CN103930905A - 包含射频可读代码的安全膜 - Google Patents

Abstract

描述了一种安全膜(10，11)，其包含其上被施加电代码(50)的膜(1)，所述电代码(50)通过具有特定电性能的至少—种墨获得，所述电代码(50)包含能够通过使用射频被提取的数字信息。

Description

包含射频可读代码的安全膜

技术领域

本发明涉及包含射频可读代码的安全膜。更特别地，本发明涉及适于被插入到聚合或纸基支撑物(support)中的包含射频可读代码的安全膜。

背景技术

印刷的电代码(electric code)在本领域中是已知的，其被施加于物体使得物体可以被识别和／或跟踪。

例如，国际专利申请no.WO2009/138571公开了一种通过利用墨的一些电性能来产生电代码的方法。

根据上述国际专利申请，通过分析包含根据所述方法印刷的电代码的表面如何对射频作出反应来读取电代码。

电极被用来向电代码供给交变的(或无论如何是不恒定的)电信号，然后再次通过使用所述电极来测量响应电流或电压。

与不使用射频的其它电代码读取系统相比较，由于通过分析墨的导电性能所提供的信号的质量以及即使当在没有接触的情况下(即，在已被施加电代码的衬底的背侧，或者通过图形装饰层或保护代码免受外部因素(external agent)影响的保护层)读取代码时也获得所述信号的能力，上述国际专利申请中描述的方法确保了更可靠的读取。

射频的使用也允许更好地分析墨的电性能，并因此使用具有特殊性能(诸如介电性能)的墨来创建电代码。

仍然根据所述国际专利申请，当电代码被层叠在一个或更多个叠层内时，即使在代码本身和电极之间存在一定的物理距离，射频也允许读取所述电代码。

通过使用射频所获得的另一优点在于它还允许争详细地分析墨的电性能，所述墨当被适当的射频读取器读取时产生可以既在幅度方面又在实部和虚部之间的比率方面变动的信号，如图1(其示出各种类型的墨A、B、C、D和E的实和虚电行为)所示。

目前通过将具有预定电性能的墨直接印刷到最终衬底上来创建电代码。尽管灵活，但此过程常常既不实用也不安全。

例如，当制备用于纸币(paper money)的安全纸时，安全纸制造商在安全纸制备过程期间将电代码直接印刷到纸上是不利的。

另外，为了印刷电代码，操作者必须知道要印刷的电代码的几何布置和要使用的各种墨。正是这些墨可能被用于克隆(doning)先前印刷的代码，因为为了克隆电代码，知道要印刷的几何序列和必须使用的特定墨就足够了。

在这方面，克隆代码是指在不知道产生代码的逻辑的情况下印刷或创建该代码，而复制代码是指在知道代码的产生逻辑时印刷或创建该代码。

由于主要在安全领域中使用电代码，所以在印刷过程期间保护其保密性的管理是重要的。

在本领域中进一步知道将安全膜(也称作安全线)插入到纸中，所述安全线包含通过印刷已知的磁性墨而获得的信息，所述信息可通过已知的传感器读取。

安全膜或安全线也可以是荧光类型的(所述线当暴露于紫外线时发射荧光)或者是全息类型的(在膜中提供全息图案)，或者可以借助于多色装饰(polychrome decorations)来获得。

然而，现有技术的安全膜只可包含非常少量的信息，典型地是每英寸几个比特单位，并且不能被数字印刷，从而使得改变在代码自身中包含的信息是不可能的或极不实际的，所述改变可以是顺次的或随机的。

发明内容

因此，本发明的目的是提供适于被插入到支撑物中、特别是被插入到聚合或纸基支撑物中的安全膜。

本发明的进一步目的是指出如下的安全膜：其可以被施加于安全纸或者在制造安全纸的过程期间的另一材料，并且其事先通过模拟印刷技别术或数字印刷技术被创建。

本发明的进一步目的是指出包含电代码的安全膜，所述电代码包含足够量的信息，从而允许所述代码被用来确保其中已被插入所述安全膜的纸的可追踪性。

简言之，本发明描述了包含射频可读代码的安全膜，其通过印刷、转印(transfer)、机械消融(ablation)或化学去除技术被施加到聚合或纸基衬底上。

安全膜可以被层叠在附加的纸基或聚合材料的内部或其表面上，以便获得层叠材料，所述层叠材料包含由制造商定义的数字信息，并且具有可甚至(但并非排他性地)基本上大于10BPI(比特每英寸)的线密度。

