一种纸基声色集成化防伪标识及其全印刷制作方法

本发明属于防伪标识，具体是一种纸基声色集成化防伪标识及其全印刷制作方法。

背景技术：

1、传统的防伪标识，如商品挂牌、名片及二维码标签等，均是通过印刷或粘贴的方式，转移到物品表面，从而达到保护目标物的目的，但是，大多数的防伪标识功能单一、制造成本昂贵且易造成环境污染，从而限制其更宽泛的应用。

2、目前，由于印刷电子产品具有成本低廉、节约资源、绿色环保、柔性化以及可以大面积生产等优点，基于纸基的防伪标识，近年来受到越来越多的关注，加之其自身也具有环保可降解的优点，因此，具有广泛的应用前景，但是，现有的基于纸基的防伪标识仅限于图案防伪，使功能比较单一，因此，需进一步研究开发，以赋予其多功能化。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种纸基声色集成化防伪标识及其全印刷制作方法，具有图案防伪和声音防伪功能。

2、为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

3、一种纸基声色集成化防伪标识，包括纸张基底、显示单元、导电线路和声音单元；

4、所述显示单元包括印刷于纸张基底表面的导电电极层，导电电极层表面刮涂有离子存储层，离子存储层上面黏贴有对电极层；

5、所述声音单元包括印刷于纸张基底表面的底部导电电极层，底部导电电极层表面刮涂有电压极化层，电压极化层表面印刷有顶部导电电极层；

6、所述导电电极层、底部导电电极层和顶部导电电极层均由导电聚合物油墨印刷而成；

7、所述导电线路由印刷于纸张基底表面的导电银浆形成，显示单元和声音单元由导电线路相连通。

8、进一步地，所述纸张基底为数码打样纸或涂布纸。

9、进一步地，所述导电聚合物油墨由如下方法配制得到：

10、按照质量比(90～95)：(5～10)将质量分数为1.3％的聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸水溶液和丙酮混合，得到混合溶液b；按照质量比(90～95)：(5～10)将混合溶液b和丁醇混合，得到导电聚合物油墨。

11、进一步地，所述导电电极层和底部导电电极层表面通过如下方法进行后处理：

12、在导电电极层和底部导电电极层表面抹导醋酸溶液或乙醇溶液，常温干燥10～30min，得到具有高导电性的导电电极层和底部导电电极层。

13、进一步地，所述离子存储层由如下方法制得：

14、按照质量比(1～3)：1：(10～15)将高氯酸盐、聚二甲基硅氧烷和去离子混合，在90℃的水浴锅中加热搅拌1h，超声分散消除气泡，得到高氯酸盐水凝胶，将高氯酸盐水凝胶均匀地刮涂在导电电极层表面，形成离子存储层；

15、所述高氯酸盐为liclo4、zn(clo4)2或al(clo4)3。

16、进一步地，所述对电极层为金属锌箔或铜箔。

17、进一步地，所述电压极化层由如下方法制得：

18、按照质量比(1～3)：(3.5～4.5)：(3.5～4.5)取物质a、二甲基亚砜和去离子水混合，在90℃的水浴锅中加热搅拌1h，超声分散消除气泡，得到电压极化层原料，将电压极化层原料均匀地刮涂在底部导电电极层表面，形成电压极化层；

19、所述物质a为pva、peo或pdms。

20、一种纸基声色集成化防伪标识的全印刷制作方法，包括如下步骤：

21、步骤1、按照质量比(90～95)：(5～10)将质量分数为1.3％的聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸水溶液和丙酮混合，得到混合溶液b；按照质量比(90～95)：(5～10)将混合溶液b和丁醇混合，在室温下搅拌12h，得到导电聚合物油墨；

22、步骤2、按照设计的防伪图案，采用凹版印刷，在纸张基底表面的不同区域分别印刷导电聚合物油墨，在90～120℃下，退火20～30min，形成导电电极层和底部导电电极层；

23、步骤3、蘸取醋酸溶液或乙醇溶液，涂抹在导电电极层和底部导电电极层表面，在常温下，干燥10～30min；

24、步骤4、采用丝网印刷，在纸张基底表面印刷导电银浆，形成两条导电线路，其中：第一条导电线路的一端与导电电极层相连，第二条导电线路的一端与导电电极层相连，在120℃下，干燥20min；

25、步骤5、按照质量比(1～3)：1：(10～15)将高氯酸盐、聚二甲基硅氧烷和去离子混合，在90℃的水浴锅中加热搅拌1h，超声分散消除气泡，得到高氯酸盐水凝胶，将高氯酸盐水凝胶均匀地刮涂在导电电极层表面，形成离子存储层；

