專利名稱：具有蝶翅微觀結構的材料的制備方法、圖章和壓印設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及防偽技術領域，特別涉及ー種具有蝶翅微觀結構的材料的制備方法、圖章和壓印設備。
背景技術：
假冒偽劣產品正日益成為社會發展的重大阻礙，嚴重影響了社會經濟的秩序，并開始變成一個全球性問題。這嚴重挫傷了研究開發新技術人員的積極性，對他們的勞動成果構成了嚴重的威脅。造假已經造成了嚴重的經濟損失，更嚴重的是造假進入藥品和食品行業，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域，那后果就更加難以設想，危害的就直接是整個國家和民族的安全。所以現在防偽技術的改進已刻不容緩。現在比較常用的防偽技術，如水印防偽、磁性防偽、紫外線反光涂料等，但這些防偽技術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習。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構。拿蝴蝶來說，每一片蝶翅都具有唯一的結構參數，我們如果使用蝶翅制成圖章，通過唯一的圖案及所按圖形的光學效果可以達到高度的防偽效果。

發明內容
本發明目的在于提供ー種具有蝶翅微觀結構的材料的制備方法、圖章和壓印設備，可以通過蝶翅上的圖案和光學效果達到高度的防偽效果。為達到上述目的，本發明提供ー種具有蝶翅微觀結構的材料的制備方法，其特征在干，該制備方法包括以下步驟
選擇具有微觀結構的蝶翅進行前處理；
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所需材料的材質的不同進行燒結；
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、體積分數為6 20wt%HCl溶液、體積分數為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、體積分數為6%的HCl溶液和體積分數為6%的NaOH溶液中浸潰2h。較佳地，所述可溶性鹽溶液優選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選8h，溫度優選室溫。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，所述燒結的環境為在真空度為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，所述燒結的環境 為在N2環境下以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，所述燒結的環境為在Ar環境下以1°C /min升溫至700°C，并在700°C下保溫2h。為達到上述目的，本發明還相應地提供ー種具有蝶翅微觀結構的材料的圖章，所述圖章即為，使用ー種具有蝶翅微觀結構的材料(即本發明提供的ー種具有蝶翅微觀結構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。所述圖章可以根據要求制成任何宏觀形狀，所述形狀優選圓形和方形。規則簡單幾何圖形對于制備起到簡化作用。為達到上述目的，本發明還相應地提供ー種應用具有蝶翅微觀結構的材料的圖章的壓印設備，包括本發明提供的ー種具有蝶翅微觀結構的材料的的圖章，所述圖章用于按章。較佳地，ー種具有蝶翅微觀結構的材料的壓印設備還包括若干按鈕、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置所述桌面相應的位置上，所述取章臺上設置所述若干印章盒，所述圖章放置于相應的所述若干印章盒中。較佳地，所述支架包括直桿、支座、轉臺、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。所述轉臺可以帶動所述支架在360°內旋轉；所述橫桿和所述豎桿分別通過所述連桿依次連接起來，在轉臺決定的平面內任意角度旋轉。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地機械操作，制備時所用的材質不加任何限制。與現有技術相比，本發明的有益效果如下
第一，本發明的制備具有一定強度的具有蝶翅微觀結構的圖章材料的方法簡單易行，制備成本低，所需設備均為普通常見設備。第二，本發明的ー種具有上述圖章材料的印章。印章結構精細，具有唯一性，并且可以通過控制按章的壓力，可以獲得不同光學效果的圖章，防偽效果優良。第三，本發明的ー種利用這種圖章進行自動化按章的設備。設備設計精巧，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，可以實現無接觸式壓印。


圖I是本發明的制備方法的流程圖； 圖2是本發明的圖章的截面 圖3是本發明的壓印設備的示意 圖4是本發明的壓印設備的部分截面 圖5是本發明制備所得材料為具有菜粉蝶微觀結構的Fe的SEM 圖6是本發明制備所得材料為具有鶴頂粉蝶微觀結構的Al2O3的SEM 圖7是本發明制備所得材料為具有裳鳳蝶微觀結構的SiO2的SEM圖。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施例對本發明作出詳細的說明，但下述實施列并非用于限定本發明。圖I是本發明的制備方法的流程圖；圖5是本發明制備所得材料為具有菜粉蝶微觀結構的Fe的SEM圖；圖6是本發明制備所得材料為具有鶴頂粉蝶微觀結構的Al2O3的SEM圖；圖7是本發明制備所得材料為具有裳鳳蝶微觀結構的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構的材料23的制備方法，該制備方法包括以下步驟
Si:選擇具有微觀結構的蝶翅進行前處理；
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所需材料23的材質的不同進行燒結；
