一種基于化學(xué)反應(yīng)變色的防偽結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于防偽技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種基于化學(xué)反應(yīng)變色的防偽結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002] 假冒偽劣商品給企業(yè)和消費(fèi)者造成巨大的危害和損失，防偽技術(shù)是防范假冒的一 種手段。研制防偽技術(shù)可以為凈化市場(chǎng)提供制作唯一的、難以偽造的、能準(zhǔn)確識(shí)別產(chǎn)品真?zhèn)?的標(biāo)識(shí)，保護(hù)真品產(chǎn)銷商和消費(fèi)者的合法權(quán)益，保證社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)健康發(fā)展。
[0003] 防偽技術(shù)的發(fā)展與物理、化學(xué)、生物學(xué)及電子學(xué)等學(xué)科和技術(shù)的發(fā)展緊密相連。大 多數(shù)防偽產(chǎn)品采用了物理學(xué)防偽技術(shù)，其中基于光學(xué)原理的防偽技術(shù)產(chǎn)品占比最大，例如 在紫外或紅外光激發(fā)下的發(fā)光現(xiàn)象及激光全息技術(shù)等，這類防偽標(biāo)識(shí)有很長(zhǎng)的使用壽命， 單獨(dú)使用時(shí)不能在使用后自行失效，這就可能被回收用于假冒偽劣商品。化學(xué)防偽技術(shù)依 據(jù)化學(xué)反應(yīng)，一旦反應(yīng)按熱力學(xué)自發(fā)過(guò)程啟動(dòng)后，在不改變外界的反應(yīng)條件下，直到平衡而 不能自發(fā)地逆轉(zhuǎn)，這是化學(xué)防偽技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。已知的產(chǎn)生顏色變化的化學(xué)反應(yīng)的研究已經(jīng) 累積了大量資料，將這些資料和防偽技術(shù)相結(jié)合，跨學(xué)科發(fā)展化學(xué)防偽技術(shù)存在很大空間。 已發(fā)表的專利件數(shù)可以說(shuō)明化學(xué)防偽技術(shù)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用遠(yuǎn)不如物理防偽或光學(xué)防偽技術(shù)， 我們?cè)謩e以"光學(xué)防偽"和"化學(xué)防偽"為關(guān)鍵詞，從萬(wàn)方數(shù)據(jù)庫(kù)的"中外專利"欄目檢索 得到的專利數(shù)（截至2015年2月8日），前者為66件，而后者僅為6件，其比值大于10。據(jù) 估計(jì)，技術(shù)成熟、有可能應(yīng)用的物理發(fā)光材料與用于化學(xué)防偽的變色組合物的比率遠(yuǎn)小于 1/10。因此，在化學(xué)防偽領(lǐng)域存在巨大的研究開(kāi)發(fā)空間。
[0004] 化學(xué)防偽技術(shù)相關(guān)資料不僅量少，而且涉及面很窄，絕大多數(shù)為碘和淀粉的反應(yīng)， 這說(shuō)明研究人員對(duì)其他類型的化學(xué)反應(yīng)關(guān)注不夠。例如：①授權(quán)公告號(hào)CN 2213691Y，實(shí) 用新型，名稱：碘鹽防偽袋；②授權(quán)公告號(hào)CN 2408059,實(shí)用新型，名稱：一種加碘鹽防偽包 裝袋；③授權(quán)公告號(hào)CN 2552854Y，實(shí)用新型，名稱：食用加碘鹽防偽包裝袋；④發(fā)明專利申 請(qǐng)?zhí)朇N 200810016065X，一種變色防偽材料及其制作。前3件專利在產(chǎn)品包裝袋中帶有溶 液試劑小袋，溶液試劑在儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中容器有破損而失效的可能。最后一件專利利用唾液使 碘-淀粉絡(luò)合物由"藍(lán)色"變?yōu)?無(wú)色"，該方案不夠衛(wèi)生，且需對(duì)淀粉進(jìn)行改性。事實(shí)上即 便不對(duì)淀粉改性也可以用堿性溶液（如純堿或小蘇打溶液等）推動(dòng)碘的歧化反應(yīng)，很容易 使碘-淀粉絡(luò)合物從"藍(lán)色"變?yōu)?無(wú)色"。