CN104680216B - 二维码防伪标签及其印刷方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于防伪技术领域，具体涉及一种二维码防伪标签及其印刷方法。二维码防伪标签是由以下方法制得：①制备不同颜色的珠光微珠，珠光微珠的粒径为0.1‑3毫米，②在以树脂为主要成分的油墨中加入步骤①制得的珠光微珠，混合后得到用于印刷二维码防伪标签的专用油墨，珠光微珠的使用量是树脂重量的5‑80%，珠光微珠选择三种以上颜色，③在需印制二维码的产品或标签纸上采用上述专用油墨印刷二维码图案，使二维码的每个单元格内印制不超过1个珠光微珠，三种以上颜色的珠光微珠随机形成特定的二维码图案。本发明的二维码防伪标签几乎无法重复，重复的概率少于亿分之一，即便重复，可通过检测系统而排除。

Description

二维码防伪标签及其印刷方法

技术领域

本发明属于防伪技术领域，具体涉及一种二维码防伪标签及其印刷方法。

背景技术

伪劣产品一直是正当企业的大敌，现在没有一个简单的防伪系统真正地能把伪劣产品区分出去，即便是多层激光防伪标签，也可用同样技术的仿造出来。伪劣产品拥有自己的流通体系，特别是互联网时代，流通管道更加复杂，通过控制流通管道是无法达到根除伪劣产品在市场的流通，唯一可行的是消费者自我验证正品剔除伪劣产品。二维码可以通过网络用来与商家沟通，但是并不能用来防伪，因为二维码可以非常简单地复制，并没有唯一性，不可复制的和近乎唯一的以及不可预测的二维码则可是一个防伪码，此码通过拥有摄像功能智能手机和网络与厂家的数据库比对就可万无一失地确认产品的身世。不可简单复制意味着不可用普通数字打印机印刷，其色泽独特不可复制，如果是一个乱码就拥有不可预测性，如果其变化范围庞大就拥有近乎唯一性，例如一个四色400个位元的排列总和是10的240次方。所以本发明提供了一个产生不可复制庞大二维乱码的材料生产和印刷工艺。

发明内容

本发明提供一种不可复制高唯一性的二维码防伪标签。

本发明还提供一种所述二维码防伪标签的印刷方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种二维码防伪标签，其是由以下方法制得：

①制备不同颜色的珠光微珠，珠光微珠的粒径为0.1-3毫米，

②在以树脂为主要成分的油墨中加入步骤①制得的珠光微珠，混合后得到用于印刷二维码防伪标签的专用油墨，珠光微珠的使用量是树脂重量的5-80%，珠光微珠选择三种以上颜色，

③在需印制二维码的产品或标签纸上采用上述专用油墨印刷二维码图案，使二维码的每个单元格内印制不超过1个珠光微珠，三种以上颜色的珠光微珠随机形成特定的二维码图案。该二维码图案为随机生成，确保唯一性。

作为优选，所述珠光微珠选自金属微珠、表面镀色微珠或聚甲基丙烯酸酯微珠。

作为优选，珠光微珠的粒径为0.3-1毫米。

作为优选，每种颜色的珠光微珠占珠光微珠总体积量5%以上。

作为优选，对于四色体系，每种颜色的珠光微珠占珠光微珠总体积量是20-60%。

一种所述的二维码防伪标签的印刷方法，该方法包括如下步骤：

①制备不同颜色的珠光微珠，珠光微珠的粒径为0.1-3毫米，

②在以树脂为主要成分的油墨中加入步骤①制得的珠光微珠，混合后得到用于印刷二维码防伪标签的专用油墨，珠光微珠的使用量是树脂重量的5-80%，珠光微珠选择三种以上颜色，

③在需印制二维码的产品或标签纸上采用上述专用油墨印刷二维码图案，使二维码的每个单元格内印制不超过1个珠光微珠，三种以上颜色的珠光微珠随机形成特定的二维码图案。

作为优选，所述的印刷采用丝网印刷，珠光微珠的大小接近丝网印刷网洞的大小，使每个网洞只能印上一个珠光微珠。

本发明由2个部分组成：1）特殊三维珠光颜料的合成，和2）油墨的生产和印制以及记录。

本发明利用印制法和特殊3维球形彩色颜料生产不可复制高唯一性2维彩色乱码，该乱码作为防伪标签可以通过有摄像功能的手机和相应软件和互联网用来与商家沟通验证产品的真伪和序号。油墨配方包含粘结剂即树脂，溶剂，颜料，珠光微珠和各种助剂。印刷图案是另一个设计以增加独特性，除了符合二维码的标准和规格，其它都是可变动之处。根据用户设计所需二维码的图案如标准的QR码等等，也可以是完全非标准图案，原则上来说是彩色码，而且是彩色乱码，它的信息量是黑白码的数倍，例如共4色（包括底色），其信息量是标准的4倍，如果是8色信息量是32倍。二维码印刷时，采用颜色色差较大的不同颜色，例如红黄蓝绿。