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、體積分數為6 20wt%HCl溶液、體積分數為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的溫度從室溫升至500 1200で，然后在最高溫度保溫2 6h。可溶性鹽溶液優選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選8h，溫度優選室溫。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構的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構的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構的Si02。圖2是本發明的圖章22的截面圖。請參考圖2，ー種具有蝶翅微觀結構的材料23的圖章22，圖章22為使用ー種具有蝶翅微觀結構的材料23(即本發明提供的ー種具有蝶翅微觀結構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狀的基板24上做成的，基板24具有支撐作用。圖3是本發明的壓印設備的示意圖；圖4是本發的壓印設備的部分截面圖。參見圖2、圖3和圖4，ー種具有蝶翅微觀結構的材料23的壓印設備，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設置桌面14相應的位置上,取章臺15上設置印章盒16、17、18，圖章22放置于相應的印章盒16、17、18中。支架包括直桿6、支座5、轉臺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。轉臺4可以帶動支架6在360°內旋轉；橫桿7和豎桿10分別通過連桿8、9依次連接起來，在轉臺4決定的平面內任意角度旋轉。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，；然后再轉向墊臺13，在設定的位置上按設定的壓カ進行蓋章；壓印時，當圖章22靠近涂料21吋，由于電磁鐵12與磁鐵19同性相斥，導致圖章22與涂料21之間產生壓力作用，圖章22的微觀結構通過無接觸式的方式壓印在涂料21上。等涂料21固化穩定后，移開圖章22，完成壓印操作。綜上所述，ー種具有蝶翅微觀結構的材料的制備方法、圖章和壓印設備。，圖章有著精細唯一的微觀結構，而且蓋章時能夠根據壓カ的大小達到所按的章具有不同的光學效應，起到優異的防偽效果。設備可以實現完全的自動化，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無接觸式壓印。在多重程序的控制下可以實現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。
對本領域內的技術人員來說，在不脫離本發明的實質范圍內，對上述實施例進行適當的替換或修改都將落在本發明權利要求的范圍內。示例性的實施僅僅是例證性的，而不是對本發明的限定，本發明的范圍由所附的權利要求所定義。
權利要求
1.ー種具有蝶翅微觀結構的材料的制備方法，其特征在干，該制備方法包括以下步驟 選擇具有微觀結構的蝶翅進行前處理； 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所需材料的材質的不同進行燒結； 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、體積分數為6 20wt%HCl溶液、體積分數為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.根據權利要求I所述的具有蝶翅微觀結構的材料的制備方法，其特征在于，所述前處理為依次分別在無水こ醇、體積分數為6%的HCl溶液和體積分數為6%的NaOH溶液中浸潰2h。
3.根據權利要求I所述的具有蝶翅微觀結構的材料的制備方法，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.根據權利要求I所述的具有蝶翅微觀結構的材料的制備方法，其特征在于，所述可溶性溶液的濃度優選室溫下的飽和濃度。
5.根據權利要求I所述的具有蝶翅微觀結構的材料的制備方法，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選8h，溫度優選室溫。
6.根據權利要求I所述的具有蝶翅微觀結構的材料的制備方法，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.根據權利要求2所述的具有蝶翅微觀結構的材料的制備方法，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，所述燒結的環境為在真空度為10_2Pa下以I0C /min升溫至800°C，并在800°C下保溫2h。
8.根據權利要求2所述的具有蝶翅微觀結構的材料的制備方法，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，所述燒結的環境為在N2環境下以IV /min升溫至1000°C，并在1000°C下保溫2h。
9.根據權利要求2所述的具有蝶翅微觀結構的材料的制備方法，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，所述燒結的環境為在Ar環境下以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構的材料的圖章，其特征在于所述圖章即為使用權利要求I所述的材料鑲嵌于具有磁性塊體或網狀的基板上做成的。
11.ー種應用權項10的所述圖章的壓印設備，其特征在于包括權利要求10所述的圖章，所述圖章用于按章。
12.根據權利要求11所述的具有蝶翅微觀結構的材料的壓印設備，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置所述桌面相應的位置上，所述取章臺上設置所述若干印章盒，所述圖章放置于相應的所述若干印章盒中。
13.根據權利要求11所述的具有蝶翅微觀結構的材料的壓印設備其特征在于所述支架包括直桿、支座、轉臺、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構的材料的制備方法、圖章和壓印設備。制備方法包括選擇具有微觀結構的蝶翅進行前處理；將前處理后的所述蝶翅浸漬于含所需材料元素相應的可溶性鹽溶液中；將浸漬后的所述蝶翅根據所需材料的不同進行相應的高溫制度燒結。所述圖章具有精細唯一的微觀結構，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效應，因而起到優異的防偽效果。而且，設備若使用程序控制，則可以實現完全的自動化，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無接觸式壓印。在多重程序的控制下可以實現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 優先權日2012年3月31日
發明者何昭文, 張旺, 張荻, 汪萬林 申請人:上海交通大學