一種基于磁性粒子的條形碼、二維碼及其制備方法技術(shù)

一種基于磁性粒子的條形碼、二維碼及其制備方法涉及條形碼、二維碼制作領(lǐng)域，這種基于磁性粒子的條形碼、二維碼包括基材、磁性粒子的條形碼、二維碼圖案層。基于磁性粒子的條形碼、二維碼利用磁場(chǎng)圖案化方法制備，具有操作簡(jiǎn)單、綠色無污染等特點(diǎn)。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及條形碼、二維碼制作領(lǐng)域，尤其涉及一種基于磁性粒子的條形碼、二維碼及其制備方法。
技術(shù)介紹
條形碼、二維碼作為一種高容量信息存儲(chǔ)、傳遞和識(shí)別技術(shù)，自誕生之日起就得到了世界上許多國(guó)家的關(guān)注。美國(guó)、德國(guó)、日本等國(guó)，不僅將條形碼、二維碼技術(shù)應(yīng)用于公安、外交、軍事等部門對(duì)各類證件的管理，而且也將其應(yīng)用于海關(guān)、稅務(wù)等部門對(duì)各類報(bào)表和票據(jù)的管理，商業(yè)、交通運(yùn)輸?shù)炔块T對(duì)商品及貨物運(yùn)輸?shù)墓芾?，郵政部門對(duì)郵政包裹的管理，工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域?qū)I(yè)生產(chǎn)線的自動(dòng)化管理。我國(guó)對(duì)條形碼、二維碼技術(shù)研究開始呀1993年。目前條形碼、二維碼技術(shù)已經(jīng)在我國(guó)的汽車行業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)線、醫(yī)療急救服務(wù)卡、涉外專利及案件收費(fèi)、珠寶寶石飾品管理、高速公路收費(fèi)管理及銀行匯票上得到了應(yīng)用。近年來?xiàng)l形碼、二維碼應(yīng)用開始進(jìn)入開放流通領(lǐng)域，在物流標(biāo)簽中，已經(jīng)開始使用條形碼表示發(fā)貨地、收貨的地址等信息。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織的包裝技術(shù)委員會(huì)提出了包裝標(biāo)簽的二維條碼標(biāo)準(zhǔn)，國(guó)際物品編碼協(xié)會(huì)在EAN·UCC規(guī)范中提出了標(biāo)準(zhǔn)化的二維條碼應(yīng)用規(guī)范，標(biāo)志著開放物流供應(yīng)鏈過程二維條碼應(yīng)用需用已經(jīng)明確，二維條碼技術(shù)的應(yīng)用正從以往單一的、局部的、封閉的系統(tǒng)應(yīng)用，想著形成開放的，全球化、標(biāo)準(zhǔn)化大型應(yīng)用系統(tǒng)方向發(fā)展。隨著社會(huì)信息化程度的不斷提高和二維條碼等自動(dòng)識(shí)別與數(shù)據(jù)采集技術(shù)的速發(fā)展，近幾年來二維條碼技術(shù)與其他技術(shù)相互融合、相互滲透的趨勢(shì)越來越明顯?，F(xiàn)今的條形碼、二維碼的制作技術(shù)都是印制技術(shù)，需要對(duì)油墨在高溫下進(jìn)行后處理，不耐高溫的基材上就不能被印制上二維碼和條形碼。所以開發(fā)一種對(duì)基材適用性廣的方法是該領(lǐng)域的一項(xiàng)核心問題。利用磁場(chǎng)制作圖案的方法，在科學(xué)研究中已經(jīng)被廣泛的使用。磁場(chǎng)作為一種清潔、高效的工具可以在磁場(chǎng)調(diào)制器的作用下，誘導(dǎo)磁性粒子在磁場(chǎng)中形成圖案。磁場(chǎng)調(diào)制器由高磁導(dǎo)率材料和低磁導(dǎo)率材料組成。如圖1所示，當(dāng)磁場(chǎng)沿豎直方向通過高磁導(dǎo)率材料時(shí)，磁場(chǎng)傾向于從材料的內(nèi)部穿過，導(dǎo)致了豎直方向上高磁導(dǎo)率材料表面附近區(qū)域的磁通密度增大，而在水平方向上高磁導(dǎo)率材料表面附近區(qū)域的磁通密度減小。同樣的，當(dāng)磁場(chǎng)沿著豎直方向通過低磁導(dǎo)率材料時(shí)，磁場(chǎng)傾向于繞過材料從材料的外部穿過，導(dǎo)致了豎直方向上低磁導(dǎo)率材料表面附近區(qū)域的磁通密度減小，而在水平方向上低磁導(dǎo)率材料表面附近區(qū)域的磁通密度增大。