专利名称：具有蝶翅微观结构的材料的制备方法、图章和压印设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及防伪技术领域，特别涉及ー种具有蝶翅微观结构的材料的制备方法、图章和压印设备。
背景技术：
假冒伪劣产品正日益成为社会发展的重大阻碍，严重影响了社会经济的秩序，并开始变成一个全球性问题。这严重挫伤了研究开发新技术人员的积极性，对他们的劳动成果构成了严重的威胁。造假已经造成了严重的经济损失，更严重的是造假进入药品和食品行业，直接危害人民的生活健康，甚至生命安全。如果假冒盗版进入国防领域，那后果就更加难以设想，危害的就直接是整个国家和民族的安全。所以现在防伪技术的改进已刻不容缓。现在比较常用的防伪技术，如水印防伪、磁性防伪、紫外线反光涂料等，但这些防伪技术随着资讯的快速流通而被其他人员迅速破译，很难起到高度的防伪效果。为提供独一无ニ的防伪标志，我们可以向自然界学习。就像没有完全相同的两个指纹一般，ー些生物有着独特的微观结构。拿蝴蝶来说，每一片蝶翅都具有唯一的结构參数，我们如果使用蝶翅制成图章，通过唯一的图案及所按图形的光学效果可以达到高度的防伪效果。
发明内容
本发明目的在于提供ー种具有蝶翅微观结构的材料的制备方法、图章和压印设备，可以通过蝶翅上的图案和光学效果达到高度的防伪效果。为达到上述目的，本发明提供ー种具有蝶翅微观结构的材料的制备方法，其特征在干，该制备方法包括以下步骤
选择具有微观结构的蝶翅进行前处理；
前处理后用蒸馏水第一次清洗所述蝶翅；
将前处理后的所述蝶翅浸溃于含所需材料元素的相应可溶性盐溶液中；
用蒸馏水第二次清洗所述蝶翅；
干燥处理所述蝶翅；
将浸溃后的所述蝶翅根据所需材料的材质的不同进行烧结；
随密闭炉降温至室温后，取出制备所得材料；
其中，所述前处理步骤为将所述蝶翅置于室温下无水こ醇、体积分数为6 20wt%HCl溶液、体积分数为6 20wt%Na0H溶液中的ー种溶液浸溃2 8h或几种溶液中分别依次浸溃2^8h ;所述浸溃于可溶性盐溶液的时间为2 24h，可溶性盐溶液的浓度为5%至饱和；所述烧结步骤为将所述蝶翅放于所述密闭炉中，在真空或惰性气体下将所述密闭炉内的温度从室温升至50(Tl20(rC，然后在最高温度保温2 6h。较佳地，所述前处理为依次分别在无水こ醇、体积分数为6%的HCl溶液和体积分数为6%的NaOH溶液中浸溃2h。较佳地，所述可溶性盐溶液优选Fe (NO3) 3溶液或Al (NO3) 3溶液或Na2SiO3溶液。较佳地，所述可溶性溶液的浓度优选室温下的饱和浓度。较佳地，所述蝶翅在所述可溶性盐溶液中浸溃的时间优选8h，温度优选室温。较佳地，所述干燥处理具体为所述蝶翅放置于空气中，40°C下进行干燥处理2h。较佳地，所述蝶翅浸溃于所述可溶性盐溶液为Fe(NO3)3溶液时，所述烧结的环境为在真空度为10_2Pa下以1°C /min升温至800°C，并在800°C下保温2h。较佳地，所述蝶翅浸溃于所述可溶性盐溶液为Al (NO3)3溶液时，所述烧结的环境 为在N2环境下以1°C /min升温至1000°C，并在1000°C下保温2h。较佳地，所述蝶翅浸溃于所述可溶性盐溶液为Na2SiO3溶液吋，所述烧结的环境为在Ar环境下以1°C /min升温至700°C，并在700°C下保温2h。为达到上述目的，本发明还相应地提供ー种具有蝶翅微观结构的材料的图章，所述图章即为，使用ー种具有蝶翅微观结构的材料(即本发明提供的ー种具有蝶翅微观结构的材料的制备方法而得的材料)，来镶嵌于Fe、Co、Ni等具有磁性块体或网状的基板上做成的，所述基板具有支撑作用。所述图章可以根据要求制成任何宏观形状，所述形状优选圆形和方形。规则简单几何图形对于制备起到简化作用。为达到上述目的，本发明还相应地提供ー种应用具有蝶翅微观结构的材料的图章的压印设备，包括本发明提供的ー种具有蝶翅微观结构的材料的的图章，所述图章用于按章。