第一部分 珠光微珠的生产

本发明至少生产3-8种不同颜色的适合丝网印刷的三维珠光微珠，珠光微珠的大小接近丝网印刷网洞的大小，使每个网洞只能印上一个珠光微珠，微珠粒径为0.1-3毫米，微珠太小较难显示3维立体感以及相机无法分辨各个彩色单元，太大容易脱落，更适合的大小应在大于0.3毫米小于1毫米之间，虽然其它印制法也可使用，例如凹版和凸版印刷，丝网印刷更适合。丝网的网洞应略大于微珠，但是不能太大，网洞太大微珠的位置偏差大，还有可能在同一个网洞内有两个不同颜色的微珠造成印读失误。

珠光微珠可以用各种方法生产，下面2例只是其中可行较低成本的方法。除了下面的方法和原材料，可以使用金属微珠，表面镀色微珠，珠光色粉着色环氧树脂微珠等。

珠光微珠的生产工艺一：液体环氧树脂造粒法

1．将珠光色粉与液体环氧树脂高速混合得均匀浆料；

珠光色粉：粒径大小选择在珠光微珠直径以内，较好的是在珠光微珠直径十分之一以内，例如200目，325目等；珠光色粉的加入量为环氧树脂重量的0.1-50%，少于0.1%时颜色太淡，多于50%时粘度太高，难以混合。

上述浆料中还可选择加入磁性粉、温变颜料，以增加额外防伪功能。磁性粉选自羰基铁镍粉，羰基镍粉，羰基铁粉，铁氧体粉；温变颜料在温变温度上和下展现不同的颜色；

液体环氧树脂：双酚A，双酚F或固体环氧树脂溶于溶剂的液体，

分散速度：大于3000rpm或其它分散方法可以使珠光色粉与环氧树脂均匀混合，分散时间根据分散粒度要求调整，粒度应小于30微米。

2．把水溶性的环氧树脂固化剂倒进水中并加入表面活性剂

去离子水：是（环氧树脂+色粉）的1.5-20倍，1.5倍以下环氧树脂球可能会粘结在一起，20倍以上生产效率低。

水溶性固化剂：例如乙二胺，二乙烯三胺，水中浓度是1-20%，根据环氧树脂当量和树脂浓度算出。

表面活性剂：有些固化剂具有表面活性剂效果，可以免加或减少使用量；任何种类的表面活性剂，只要是非毒性和腐蚀性，与固化剂无不良反应；使用浓度是0.0-5%，超过5%产生太多泡沫以及对后续工艺和使用可能有不良效果。