將高磁導(dǎo)率材料和低磁導(dǎo)率材料簡(jiǎn)單地交替排列，放入磁場(chǎng)中就可以使磁場(chǎng)的磁通密度梯度變化。由高磁導(dǎo)率材料鐵箔片(300μm厚)和低磁導(dǎo)率材料鋁箔片(300μm厚)交替排列組成的磁場(chǎng)調(diào)制器放入一個(gè)磁通密度為20mT的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，其在磁場(chǎng)調(diào)制器表面豎直方向100μm平面的磁通密度分布如圖2所示。若將磁場(chǎng)調(diào)制器表面設(shè)計(jì)條形碼、二維碼的圖案，圖案使用高磁導(dǎo)率的材料制作而成。磁場(chǎng)調(diào)制器放入豎直方向磁場(chǎng)中后，將在磁場(chǎng)中出現(xiàn)一個(gè)條形碼、二維碼圖案的磁通密度梯度變化的區(qū)域，如圖3所示。磁性粒子在磁場(chǎng)中主要受到磁場(chǎng)力的作用都是常數(shù)，可以用來反應(yīng)磁場(chǎng)力，磁場(chǎng)力的大小主要和磁場(chǎng)磁通密度的梯度有關(guān)。所以磁場(chǎng)中加入的磁性粒子最終都會(huì)在磁場(chǎng)力的作用下，沉積到存在磁通密度梯度變化的區(qū)域。由于磁場(chǎng)調(diào)制器對(duì)磁場(chǎng)特殊的調(diào)制作用，可以在磁場(chǎng)中形成條形碼、二維碼圖案形狀的存在磁通密度變化的區(qū)域，在磁場(chǎng)力的作用下磁性粒子最終沉積到條形碼、二維碼圖案的區(qū)域，這樣就形成了基于磁性粒子的條形碼、二維碼的圖案，如圖4所示。圖中箭頭代表了磁性粒子收到的磁場(chǎng)力的方向，可見磁性粒子都會(huì)向高磁導(dǎo)率材料上方的區(qū)域沉積，最終形成磁性粒子的圖案。在圖4中，可見磁通密度分布呈現(xiàn)梯度變化，在高磁導(dǎo)率材料的上表面一定高度范圍磁通密度增大，低磁導(dǎo)率材料上表面一定高度范圍磁通密度減小。從磁場(chǎng)中不同位置磁性粒子所受到的磁力的分布圖可見，在磁通密度的梯度變化大的區(qū)域磁力較大，而在磁通密度梯度變化小的區(qū)域磁力較小。即在高磁導(dǎo)率材料的上表面一定高度范圍內(nèi)磁性粒子收到的磁場(chǎng)力較小，而在低磁導(dǎo)率材料的上表面一定高度范圍內(nèi)磁性粒子收到的磁場(chǎng)力較大。所以在低磁導(dǎo)率材料表面一定高度范圍內(nèi)的磁性粒子將在磁場(chǎng)力的驅(qū)動(dòng)下向著兩邊的高磁導(dǎo)率材料區(qū)域移動(dòng)，最終磁性粒子都會(huì)沉積在高磁導(dǎo)率材料的表面。本專利技術(shù)利用磁場(chǎng)調(diào)制器在磁場(chǎng)中形成具有條形碼、二維碼圖案的區(qū)域，最終使磁性粒子沉積到該區(qū)域的方法形成條形碼、二維碼的圖案。該方法簡(jiǎn)單、高效、環(huán)保、成本低廉、對(duì)基材的適用性廣，在條形碼、二維碼印制領(lǐng)域有很大應(yīng)用潛力。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)涉及一種基于磁性粒子的條形碼、二維碼及其制作方法。一種基于磁性粒子的條形碼、二維碼，主要由基材、磁性粒子的條形碼、二維碼圖案層以及保護(hù)膜層組成。優(yōu)選的，基材為：金屬薄膜、玻璃、紙張、高分子薄膜或其他無機(jī)非金屬材料薄膜。優(yōu)選的，磁性粒子為Fe基磁性粒子、Co基磁性粒子、Ni基磁性粒子、合金磁性粒子和鐵氧體磁性粒子、四氧化三鐵包覆的或包覆四氧化三鐵的具有核殼結(jié)構(gòu)磁性的粒子或其混合體系。優(yōu)選的，其特征在于，保護(hù)膜為金屬薄膜、玻璃、紙張、高分子薄膜或其他無機(jī)非金屬材料薄膜。優(yōu)選的，將表面帶有圖案的磁場(chǎng)調(diào)制器放入磁場(chǎng)，磁性粒子在調(diào)制磁場(chǎng)的誘導(dǎo)下沉積成條形碼、二維碼的圖案。一種基于磁性粒子的條形碼、二維碼的制作方法，主要包括以下步驟：將表面帶有條形碼、二維碼圖案的磁場(chǎng)調(diào)制器放入磁場(chǎng)中，基材放置在調(diào)制器表面，在基材的表面加入磁性粒子，磁性粒子在磁場(chǎng)的誘導(dǎo)下形成與磁場(chǎng)調(diào)制器表面圖案相同的圖案，壓制條形碼、二維碼圖案，在圖案的表面覆保護(hù)膜。