具有首饰功能的永久性密封防伪储物装置的研发

具有首饰功能的永久性密封防伪储物装置的研发
【摘要】针对防伪、永久密封保存的需要，本文介绍一种永久性密封防伪储物装置及其研发。

永久密封保存要求该装置具有结构坚固耐用、能防伪造和抵御各种恶劣环境的特点，能使所保存的物品永不变质，为科学研究或收藏留念提供可靠保障。

为满足这些要求，借鉴长沙马王堆汉墓相关研究的原理，该装置采用了内部具有空腔的金属瓶+防伪槽+防伪罩的结构，并采用耐腐蚀、抗高温、有良好生物相容性的钛合金材料，采取了温度密封补偿等措施。

该装置已成功研制，它使任何人均可同时解决防伪及密封问题（如保存自己的遗嘱或DNA等）而无须借助特殊设备。

为了能将重要物品作为首饰佩戴或保存，并作为礼物相互赠送，借鉴工业设计方面的理论，对该装置进行了外观设计，取得了初步的成果。

【关键词】防伪永久密封保存首饰
随着科技的发展，各种生物的DNA已相续地被提取出来，并被广泛用于各方面的研究，如人体的DNA已被用于生命科学的研究、疾病的诊断、亲子鉴定等等。

DNA是一种生命的遗传信息、一种能反映人体独一无二的外貌、体态、性格、甚至命运等的特异性物质，许多人对它抱有神奇感。

人们希望将自身或亲人的含有DNA的载体（如毛发等）保存或佩戴，以备急时之需，或用于科学研究，或作留念。

要保存好含有DNA的载体，其保存工具必须要有极好的防伪密封性能，以达到永不变质并有极高信誉的效果。

另一方面，遗嘱等重要文件也需要防伪密封的储物装置。

综上所述，人们需要一种能防伪且永久性密封保存重要物品（如生物DNA 载体、文件载体、证明材料、文物等）的工具。

并希望能将这些物品作为首饰佩戴以随身携带。

针对这一需求，本文介绍一种具有首饰功能的永久性密封防伪储物装置[1]及其研发。

1 永久保存原理和储物盒结构设计
1.1 永久保存原理
永久性密封防伪储物装置的工作原理是基于中国一项长达2100年的实验结果。

对汉朝长沙马王堆汉墓相关研究表明，密封保存是保持物品/生物的重要方式，是不朽的真正原因[2]：同期同址安放的两个墓，结构相同，辛夫人墓用了白胶泥进行密封，产生了密封缺氧的环境，使细菌和真菌这两种自然界的腐烂剂不能正常工作，故能长期保持内中尸身完好；而另一个墓（辛追之子的墓）只用木炭防潮，未用白胶泥密封，尸身完全腐坏。

1.2 主体材料选择
永久性密封防伪储物装置要保证能经历漫漫历史长河的寒来暑往冷热交替
而不会有丝毫泄漏。

与密封的罐头类似：罐头可以让食品保存几个月甚至几十年。

但是，罐头的罐是用铁皮或铝等材料制成，难以具有永久性。

而钛合金具有耐腐蚀、抗高温、有良好生物相容性等优良性能[3、4]，因此，本装置的密封防伪储物盒的主体、密封盖和密封球等零件采用钛合金材料制造。

钛合金材料在+500°C 到-200°C的温度范围内均可正常工作，综合考虑各种极限情况，将本装置适用的温度范围定为-20℃到+300℃，在此温度范围内，要求不爆裂、不变形。

1.3 结构设计
为方便无须借助专用设备而存取物品，本装置的密封防伪储物盒设计成由主体、密封盖、密封球、压簧和C形止退圈等零件组成，如图1所示。

图1（b）是主体示意图，主体具有一主部和一颈部，颈部设有外螺纹，主部和颈部之间的凸台处设有纵向环槽，凸台均布3个定位凹孔；C形止退圈置于主体的环槽内并使短柱插入凸台上的定位凹孔，其另一端部翘起并与密封盖端面斜齿相抵接；
图1（a）是密封盖示意图，密封盖通过内螺纹和主体连接构成储物盒，密封盖于内螺纹根部设有防伪槽，端面设有斜齿，槽与斜齿之间为防伪段，在槽中开有若干穿孔，穿孔的作用是使密封盖在该槽的位置容易断开；
图1（c）是密封防伪储物盒的结构示意图，密封球置于主体的瓶口端面上，密封球的直径大于主体的瓶口直径而小于密封盖内径，主体的瓶口端面和密封球外表面均要求处理光滑，保证能紧密接触；压簧置于密封球与密封盖的内底面之间；主体的主部还焊接有一防伪罩。

2 封装操作方法和功能实现
2.1 具体封装操作方法（参看图1（d））
（1）将生物DNA载体（如人体毛发等）或其它要保存的重要物品放入主体的空腔内；（2）在主体的空腔内加上除菌防腐剂（如碘酒）；（3）将C形止退圈置于主体的环槽上，将其短柱插入环槽的定位凹孔中，C形止退圈的另一端翘起；（4）将密封球放置于主体的瓶口端面处，将压簧置于密封球上；（5）最后将密封盖旋到主体上；防伪罩将主体的凸缘和密封盖的防伪段罩盖。