分散速度：中低速，以不产生大量泡沫为指标。

3．把混有色粉的环氧树脂加入溶有固化剂的水中并搅拌使环氧树脂成为小颗粒；

分散速度：根据所需颗粒大小调整，以不产生大量泡沫为指标。

4．持续搅拌并加热数小时直到环氧树脂固化，搅拌的速度和温度决定珠光微珠的大小，高速高温得小微珠，低速低温得大微珠，较低的温度需较长的反应时间。

反应温度：15-90℃，低于15℃反应慢，需加入大量的催化剂，高于90℃，水的蒸发较快，表面活性剂的稳定性可能出问题。

反应时间：0.1-24小时，0.1小时以下太短固化不完全以及反应难以控制，超过24小时，生产效率低，不合成本。

5．把得到的圆形颗粒水洗干燥，筛选除去较大和较小的颗粒并按颗粒大小分级备用。

水洗和干燥：以约3倍颗粒的体积的去离子水洗3遍到5遍，也可以用淋浴水洗法，用筛网分离水和珠光微珠颗粒，通风干燥温度20-80℃至水分含量少于5%，更好少于1%。

分级：例如筛网震动分级从10目到150目分成所需级数，例如4级，6级，8级等等；大于10目小于150目除去。也可用其它分离法，例如离心分离法等等。

珠光微珠的生产工艺二：微珠法

1．把符合尺寸的玻璃微珠依次用酸和碱液处理，水洗；

酸洗：等体积1N硫酸洗玻璃微珠，筛网过滤掉酸液，

碱洗：等体积1N碱液（NaOH，KOH等等）洗酸洗过的玻璃微珠，筛网过滤掉碱液，

水洗：去离子水洗碱洗过的玻璃微珠，筛网过滤掉水；

2．把硫酸铁或氯化钛或可以形成其它颜色的盐溶入水中，加入处理过的微珠，搅拌；

盐量：根据所形成的颜色和微珠的大小和量，计算所需盐的量，用去离子水形成约0.1-10N的溶液，浓度太低，反应效率低，太高反应不均匀，

搅拌速度：加入微珠搅拌的速度保证微珠不沉底，反应均匀；

3．用计量泵定速加入碱液使微珠溶液的pH达到6-13，并持续反应2-24小时，使铁或钛等的化合物沉淀在玻璃微珠上并产生所需颜色，化合物的厚薄决定颜色的不同，然后用去离子水水洗近中性；

碱液：用去离子水形成0.5-10N碱液，例如氢氧化钠和氢氧化钾溶液，浓度太低，反应效率低，太高反应不均匀；

4．过滤，干燥，高温烧结，得珠光色的微珠；

筛网过滤，60-180℃通风搅拌干燥，400-800℃搅拌烧结，空气中烧结得氧化物，在氮气中烧结，铁盐可得磁性铁氧体。

第二部分 含珠光微珠的油墨生产1．把溶剂，增稠剂，颜料和染料，流平剂等加入树脂并高速搅拌得有色或透明树脂溶液，其粒度应小于20微米。

树脂：任何种类的树脂，单组分，双组分，热固型，热塑型，只要适合丝网印刷即可，例如聚甲基丙烯酸酯，环氧树脂，聚氨酯，聚酯等等；占整体配方重量的10-90%。

溶剂：应与树脂匹配，乙苯，二甲基苯，甲基异丁酮，醇类，等等；占整体配方重量的5-90%。

颜料和染料：改变树脂的颜色，例如铁红，铁黄，钛白粉，等等，占整体配方重量的0-30%。

添加剂：改变工艺性和功能性，例如增稠剂，流平剂等，占整体配方重量的0-10%。

分散速度：大于3000rpm或其它分散方法可以使色粉与树脂均匀混合，其粒度达到小于20微米。

2．加入所需各色珠光微珠，低速混合均匀，得油墨，其粘度适合丝网印刷，如果粘度太高，可以用溶剂调低。粘度范围100-10000cP，更理想的范围500-3000cP。

各种有色珠光微珠：珠光微珠总量与树脂溶液的重量比例是5-80：100，根据树脂的浓度调节；树脂浓度高，珠光微珠可以多加入，否则少加，珠光微珠的比例可以改变空白的比例。

各种珠光微珠的比例：5-90%，其中任意一种微珠少于5%难以形成稳定的多色理想乱码组合；对于四色体系各种微珠的理想范围是20-60%，4色体系采用3种颜色的珠光微珠，底色也是一种颜色，即没有珠光微珠的码。

3．如有需要印刷前加入固化剂并搅拌均匀。

第三部分 二维码防伪标签的印刷

印制法选择丝网、凹版或凸版等等，丝网印刷最适合提供所需理想2维乱码图案。专用油墨的配方里有彩色珠光微珠，微珠总量与树脂溶液的重量比例是从5：100至80：100，微珠应大于0.1毫米小于3毫米，更理想的尺寸范围是0.3至1毫米之间，可以使用市场中的符合要求的微珠，对于树脂没有特别要求只要适合印刷满足附着强度和耐久性即可。

珠光微珠必须尺寸均匀即直径分布狭窄，丝网的孔洞略大于最大的微珠但是不可以容纳2个最小的珠光微珠，即每个丝网孔洞内在印刷时，每次只有一个珠光微珠在内。印刷图案可以是任何形状，其本身也拥有部分防伪机能或区别不同的产品以及序号等等，其内必须拥有足够多的孔洞满足乱码的唯一性，即应超过100个孔洞，得100个以上的彩色单元，对于4色码可以形成1.6x10⁶⁰可能乱码排列，最好超过400个单元可得6.7x10²⁴⁰可能乱码排列，在印制的10亿个乱码中，其重复概率少于10的20次方之一（1/10²⁰），对印制的二维码进行图像扫描编码存档，对任何重复的乱码当即销毁，本发明也可以与其它防伪方法并用。