26、步骤6、按照质量比(1～3)：(3.5～4.5)：(3.5～4.5)取物质a、二甲基亚砜和去离子水混合，在90℃的水浴锅中加热搅拌1h，超声分散消除气泡，得到电压极化层原料，将电压极化层原料均匀地刮涂在底部导电电极层表面，形成电压极化层；

27、所述物质a为pva、peo或pdms；

28、步骤7、将金属锌或铜箔黏贴于离子存储层表面，形成对电极层，对电极层与第二条导电线路的另一端相连；

29、步骤8、采用凹版印刷，在电压极化层表面印刷导电聚合物油墨，形成顶部导电电极层，顶部导电电极层与第一条导电线路的另一端相连。

30、进一步地，所述步骤2的凹版印刷采用的印刷速度为0.1～0.3m/s，印刷压力600～700n，凹印网穴深度为50um，加网角度为53°，加网线数为175l/in。

31、进一步地，所述步骤5的高氯酸盐为liclo4、zn(clo4)2或al(clo4)3。

32、本发明与现有技术相比，具有如下技术效果：

33、当导电电极层和对电极层的接触时，使离子存储层与对电极层发生化学反应，化学能转化为电能，不仅使显示单元出现防伪图案的颜色变化，而且电能通过导电线路传输给与显示单元串联的声音单元，薄膜状的电压极化层产生形变，发出震动产生声音，从而实现了声音和图案的双重防伪，提高了防伪效果；当导电电极层和对电极层分离时，显示单元进行图案隐藏，且在内部进行能量存储；可见，本发明的纸基声色集成化防伪标识不仅结构简单，而且能够实现能量的转化、存储和消耗一体化，应用于产品包装时，更加便捷，也更加智能化，提升了消费者对产品的购买欲望。

34、采用凹版印刷的方式，采用同种导电聚合物油墨一次印刷制备显示单元和声音单元的导电电极层，采用丝网印刷的方式印刷导电线路，采用刮涂方式印刷离子存储层和电压极化层，实现了防伪标识的大面积地的规模化全印刷，制造工艺更加高效和低成本。

35、本发明选用数码打样纸或涂布纸作为纸张基底，其区别于传统的pet、pen基底，具有绿色环保、可循环利用、成本低廉和柔性好等优势。

技术特征：

1.一种纸基声色集成化防伪标识，其特征在于，包括纸张基底(1)、显示单元(2)、导电线路(3)和声音单元(4)；

2.根据权利要求1所述的纸基声色集成化防伪标识，其特征在于，所述纸张基底(1)为数码打样纸或涂布纸。

3.根据权利要求1所述的纸基声色集成化防伪标识，其特征在于，所述导电聚合物油墨由如下方法配制得到：

4.根据权利要求1所述的纸基声色集成化防伪标识，其特征在于，所述导电电极层(5)和底部导电电极层(8)表面通过如下方法进行后处理：

5.根据权利要求1所述的纸基声色集成化防伪标识，其特征在于，所述离子存储层(6)由如下方法制得：

6.根据权利要求1所述的纸基声色集成化防伪标识，其特征在于，所述对电极层(7)为金属锌箔或铜箔。

7.根据权利要求1所述的纸基声色集成化防伪标识，其特征在于，所述电压极化层(9)由如下方法制得：

8.一种如权利要求1～7任一项所述纸基声色集成化防伪标识的全印刷制作方法，其特征在于，包括如下步骤：

9.根据权利要求8所述纸基声色集成化防伪标识的全印刷制作方法，其特征在于，所述步骤2的凹版印刷采用的印刷速度为0.1～0.3m/s，印刷压力600～700n，凹印网穴深度为50um，加网角度为53°，加网线数为175l/in。

10.根据权利要求8所述纸基声色集成化防伪标识的全印刷制作方法，其特征在于，所述步骤5的高氯酸盐为liclo4、zn(clo4)2或al(clo4)3。

技术总结本发明公开了一种纸基声色集成化防伪标识及其全印刷制作方法，防伪标识包括纸张基底、显示单元、导电线路和声音单元；所述显示单元包括印刷于纸张基底表面的导电电极层，导电电极层表面刮涂有离子存储层，离子存储层上面黏贴有对电极层；所述声音单元包括印刷于纸张基底表面的底部导电电极层，底部导电电极层表面刮涂有电压极化层，电压极化层表面印刷有顶部导电电极层；所述导电电极层、底部导电电极层和顶部导电电极层均由导电聚合物油墨印刷而成；所述导电线路由印刷于纸张基底表面的导电银浆形成，显示单元和声音单元由导电线路相连通。本发明采用全印刷技术，不仅降低了生产成本，而且制备的防伪标识具有声音和图案的双重防伪功能，更加智能。技术研发人员：刘国栋,陈淑月,王嘉宁,李志健,孟卿君,刘汉斌受保护的技术使用者：陕西科技大学技术研发日：技术公布日：2024/5/27