2.2 密封功能的保证
当长期存放时，由于有热胀冷缩的效应，若无温度密封补偿机制，即使瓶盖只松动几度，也会有泄漏现象出现。

经数十次试验，本永久性密封防伪储物装置采用上述结构设计，其中为防止螺纹松动，经计算要求防退的端面斜齿深度不小于0.2mm，重叠齿数不少于1个；而压簧的作用则是使密封球与主体的瓶口端面保持紧密接触，避免长期使用中温差效应所致的密封松动现象出现，保证完全密封。

2.3 防伪功能的实现
本装置除具有永久性密封保存功能之外，还要兼有防伪功能。

因此，将它定为经封装开启后，不能再复原的容器。

图1（d）是本装置的装配示意图，其防伪原理是：C形止退圈与主体凸台上的环槽和密封盖端面的斜齿配合，使密封盖只能顺向旋紧而不能反向松开；由于防伪槽是整个装置中最薄弱的地方，当外加力矩达到某一数值时，密封盖就从这里首先破坏，密封防伪储物盒被开启，而且，不能重复使用。

为方便无须借助专用设备而无损地取出内存物品，将开启力矩定为2.5Nm-40Nm，用双手就可开启。

图2（a）是封装前的密封防伪储物盒图片，图2（b）是开启后的密封防伪储物盒图片。

由图2可清楚看到：开启后，密封盖在防伪槽处断开，端面斜齿部分从密封盖上脱离。

主体的主部上焊接的防伪罩向主体的颈部延伸并超过密封盖的防伪段F（参看图1（a））而留出一个能露出部分防伪段的缺口。

其作用是防止用夹具夹紧防伪段F，通过强行破坏C形止退圈与密封盖的端面斜齿组成的防倒退结构而将密封盖打开；同时又可以从防伪罩6的波形齿间隙观察到密封盖的防伪段F是否完好完整，以防止有人将密封盖拧断开启后重新粘上。

为了进一步提高本装置的防伪造性，每个独立完整的密封防伪储物盒上设置有唯一的编码或标识。

这些标识还可以是只有厂家才知的密记（类似于印钞厂在钞票上设置的密记）。

可通过公证等方法获得法律效力，以达到有极高信誉的效果。

矿泉水瓶盖也有类似防篡改密封结构，但矿泉水瓶盖的材料是聚酯，不耐老化及高温，与采用钛合金制造的密封防伪储物盒不可同日而语。

钛合金是典型的难加工材料，在耗费了数十万元并失败了N次后，上述材料及结构匹配的奥秘才被认识。

密封防伪储物装置终于研制成功，它使任何人均可同时解决防伪及密封问题（如保存自己的遗嘱或DNA等）而无须借助特殊设备。

2.4 首饰功能的实现
密封防伪储物装置的外形可以设计为完全不同的形状。

但有人希望能将重要物品作为首饰佩戴以随身携带；有人希望能将重要物品作为礼物相互赠送；还有人希望能将某些物品作为爱情信物。

因此，借鉴工业设计方面的理论，对该装置进行了外观设计，将其设计为一个爱情子弹。

图3是爱情子弹与项链相配，作为吊坠的用法。

密封防伪储物装置的外形还可以设计为徽章，袖扣，圆筒等形状。

3 结语
综上所述，本装置具有如下特点：（1）本装置结构坚固耐用、能抵御各种恶劣环境并能防伪，能为所保存的物品（生物个体DNA载体等）提供永不变质的保存条件，为科学研究或收藏作留念提供保障。

（2）能将重要物品（如生物DNA 载体等）作为首饰佩戴或保存，这种首饰是亲情、爱情、友谊的象征，可作为一
种礼物相互赠送，具有特别意义。

这种密封防伪储物装置可做成能保存全部生命信息的钛合金基因首饰。

其外形可以是吊坠、徽章、袖扣、圆筒等。

只要你把重要的东西放进去，一拧紧，它就把这东西完全密封起来，防水防潮、防光分解、防氧化、防风化、耐強腐蚀，象密封的罐头一样。

它即使深埋海底一万年也不会改变，与天地同在。

想要取出里面的东西，必须逆时针方向使尽全力拧开它，这样它就会象我们拧开可乐瓶盖那样从中间断开，不可复原。

一看就知道开过没有，要把东西重新保存，必需新购另一个。

它是特殊的个人化首饰产品，外表刻码，有极高信誉的效果，内藏无法仿制的DNA，每一个都是宇宙间独-无二的。

参考文献：
[1]杨建，杨珮珮.永久性密封防伪储物装置.中国专利，200910194247. 0，2009-11-27.
[2]湖南医学院主编.长沙马王堆一号汉墓古尸研究.文物出版社出版，1980年10月.
[3]日本钛协会.钛材料及其应用.冶金工业出版社，2008-11.
[4]刘宣勇.生物医用钛材料及其表面改性.化学工业出版社，2008-11.。