较佳地，ー种具有蝶翅微观结构的材料的压印设备还包括若干按钮、支架、桌面、取章台、垫台、若干印章盒；其中所述若干按钮并排安置在所述桌面上，所述支架、所述取章台和所述垫台设置所述桌面相应的位置上，所述取章台上设置所述若干印章盒，所述图章放置于相应的所述若干印章盒中。较佳地，所述支架包括直杆、支座、转台、横杆、竖杆、连杆、电磁铁和连件；其中，所述直杆固定连接在所述支座上，所述直杆通过所述支座活动连接到所述转台上，所述横杆通过所述连杆活动连接所述直杆，所述竖杆通过所述连杆活动连接所述横杆；所述电磁铁通过所述连件与所述竖杆连接。所述转台可以带动所述支架在360°内旋转；所述横杆和所述竖杆分别通过所述连杆依次连接起来，在转台决定的平面内任意角度旋转。在所述垫台下方放置ー磁铁，使其极性与所述电磁铁的极性同性相对，可以利用异性相斥的原理而实现无接触式压印，可以很好地保护印章，而不会被破坏。按章时预先在需按章的位置涂抹油墨或者其他涂料胶体。所述电磁铁通过所述若干按钮进行程序控制到达对应的所述取章台取所述图章，并控制按章位置和按章时的力度。只要各部件能完成相应地机械操作，制备时所用的材质不加任何限制。与现有技术相比，本发明的有益效果如下
第一，本发明的制备具有一定強度的具有蝶翅微观结构的图章材料的方法简单易行，制备成本低，所需设备均为普通常见设备。第二，本发明的ー种具有上述图章材料的印章。印章结构精细，具有唯一性，并且可以通过控制按章的压力，可以获得不同光学效果的图章，防伪效果优良。第三，本发明的ー种利用这种图章进行自动化按章的设备。设备设计精巧，能完成各种所需操作，并可以嵌入程序，进行自动化控制。使用带磁性的压印涂料，可以实现无接触式压印。
图I是本发明的制备方法的流程图； 图2是本发明的图章的截面 图3是本发明的压印设备的示意 图4是本发明的压印设备的部分截面 图5是本发明制备所得材料为具有菜粉蝶微观结构的Fe的SEM 图6是本发明制备所得材料为具有鹤顶粉蝶微观结构的Al2O3的SEM 图7是本发明制备所得材料为具有裳凤蝶微观结构的SiO2的SEM图。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施例对本发明作出详细的说明，但下述实施列并非用于限定本发明。图I是本发明的制备方法的流程图；图5是本发明制备所得材料为具有菜粉蝶微观结构的Fe的SEM图；图6是本发明制备所得材料为具有鹤顶粉蝶微观结构的Al2O3的SEM图；图7是本发明制备所得材料为具有裳凤蝶微观结构的SiO2的SEM图。请參考图1，图5，图6和图7，ー种具有蝶翅微观结构的材料23的制备方法，该制备方法包括以下步骤
Si:选择具有微观结构的蝶翅进行前处理；
52:前处理后用蒸馏水第一次清洗蝶翅；
53:将前处理后的蝶翅浸溃于含所需材料23元素的相应可溶性盐溶液中；
54:用蒸馏水第二次清洗蝶翅；
55:干燥处理蝶翅；
56:将浸溃后的蝶翅根据所需材料23的材质的不同进行烧结；
57:随密闭炉降温至室温后，取出制备所得材料23 ；
其中，所述前处理步骤为将所述蝶翅置于室温下无水こ醇、体积分数为6 20wt%HCl溶液、体积分数为6 20wt%Na0H溶液中的ー种溶液浸溃2 8h或几种溶液中分别依次浸溃2^8h ;所述浸溃于可溶性盐溶液的时间为2 24h，可溶性盐溶液的浓度为5%至饱和；所述烧结步骤为将所述蝶翅放于所述密闭炉中，在真空或惰性气体下将所述密闭炉内的温度从室温升至500 1200で，然后在最高温度保温2 6h。可溶性盐溶液优选Fe (NO3) 3溶液或Al (NO3) 3溶液或Na2SiO3溶液。