一種磁場(chǎng)調(diào)制器，其特征在于：包括上表面具有圖案凹槽或孔道的主體和填充在圖案凹槽或孔道里的填充物質(zhì)；當(dāng)主體為低磁導(dǎo)率材料時(shí)，填充物質(zhì)為高磁導(dǎo)率材料；當(dāng)主體為高磁導(dǎo)率材料時(shí)，填充物質(zhì)為低磁導(dǎo)率材料；這里的高低是相對(duì)的，即主體和填充物質(zhì)具有不同的磁導(dǎo)率即可。進(jìn)一步，高磁導(dǎo)率材料為鐵、鈷、鎳、低碳鋼、鐵系合金、鈷系合金、鎳系合金、軟磁鐵氧體、各類軟磁合金、各類軟磁復(fù)合材料或其一種或幾種的混合物。進(jìn)一步，低磁導(dǎo)率物質(zhì)為低磁導(dǎo)率金屬、陶瓷、熱固型高分子材料、或(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸酯類樹脂或單體中一種或幾種的混合物。優(yōu)選的，磁性粒子為Fe基磁性粒子、Co基磁性粒子、Ni基磁性粒子、合金磁性粒子和鐵氧體磁性粒子、四氧化三鐵包覆的具有核殼結(jié)構(gòu)磁性的粒子或其混合體系。優(yōu)選的，基材為金屬薄膜、玻璃、紙張、高分子薄膜或其他無機(jī)非金屬材料薄膜。優(yōu)選的，磁場(chǎng)調(diào)制器放在在磁場(chǎng)中磁通密度大于0.5mT的位置。、優(yōu)選的，其特征在于，保護(hù)膜為金屬薄膜、玻璃、紙張、高分子薄膜或其他無機(jī)非金屬材料薄膜。附圖說明圖1是高磁導(dǎo)率物質(zhì)和低磁導(dǎo)率物質(zhì)對(duì)豎直方向磁場(chǎng)的作用示意圖；圖2是20mT的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中厚度為300μm的鐵箔片和鋁箔片交替組成的磁場(chǎng)調(diào)制器表面上方100μm的磁通密度分布圖；圖3是20mT勻強(qiáng)磁場(chǎng)中表面有條形碼圖案的磁場(chǎng)調(diào)制器表面上方100μm處磁通分布圖。圖4是磁通密度梯度捕獲磁性粒子形成圖案的機(jī)理圖；圖5是本專利技術(shù)中一種基于磁性粒子的條形碼、二維碼的制作方法實(shí)施實(shí)例示意圖；圖6是20mT勻強(qiáng)磁場(chǎng)中表面有二維碼圖案的磁場(chǎng)調(diào)制器表面上方100μm處磁通分布圖。具體實(shí)施方式為使本專利技術(shù)的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本專利技術(shù)的實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說明書所揭露的本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種基于磁性粒子的條形碼或二維碼，其特征在于，包括基材、磁性粒子的條形碼或二維碼圖案層以及保護(hù)膜層。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于磁性粒子的條形碼或二維碼，其特征在于，包括基材、磁性粒子的條形碼或二維碼圖案層以及保護(hù)膜層。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于磁性粒子的條形碼或二維碼，其特征在于，基材為：金屬薄膜、玻璃、紙張或高分子薄膜。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于磁性粒子的條形碼或二維碼，其特征在于，磁性粒子為Fe基磁性粒子、Co基磁性粒子、Ni基磁性粒子、合金磁性粒子和鐵氧體磁性粒子、四氧化三鐵包覆的或包覆四氧化三鐵的具有核殼結(jié)構(gòu)磁性的粒子或其混合體系。4.制備如權(quán)利要求1-3任意一項(xiàng)所述的一種基于磁性粒子的條形碼或二維碼的方法，其特征在于，將表面帶有圖案的磁場(chǎng)調(diào)制器放入磁場(chǎng)，磁性粒子在調(diào)制磁場(chǎng)的誘導(dǎo)下沉積成條形碼或二維碼的圖案。所述磁場(chǎng)調(diào)制器，包括上表面具有圖案凹槽或孔道的主體和填充在圖案凹槽或孔道里的填充物質(zhì)...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：朱曉群，胡棟棟，聶俊，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：北京化工大學(xué)，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：北京;11