[发明专利]一种防伪用一维光子晶体膜及其制备方法

说明书

本发明属于防伪技术领域，提供了一种防伪用一维光子晶体膜及其制备方法。所述制备方法包括：将聚乙烯醇加入水中，加热搅拌溶解获得聚乙烯醇溶液，将聚乙烯醇溶液冷却后注入一维光子晶体模具中，干燥后脱模，制得防伪用一维光子晶体膜。本发明提供的防伪用一维光子晶体膜可以制成任意形状的防伪标识，无色透明，隐蔽性好；不含任何化学染料成分，具有环境友好性；防伪效果好，自然光线下将防伪标识旋转一定角度呈现明显彩虹色；还具有彩虹色强度在外加光源下会增强以及激光照射会出现衍射光斑的特点，均可用作二次防伪检测。制备方法简单易操作，安全性好，稳定性佳，对生产设备要求不高，成本低廉，可应用于工业化大规模生产。

技术领域

本发明属于防伪技术领域，具体涉及一种防伪用一维光子晶体膜及其制备方法。

背景技术

随着社会的发展和科技的进步，假冒产品的传播途径和涉及领域越来越广泛，严重扰乱了市场。防伪技术是保护企业品牌和消费者利益，维护企业正常经营和打击假冒产品的一种防范性技术措施，在各类产品上广泛应用。

在现有防伪技术中，激光防伪是利用激光成像技术进行防伪，普通消费者识别起来存在困难。数字防伪技术是一项综合计算机、网络通信及编码、高科技印刷等高新技术的综合防伪技术，方便消费者的查询鉴别、售后服务等。但专业性强，不适用于常规商品防伪领域。材料防伪主要是利用材料本身特性来进行防伪，一般采用特定油墨(荧光油墨、磁性油墨、温变油墨等)印刷特定图案等方式，但油墨的使用会给环境带来一定的负担。

光子晶体结构是一种由不同介电常数的介质材料在一维、二维和三维空间中形成的周期性结构，这种有序结构形成的光子禁带能够反射特定波长的光。不同于染料和色素，由于光子晶体的结构色来自于光在其内部结构中的折射、衍射和干射，对环境十分友好。由于光子晶体这种独特的光学特性，在防伪技术领域极具应用价值。目前，光子晶体材料的制备主要以聚合物和二氧化硅微球堆积或打印形成光子晶体结构，需要较长的时间或精密的设备仪器，成本较高，制备也较为麻烦。因此，需要开发一种制备简单、成本较低、应用广泛的防伪用光子晶体材料。

发明内容

本发明的目的在于提供一种制备简单、成本较低、应用广泛的防伪用光子晶体材料，以解决现有技术中防伪用光子晶体材料制备方法复杂、成本较高的技术问题。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一方面，本发明提供了一种防伪用一维光子晶体膜的制备方法，包括：将聚乙烯醇加入水中，加热搅拌溶解获得聚乙烯醇溶液，将聚乙烯醇溶液冷却后注入一维光子晶体模具中，干燥后脱模，制得防伪用一维光子晶体膜。

本发明提供的防伪用一维光子晶体膜的制备方法工艺简单，易操作，安全性好，稳定性佳，对生产设备要求不高，原材料成本和制备工艺成本均较为低廉，可应用于工业化大规模生产。

进一步的，所述聚乙烯醇和水的质量体积比(g/mL)为0.5-1：10。聚乙烯醇和水的质量体积比在此范围内可使制备的防伪用一维光子晶体膜的结构色效果最明显。并且，若聚乙烯醇和水的质量体积比过低，则会导致制备时间过长以及制备好的防伪用一维光子晶体膜不易从一维光子晶体模具中脱除的问题。

进一步的，所述加热搅拌的温度为80-100℃。

进一步的，所述一维光子晶体模具是由光盘刻有凹槽的一面与玻璃片结合形成的。

一维光子晶体模具中的光盘上的凹槽可以使制备的防伪用一维光子晶体膜具有一定的晶格间距，形成光栅。光栅衍射分为透射光衍射和反射光衍射。根据布拉格衍射定律nλ＝2dsinθ，防伪用一维光子晶体膜能够对激光进行透射光学衍射，在背景上形成两个明显的衍射光斑；同时能够对自然光进行反射光学衍射，随着观测角θ变化，其衍射波长也会发生变化，当衍射波长处于可见光范围内时，薄膜会呈现相应的结构色。