)據(jù)庫進行圖形比對，確定產(chǎn)品的真?zhèn)巍?br> 該防偽方法可以應(yīng)用于價值相對較高的產(chǎn)品，如酒類、名牌香煙和電子消費產(chǎn)品等領(lǐng)域。 圖2給出本發(fā)明實施例的實驗結(jié)果不同位置各種隨機微觀三維結(jié)構(gòu)圖形的電鏡圖。過程 如下將光刻膠1805旋涂(旋涂速度3800rpm/min)在平整的正極硅片上，90。C固化后放上 絕緣石英三角形楔體，再在三角形楔體上放置平整的硅片負極，間距調(diào)整為3微米；置于SX2 箱式加熱爐(上海圣欣科儀有限公司，0 1200'C)中開始加熱到170'C并保持恒定；正負極施 加163V直流電壓，持續(xù)時間8h;加熱爐冷卻至室溫后斷開電壓；將正負極剝離，將正極上 的圖形結(jié)構(gòu)放到XL30電子顯微鏡中觀察，得到圖2中A F所示的不同位置各種隨機微觀三 維結(jié)構(gòu)圖形。
權(quán)利要求
1. 一種應(yīng)用隨機微觀三維結(jié)構(gòu)圖形的防偽方法，其特征在于包括以下步驟1)在平板正電極上表面旋涂微米或亞微米級的高分子液體后干燥，得到高分子薄膜；2)將三角形楔體置于高分子薄膜上，將平板負電極平行放在三角形楔體上；3)將平板正電極和平板負電極分別連接直流電壓源的正負電極；4)加熱樣品，開啟電壓源，并調(diào)節(jié)平板正電極與平板負電極之間的間隙，使場強至107～108V/m，高分子薄層液體產(chǎn)生明顯的不穩(wěn)定波動，形成隨機微觀三維結(jié)構(gòu)圖形；5)冷卻后關(guān)閉電壓源；6)剝離平板負電極和三角形楔體后確定隨機微觀三維結(jié)構(gòu)圖形的觀察位置并作上標志；7)放大攝影，對準標志區(qū)域放大到50～400倍，拍攝圖形并將其存入聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)庫；8)按照查詢方式說明，顧客對附在產(chǎn)品上的平板正電極標志處的三維結(jié)構(gòu)圖形觀察后，聯(lián)網(wǎng)登錄到數(shù)據(jù)庫進行圖形比對，確定產(chǎn)品的真?zhèn)巍?br> 2. 如權(quán)利要求l所述的一種應(yīng)用隨機微觀三維結(jié)構(gòu)圖形的防偽方法，其特征在于所述加 熱樣品的溫度高于高分子薄膜的玻璃化溫度。
3. 如權(quán)利要求l所述的一種應(yīng)用隨機微觀三維結(jié)構(gòu)圖形的防偽方法，其特征在于所述使場強至107 1087/附后保持溫度和電壓不變至少10min。
4. 如權(quán)利要求l所述的一種應(yīng)用隨機微觀三維結(jié)構(gòu)圖形的防偽方法，其特征在于所述冷 卻后關(guān)閉電壓源的溫度為30°C。
全文摘要
一種應(yīng)用隨機微觀三維結(jié)構(gòu)圖形的防偽方法，涉及一種防偽技術(shù)。提供一種有別于二維的自然紋理防偽產(chǎn)品，制造方法簡單，仿造難度大的應(yīng)用隨機微觀三維結(jié)構(gòu)圖形的防偽方法。在平板正電極上表面旋涂高分子液體得高分子薄膜；將三角形楔體置薄膜上，將平板負電極放在楔體上；加熱樣品，開啟電壓源，調(diào)節(jié)平板正負電極之間的間隙，形成隨機微觀三維結(jié)構(gòu)圖形；冷卻后關(guān)閉電壓源；剝離平板負電極和楔體后確定隨機微觀三維結(jié)構(gòu)圖形的觀察位置并作上標志；放大攝影，對準標志區(qū)域放大到50～400倍，拍攝圖形并將其存入聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)庫；按查詢說明，對附在產(chǎn)品上的平板正電極標志處的三維結(jié)構(gòu)圖形觀察后，聯(lián)網(wǎng)登錄到數(shù)據(jù)庫進行圖形比對，確定產(chǎn)品的真?zhèn)巍?br> 文檔編號G09F3/02GK101546496SQ200910111570
公開日2009年9月30日 申請日期2009年4月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月23日
發(fā)明者吳德志, 孫道恒, 王凌云 申請人:廈門大學(xué)