可溶性溶液的浓度优选室温下的饱和浓度。蝶翅在可溶性盐溶液中浸溃的时间优选8h，温度优选室温。第二次清洗后还包括步骤蝶翅放置于空气中，40°C下进行干燥处理2h。请參见图5，将菜粉蝶浸溃于Fe (NO3) 3溶液8h，干燥后，将其在真空度为KT2Pa下以1°C /min升温至800°C，并在800°C下保温2h，随后随炉降温。则制备所得材料23为具有菜粉蝶微观结构的Fe。请參见图6，将鹤顶粉蝶浸溃于Al (NO3) 3溶液8h，干燥后，将其在真空度为N2环境下以1°C /min升温至1000°C，并在1000°C下保温2h，随后随炉降温。则制备所得材料23为具有鹤顶粉蝶微观结构的Al2O315 请參见图7，将裳凤蝶浸溃于Na2SiO3溶液8h，干燥后，将其在真空度为Ar环境下以1°C /min升温至700°C，并在700°C下保温2h，随后随炉降温。根据盐溶液的不同采用不同的表面活性剂处理，以增加浸溃效果。则制备所得材料23为具有裳凤蝶微观结构的Si02。图2是本发明的图章22的截面图。请參考图2，ー种具有蝶翅微观结构的材料23的图章22，图章22为使用ー种具有蝶翅微观结构的材料23(即本发明提供的ー种具有蝶翅微观结构的材料的制备方法而得的材料23),键嵌于Fe、Co、Ni等具有磁性块体或网状的基板24上做成的，基板24具有支撑作用。图3是本发明的压印设备的示意图；图4是本发的压印设备的部分截面图。參见图2、图3和图4，ー种具有蝶翅微观结构的材料23的压印设备，包括图章22，按钮1、2、3、支架、桌面14、取章台15、垫台13和印章盒16、17、18 ;其中按钮1、2、3并排安置在桌面14上,支架6、取章台15和垫台13设置桌面14相应的位置上,取章台15上设置印章盒16、17、18，图章22放置于相应的印章盒16、17、18中。支架包括直杆6、支座5、转台4、横杆7、竖杆10、连杆8、9、电磁铁12和连件11 ;其中，直杆6固定连接在支座5上，直杆6通过支座5活动连接到转台4上，横杆7通过连杆8、9活动连接直杆6，竖杆10通过连杆8、9活动连接横杆7 ；电磁铁12通过连件11与竖杆10连接。转台4可以带动支架6在360°内旋转；横杆7和竖杆10分别通过连杆8、9依次连接起来，在转台4決定的平面内任意角度旋转。在垫台13下方放置ー磁铁，使其极性与电磁铁12的极性同性相对，可以利用异性相斥的原理而实现无接触式压印，可以很好地保护印章，而不会被破坏。按章时预先在需按章的位置涂抹涂料21，涂料21可为油墨或其他涂料胶体。具体如下
垫台13置于磁铁19上，需要压印的物体20放在垫台13上，在需压印的物体20上涂抹涂料21。三个按钮1、2、3分别对应于取章台15的三个印章盒16、17、18，在程序的控制下，电磁铁12将靠近对应的印章盒16、17、18，然后通电而使电磁铁12带电，吸取图章22，；然后再转向垫台13，在设定的位置上按设定的压カ进行盖章；压印时，当图章22靠近涂料21吋，由于电磁铁12与磁铁19同性相斥，导致图章22与涂料21之间产生压力作用，图章22的微观结构通过无接触式的方式压印在涂料21上。等涂料21固化稳定后，移开图章22，完成压印操作。综上所述，ー种具有蝶翅微观结构的材料的制备方法、图章和压印设备。，图章有着精细唯一的微观结构，而且盖章时能够根据压カ的大小达到所按的章具有不同的光学效应，起到优异的防伪效果。设备可以实现完全的自动化，精确控制按章的位置与力度。在垫台下方放置ー磁铁，使其与电磁铁同性相対，则可以在排斥力的作用下实现无接触式压印。在多重程序的控制下可以实现图章在压印时的任意组合，多次进行压印而达到更高的保密防伪效果。
对本领域内的技术人员来说，在不脱离本发明的实质范围内，对上述实施例进行适当的替换或修改都将落在本发明权利要求的范围内。示例性的实施仅仅是例证性的，而不是对本发明的限定，本发明的范围由所附的权利要求所定义。
权利要求
1.ー种具有蝶翅微观结构的材料的制备方法，其特征在干，该制备方法包括以下步骤 选择具有微观结构的蝶翅进行前处理； 前处理后用蒸馏水第一次清洗所述蝶翅； 将前处理后的所述蝶翅浸溃于含所需材料元素的相应可溶性盐溶液中； 用蒸馏水第二次清洗所述蝶翅； 干燥处理所述蝶翅； 将浸溃后的所述蝶翅根据所需材料的材质的不同进行烧结； 随密闭炉降温至室温后，取出制备所得材料； 其中，所述前处理步骤为将所述蝶翅置于室温下无水こ醇、体积分数为6 20wt%HCl溶液、体积分数为6 20wt%Na0H溶液中的ー种溶液浸溃2 8h或几种溶液中分别依次浸溃2^8h ;所述浸溃于可溶性盐溶液的时间为2 24h，可溶性盐溶液的浓度为5%至饱和；所述烧结步骤为将所述蝶翅放于所述密闭炉中，在真空或惰性气体下将所述密闭炉内的温度从室温升至500 1200で，然后在最高温度保温2 6h。