由于上述化學(xué)反應(yīng)都需在水溶液中進(jìn)行，因此在 室溫下將水這一反應(yīng)介質(zhì)固態(tài)化是一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在不足，本發(fā)明提供了一種基于化學(xué)反應(yīng)變色的防偽結(jié)構(gòu)，本 發(fā)明引入了反應(yīng)介質(zhì)子組合物B(以下簡(jiǎn)稱B)，將室溫下的液態(tài)水固態(tài)化成為鹽的結(jié)晶水 的技術(shù)方案，提出了一種基于化學(xué)反應(yīng)變色原理、溫度低于B的熔點(diǎn)時(shí)不存在水溶液相的 防偽造標(biāo)識(shí)結(jié)構(gòu)，當(dāng)加熱該結(jié)構(gòu)使其溫度達(dá)到或高于B的熔點(diǎn)時(shí)，B的熔體同識(shí)別涂層中的 化學(xué)反應(yīng)變色物質(zhì)A(以下簡(jiǎn)稱A)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，使涂在涂層基底上的識(shí)別涂層的文字、數(shù) 碼或圖案顯示或變色。
[0006] 本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的的。
[0007] -種基于化學(xué)反應(yīng)變色的防偽結(jié)構(gòu)，包括透明密閉的外殼和位于其內(nèi)部的多層結(jié) 構(gòu)，所述多層結(jié)構(gòu)包括識(shí)別涂層、基底層和鋪墊層；
[0008] 所述識(shí)別涂層由一種或幾種遇水會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)變色的物質(zhì)A和成膜劑組成，所 述A和所述成膜劑的溶液混合后涂覆于所述基底層表面并烘干得到所需形狀的標(biāo)識(shí)；
[0009] 所述鋪墊層包括反應(yīng)介質(zhì)子組合物B，所述B的熔體的pH值為I. 0~13. 5,所述B 包括含結(jié)晶水的無(wú)機(jī)鹽H，所述H的熔點(diǎn)為32~75°C，且在溫度低于所述熔點(diǎn)時(shí)所述H的 結(jié)晶水處于穩(wěn)定狀態(tài)；
[0010] 在低于所述熔點(diǎn)溫度時(shí)，所述A對(duì)所述B不變色。
[0011] 本方案中的多層結(jié)構(gòu)自上而下依次為識(shí)別涂層、基底層和鋪墊層，也可在鋪墊層 下方再依次設(shè)置一層基底層和識(shí)別涂層，按所需形狀將識(shí)別涂層涂覆于基底層表面，識(shí)別 涂層的涂覆形狀可以為文字、數(shù)碼或圖案等。
[0012] B中只要有少量的H和C存在，即可保證在H的熔點(diǎn)溫度以下，B中不出現(xiàn)水溶 液相；H與C的質(zhì)量比可根據(jù)H是否易在室溫下潮解來(lái)調(diào)節(jié)，如果H易潮解，取小比值為 宜；如果H不易潮解，則以取大比值為宜；如果H不潮解，可免除C。由于H決定了 B的 熔點(diǎn)和熔體的PH值，故B的熔點(diǎn)范圍為33°C ±1°C~74°C ±1°C，B的熔體pH值范圍為 I. 5±0. 5-13. 0±0. 5A的上述性質(zhì)可保證在溫度低于熔點(diǎn)時(shí)體系中不發(fā)生變色化學(xué)反應(yīng)， 而當(dāng)溫度達(dá)到或高于B的熔點(diǎn)時(shí)，A和B的熔體發(fā)生反應(yīng)。這種由化學(xué)反應(yīng)導(dǎo)致識(shí)別圖層 的文字、數(shù)碼或圖案顯示或變色的過(guò)程是不可逆轉(zhuǎn)的，因此這種防偽標(biāo)識(shí)不能再次使用。
[0013] 進(jìn)一步，所述A和所述D的質(zhì)量比為I :100~2 :1，所述D溶液的濃度為0.0 lg/ mL ~0· 30g/mL〇
[0014] 進(jìn)一步，所述D溶液為其水溶液或醇水混合溶液，所述D為聚乙烯醇或聚乙烯吡咯 烷酮。
[0015] 在上述方案中，所述B還包括水溶液相消除劑C，所述C為所述H失去部分或全部 結(jié)晶水后的無(wú)機(jī)鹽L或硅膠，所述C的加入不影響所述H的熔點(diǎn)；所述B中所述H和所述C 的質(zhì)量比為1000 :1~10 :1。
[0016] 在上述方案中，所述基底層為紙或布，所述識(shí)別涂層涂覆于所述基底層表面后整 體厚度為10~23 μ m。
[0017] 在上述方案中，所述B的粒度為100目以下；所述鋪墊層為片狀、厚度為30~ 80 μ m〇
[0018] 在上述方案中，所述鋪墊層為B的粉料直接壓片。
[0019] 在上述方案中，所述鋪墊層還包括支撐材料F，所述F為具有惰性的多孔薄片，所 述B的粉料與所述F -起壓片或?qū)⑺鯞熔化后澆鑄于所述F上。