丝网印刷最适合本发明的油墨形成所需的乱码，网洞略大于珠光微珠，确保珠光微珠可以通过网洞，凹版和凸版印刷也可以用来印制所需乱码，由于珠光微珠的定位误差大，误码误读的可能性较高，所需二维码的图案应根据用户需求设计如标准的QR码等等，可以是完全非标准图案，也可以和标准的二维码连用，即在标准的二维码内印制彩色乱码。为提高生产效率，应使用连续丝网印刷和红外加热固化。印制图案经生产线上摄像扫描编码存档，编码方法可以采用彩色二维码标准，对重复码当即销毁，对各色的色差进行分析，作为额外防伪情报记录。与标准二维码连用和内嵌图案等，应先打印平面图案，最后再印制3维彩色乱码。本发明也可以与其它防伪方法并用，例如激光防伪标签，磁性油墨印刷等等。

该二维乱码可以直接印制在产品上，也可以印在纸等材质上作为标签粘在其上等等。二维彩色乱码达到不可复制性和高唯一性，利用互联网和手机摄像功能与厂商的数据库对比确认印有此产品真伪和生产批次以及序号。本产品生产成本低，可以与其它防伪方法并用提高防伪能力，易于推广。

本发明的有益效果是：本发明的二维码防伪标签通过使用特制3维油墨和专用印刷技术产生多色的二维乱码，此法产生的多色二维码几乎无法重复，重复的概率少于亿分之一，即便重复，可通过检测系统而排除。此二维码是三维多色珠光，数字打印机无法产生此三维珠光色泽。消费者只要扫描此二维码并反馈到商家，便可知道产品的真伪及批次和序号。此技术可以与其它防伪技术连用增加防伪程度，成本低适合大规模生产。

附图说明

图1-5是4色二维乱码的印制图案设计图，3色加白色基色共4色，在图中3种不同图案的圆代表3种颜色的球；图1是方形20x20单元共400单元；图2是非方形设计；图3是客户图案内嵌；图4和图5是与QR码的两种复合案例。

具体实施方式

下面通过具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的具体说明。应当理解，本发明的实施并不局限于下面的实施例，对本发明所做的任何形式上的变通和/或改变都将落入本发明保护范围。

在本发明中，若非特指，所有的份、百分比均为重量单位，所采用的设备和原料等均可从市场购得或是本领域常用的。下述实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域的常规方法。

本发明所述珠光微珠可以用各种方法生产，作为使用案例，提供了环氧树脂聚合法，玻璃微珠镀膜法，油墨的具体配方，但这并非局限本专利对原材料的使用和选择以及权力范围。本发明的微珠可以增加额外防伪功能，例如磁性，温变，等等。

实施例1：珠光微珠的生产——液体环氧树脂造粒法

1．把10%的325目金黄色珠光色粉与分子量500左右的液体双酚F环氧树脂在8000rpm的速度下高速分散混合得均匀浆料，分散时间1小时，粒度达到小于30微米；

2．把水溶性10%重量二乙烯三胺与去离子水混合，得到混合液并加入混合液重量0.2%的十二烷基苯磺酸钠表面活性剂，去离子水的用量是（环氧树脂+珠光色粉）的3倍，分散速度是中低速，以不产生大量泡沫为指标；