2.根据权利要求I所述的具有蝶翅微观结构的材料的制备方法，其特征在于，所述前处理为依次分别在无水こ醇、体积分数为6%的HCl溶液和体积分数为6%的NaOH溶液中浸溃2h。
3.根据权利要求I所述的具有蝶翅微观结构的材料的制备方法，其特征在于，所述可溶性盐溶液是Fe (NO3) 3溶液或Al (NO3) 3溶液或Na2SiO3溶液。
4.根据权利要求I所述的具有蝶翅微观结构的材料的制备方法，其特征在于，所述可溶性溶液的浓度优选室温下的饱和浓度。
5.根据权利要求I所述的具有蝶翅微观结构的材料的制备方法，其特征在于，所述蝶翅在所述可溶性盐溶液中浸溃的时间优选8h，温度优选室温。
6.根据权利要求I所述的具有蝶翅微观结构的材料的制备方法，其特征在于，所述干燥处理具体为所述蝶翅放置于空气中，40°C下进行干燥处理2h。
7.根据权利要求2所述的具有蝶翅微观结构的材料的制备方法，其特征在于，所述蝶翅浸溃于所述可溶性盐溶液为Fe (NO3)3溶液时，所述烧结的环境为在真空度为10_2Pa下以I0C /min升温至800°C，并在800°C下保温2h。
8.根据权利要求2所述的具有蝶翅微观结构的材料的制备方法，其特征在于，所述蝶翅浸溃于所述可溶性盐溶液为Al (NO3) 3溶液时，所述烧结的环境为在N2环境下以IV /min升温至1000°C，并在1000°C下保温2h。
9.根据权利要求2所述的具有蝶翅微观结构的材料的制备方法，其特征在于，所述蝶翅浸溃于所述可溶性盐溶液为Na2SiO3溶液时，所述烧结的环境为在Ar环境下以1°C /min升温至700°C，并在700°C下保温2h。
10.ー种具有蝶翅微观结构的材料的图章，其特征在于所述图章即为使用权利要求I所述的材料镶嵌于具有磁性块体或网状的基板上做成的。
11.ー种应用权项10的所述图章的压印设备，其特征在于包括权利要求10所述的图章，所述图章用于按章。
12.根据权利要求11所述的具有蝶翅微观结构的材料的压印设备，其特征在于还包括若干按钮、支架、桌面、取章台、垫台、若干印章盒； 其中所述若干按钮并排安置在所述桌面上，所述支架、所述取章台和所述垫台设置所述桌面相应的位置上，所述取章台上设置所述若干印章盒，所述图章放置于相应的所述若干印章盒中。
13.根据权利要求11所述的具有蝶翅微观结构的材料的压印设备其特征在于所述支架包括直杆、支座、转台、横杆、竖杆、连杆、电磁铁和连件； 其中，所述直杆固定连接在所述支座上，所述直杆通过所述支座活动连接到所述转台上，所述横杆通过所述连杆活动连接所述直杆，所述竖杆通过所述连杆活动连接所述横杆；所述电磁铁通过所述连件与所述竖杆连接。·
全文摘要
一种具有蝶翅微观结构的材料的制备方法、图章和压印设备。制备方法包括选择具有微观结构的蝶翅进行前处理；将前处理后的所述蝶翅浸渍于含所需材料元素相应的可溶性盐溶液中；将浸渍后的所述蝶翅根据所需材料的不同进行相应的高温制度烧结。所述图章具有精细唯一的微观结构，而且盖章时能够压力大小的不同会使所按的章具有不同的光学效应，因而起到优异的防伪效果。而且，设备若使用程序控制，则可以实现完全的自动化，精确控制按章的位置与力度。在垫台下方放置一磁铁，使其与电磁铁同性相对，则可以在排斥力的作用下实现无接触式压印。在多重程序的控制下可以实现图章在压印时的任意组合，多次进行压印而达到更高的保密防伪效果。
文档编号B41K1/00GK102717613SQ2012100948
公开日2012年10月10日 申请日期2012年3月31日 优先权日2012年3月31日
发明者何昭文, 张旺, 张荻, 汪万林 申请人:上海交通大学