[0020] 其中，F(xiàn)可以為篩網(wǎng)、具孔的布等；鋪墊層的作用在于B熔化后滲過(guò)基底層后與識(shí) 別涂層反應(yīng)，顯示出識(shí)別涂層涂覆的形狀標(biāo)識(shí)；對(duì)于含有兩層的基底層和識(shí)別涂層，則正、 背面同時(shí)顯示形狀標(biāo)識(shí)。
[0021] 在上述方案中，所述A為甲基紅、甲基橙、百里酚藍(lán)、溴甲酚綠、溴百里酚藍(lán)、酚紅、 酚酞、百里酚酞或氯酚紅；
[0022] 或 PVPI ;
[0023] 或碘與可溶性淀粉的混合物，或碘鹽、碘酸鹽和可溶性淀粉（或淀粉）的混合物；
[0024] 或二價(jià)銅鹽、鎳鹽、鎘鹽或鉛鹽。
[0025] 在上述方案中，所述H為 Na2CO3 · IOH2O、Na3PO4 · 12H20、Na2HPO4 · 12H20、 NaH2PO4 · 2H20、KF · 2H20、Na2S2O3 · 5H20、Na2S · 9H20、Na2SO4 · IOH2O 或 NaHSO4 · H2O。
[0026] 在上述方案中，所述外殼耐內(nèi)外壓差0. 03MPa，所述外殼材質(zhì)為聚丙烯、聚乙烯、聚 酯或聚氯乙烯，所述外殼分為上罩和下底，所述上罩和下底通過(guò)膠粘合或熔化結(jié)合。
[0027] 本方案的化學(xué)反應(yīng)變色可以是由酸堿中和反應(yīng)、絡(luò)合反應(yīng)、沉淀反應(yīng)、氧化還原反 應(yīng)或其他化學(xué)反應(yīng)引起的變色反應(yīng)。
[0028] 本發(fā)明的有益效果是：1)本發(fā)明提供的是一種基于化學(xué)反應(yīng)變色的防偽結(jié)構(gòu)，由 于變色的化學(xué)反應(yīng)不可逆轉(zhuǎn)，因此這種防偽標(biāo)識(shí)只能一次性使用，防止造假者回收利用； 2)可以利用的變色化學(xué)反應(yīng)很多，包括酸堿中和反應(yīng)、絡(luò)合反應(yīng)、沉淀反應(yīng)和氧化還原反應(yīng) 等；3)防偽結(jié)構(gòu)可以在正反兩面設(shè)計(jì)不同的圖案；4)化學(xué)反應(yīng)所需的水被"固化"，便于保 存和運(yùn)輸。
【具體實(shí)施方式】
[0029] 下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于 此。
[0030] 說(shuō)明：本發(fā)明中遇水會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)變色的物質(zhì)簡(jiǎn)稱為A，具體的每種物質(zhì)用4、 A2……A1表示，反應(yīng)介質(zhì)子組合物簡(jiǎn)稱為B，水溶液相消除劑簡(jiǎn)稱為C，成膜劑簡(jiǎn)稱為D，支撐 材料簡(jiǎn)稱為F，含結(jié)晶水的無(wú)機(jī)鹽簡(jiǎn)稱為H。
[0031] 本發(fā)明不在反應(yīng)的本身，而在于將水溶液中已知化學(xué)反應(yīng)變色體系分組成A、B兩 個(gè)子組合物；B將室溫下的液態(tài)水固態(tài)化為H的結(jié)晶水。因?yàn)檫@類反應(yīng)太多，下面就酸堿反 應(yīng)體系中的A的典型例子列于表1，B的典型例子列出于表2,表3列出其他反應(yīng)中A和B的 典型例子。本發(fā)明還涉及其他未在表1中列出的A、其他未在表2中列出的B和其他未在表 3中列出的其他反應(yīng)的A和B。
[0032] 表1酸堿反應(yīng)體系中A的典型例子
[0033]
[0034] 表2 B的典型例子
[0036] 表3其他反應(yīng)的典型例子
[0037]
[0038] 以下為本發(fā)明所述的一種基于化學(xué)反應(yīng)變色的防偽結(jié)構(gòu)的【具體實(shí)施方式】。
[0039] 實(shí)施例1
[0040] 采用酸堿中和反應(yīng)引起的變色防偽結(jié)構(gòu)。
[0041] 外殼材料為聚丙烯，外殼上罩無(wú)色透明，外殼下底深色不透明，上罩和下底在常壓 下熔化粘合。
[0042] 內(nèi)部為三層結(jié)構(gòu)，由上至下依次為：
[0043] 識(shí)別涂層：A =酚紅；D = PVP ;溶劑=水-乙醇混合液（體積比30 :70) ;D/溶劑 =lg/100mL ;A/ 溶劑=0· lg/100mL ;A 與 D 質(zhì)量比=1/10 ;厚度=0 μπι。
[0044] 基底層：白紙，厚度=10 μπι。
[0045] 鋪墊層：B = Na2CO3 · IOH2ONa2CO3 (質(zhì)量比為 100:1) ;mp = 33 °C ;ρΗ = 13 ;Β 過(guò) 100目；F =篩網(wǎng)，厚度=50 μ m;將