3．把步骤2得到的物料加入溶有固化剂的水中并搅拌使环氧树脂固化成为小颗粒，分散速度约1200rpm；

4．持续搅拌并加热至60℃反应4小时直到环氧树脂固化；

5．把得到的圆形颗粒以约3倍颗粒体积的去离子水洗3遍，60℃温风干燥至湿度少于2%，振动筛选除去32目以下和80目以上的颗粒并按如下泰勒目数分级。

分级目数范围：

1）32[0.5mm]-35[0.425mm]，

2）35[0.425mm]-42[0.355mm]，

3）42[0.355mm]-48[0.3mm]，

4）48[0.3mm]-60[0.25mm]，

5）60[0.25mm]-80[0.18mm]。

实施例2：珠光微珠的生产——微珠法

1．把32-35目之间的玻璃微珠用等体积1N硫酸洗后等体积1N氢氧化钠碱液处理，最后用去离子水洗，筛网过滤掉水。

2．步骤1处理后的微珠中加入2N硫酸铁水溶液，硫酸铁水溶液的重量为微珠重量的2倍，搅拌的速度保证微珠不沉底即可，使反应均匀。

3．用计量泵定速加入2N氢氧化钠碱液使微珠溶液的pH达到9，泵速是4小时加完所需碱液，并持续反应5小时，然后用去离子水水洗近中性。

4．步骤3得到的微珠经筛网过滤脱水，80℃通风搅拌干燥，600℃搅拌氮气中烧结，得珠光色泽的磁性微珠。

实施例3 油墨生产工艺

把20%重量的聚甲基丙烯酸酯溶入80%重量的二甲基苯和甲基异丁酮以1：1重量比混合的溶剂中，高速搅拌溶解，静置一夜脱气泡得透明树脂溶液；

加入所需3色珠光微珠，微珠尺寸为32-35目，珠光微珠总量是树脂溶液总重量的30%，各种有色珠光微珠的体积比是1：1：1。低速混合均匀，得油墨，如果粘度太高，可以用溶剂调低，粘度的范围是1000-2000cP。

实施例4 印刷工艺

使用丝网印刷形成所需的乱码，泰勒28目网用来形成0.6mm网洞，略大于32目（0.5mm）珠光微珠，确保微珠可以通过网洞，二维码的图案是图1中的设计1，尺寸是20x20mm。图1中的其他设计均可作为图案进行印刷，以形成新的二维码标签。

实施例5

一种二维码防伪标签的印刷方法，该方法包括如下步骤：

①制备不同颜色的珠光微珠，珠光微珠的粒径为1毫米左右，

②在以树脂为主要成分的油墨中加入步骤①制得的珠光微珠，混合后得到用于印刷二维码防伪标签的专用油墨，珠光微珠的使用量是树脂重量的40%，珠光微珠选择三种颜色，每种颜色的珠光微珠的体积比为1:1:2；

③在需印制二维码的产品或标签纸上采用上述专用油墨印刷二维码图案，使二维码的每个单元格内印制1个珠光微珠，不同颜色的珠光微珠随机形成特定的二维码图案。本实施例采用丝网印刷，珠光微珠的大小接近丝网印刷网洞的大小，使每个网洞只能印上一个珠光微珠。

实施例6

一种二维码防伪标签的印刷方法，该方法包括如下步骤：

①制备不同颜色的珠光微珠，珠光微珠的粒径为0.3毫米左右，

②在以树脂为主要成分的油墨中加入步骤①制得的珠光微珠，混合后得到用于印刷二维码防伪标签的专用油墨，珠光微珠的使用量是树脂重量的20%，珠光微珠选择4种颜色，每种颜色的珠光微珠的体积比为1:1:1:1；

③在需印制二维码的产品或标签纸上采用上述专用油墨印刷二维码图案，使二维码的每个单元格内印制1个珠光微珠，不同颜色的珠光微珠随机形成特定的二维码图案。本实施例采用42目丝网印刷，珠光微珠的大小接近丝网印刷网洞的大小，使每个网洞只能印上一个珠光微珠。

以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims (6)

1.一种二维码防伪标签，其特征在于其是由以下方法制得：

①制备不同颜色的珠光微珠，珠光微珠的粒径为0.1-3毫米，

②在以树脂为主要成分的油墨中加入步骤①制得的珠光微珠，混合后得到用于印刷二维码防伪标签的专用油墨，珠光微珠的使用量是树脂重量的5-80%，珠光微珠选择三种以上颜色，

③在需印制二维码的产品或标签纸上采用上述专用油墨印刷二维码图案，使二维码的每个单元格内印制不超过1个珠光微珠，三种以上颜色的珠光微珠随机形成特定的二维码图案；该二维码图案为随机生成，确保唯一性。

2.根据权利要求1所述的二维码防伪标签，其特征在于：所述珠光微珠选自金属微珠、表面镀色微珠或珠光色粉着色环氧树酯微珠。

3.根据权利要求1所述的二维码防伪标签，其特征在于：珠光微珠的粒径为0.3-1毫米。

4.根据权利要求1所述的二维码防伪标签，其特征在于：每种颜色的珠光微珠占珠光微珠总体积量5%以上。

5.根据权利要求1所述的二维码防伪标签，其特征在于：对于四色体系，每种颜色的珠光微珠占珠光微珠总体积量是20-60%。

6.根据权利要求1所述的二维码防伪标签，其特征在于：所述的印刷采用丝网印刷，珠光微珠的大小接近丝网印刷网洞的大小，使每个网洞只能印上一个珠光微珠。