通过使用当将材料置于随时间不恒定的电场中时能够产生并分析材料的行为的读取器，来从层叠材料提取与代码的部分的电行为以及它们的几何布置相关的数字信息。

通过包含射频可读代码并且具有在所附权利要求中陈述的特征的安全膜来实现所述目的，所述权利要求意在作为本说明书的组成部分。

附图说明

现在将参考附图在本发明的一些优选实施例中详细描述本发明，在这里作为非限制性例子提供了所述优选实施例，在附图中：

-图1示出了代表具有特定电性能的各种类型墨的实和虚电行为的图形；

-图2和2a示出了各种类型的电代码；

-图3示出了用于制备根据本发明的安全膜的方法，其中电代码被印刷到所述安全膜上；

-图4示出了用于层叠图3的安全膜的过程；

-图5示出了用于将图3的安全膜插入到纸浆中以便获得层叠片的方法；

-图6示出了其中安全膜被层叠到纸基支撑物上的层叠方法；

-图7和8示出了纸币，特别是钞票(banknote)，包含可从根据发明的安全膜获得的安全线。

具体实施方式

出于本说明书的目的，安全膜是由塑性材料或另一材料制成的膜，其包含在制造支撑物的过程期间被集成(即便只是部分地)到所述支撑物本身中或者被施加于支撑物的电子代码。参考图2，示出了使用具有不同电性能的两种或更多种墨A、B、C、E(或者允许获得相同效果的其它材料)的电代码3、5、7和9。

代码3、5、7、9包含相同量的信息。随着用于创建电代码的墨的数目增加，代码本身的条的数目减少，由此导致增大的信息密度。

如果墨具有相同的颜色，那么只能通过使用射频读取器来区分代码。

参考图2a，还示出了通过只使用一种种墨创建的“正”电代码11和‘负”电代码13；一方面，这简化了代码的制作，但是另一方面，它使代码11、13从安全观点来看更加脆弱并且较不能够允许高信息密度。

电代码11、13包含相同的数字信息，尽管它们以两种不同的方式被表示。

图3描述了用于通过模拟印刷技术、特别是通过使用轮转影印筒(rotogravure cylinder)来印刷图2所示类型的电代码的过程。用于印刷电代码的其它可能的模拟印刷技术是胶板印刷(offset printing)和苯胺印刷(fiexographie printing)。

膜1(例如，具有例如8μm厚度的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜)被适当地馈送到在第一容器21内转动的第—刻花筒(engraved cylinder)20，由此被浸渍有第一电墨，例如A型墨。膜1也可以是由纸基材料制成的膜。

第一筒20上的刻花使得在膜1上形成电代码50的第—部分22。通过第一辊23，膜1然后被馈送到第一干燥装置24(例如第一炉)，在那里它以电代码50的第一部分22完美地附着到膜1自身的方式被干燥。

通过第二辊25，膜1被馈送到在第二容器27内转动的第二刻花筒26，由此被浸渍有第二电墨，例如C型墨。第二筒26上的刻花使得在膜1上形成电代码50的第二部分28。通过笫二辊29，膜1然后被馈送到第二干燥30(例如第二炉)，在那里它以电代码50的第一部分22和第二部分28完美地附着到膜1自身的方式被干燥。

在第二干燥装置30的出口处，将是包含其上已经印刷电代码50的膜1的安全膜10。

随后，安全膜10可以在切割站31处通过切割器或其它切割技术被切割，从而以获得所要求的最终高度(其典型地在1mm和5mm之间)的方式按尺寸被制造，但是，依赖于就电代码50的可读性和处理而言的特定要求，安全膜10可以小于或大于该值范围，而不受任何Fg限制。然后，安全膜10被绕成适当的卷32。

由此获得子卷(daughter coil)，或者在其中其高度处于几毫米范围中的情况下的电线卷筒(11eel)，其包含电代码50，所述电代码50的模拟或数字本性依赖于所采用的印刷过程。

当然，可以通过使用至少—种附加墨来制作电代码50，这将需要相应的筒和相应的干燥装置。

还可以通过数字印刷技术(例如，喷墨印刷或热转印带印刷)来获得安全膜10。

在喷墨印刷的情况下，如果支撑物的化学本性所要求的话，则膜1首先被用“底漆(primer)，，涂覆，以便于接收具有校准的电性能的电墨。

虽然诸如轮转影印印刷的模拟技术允许制备提供电代码的非常良好性能的低成本膜10，但是根据顺次或随机技术，数字技术的使用允许电代码50的单一(unitary)变化，即，每个代码可以不同于所有其它代码。

安全膜10也可以通过机城消融获得，即，通过机械地去除具有特定电性能的一个或更多个材料层，所述材料层已经事先被沉积到膜1上。激光束被典型地用于该过程。

还可以通过例如由聚对苯二甲酸乙二醇酯制成的、事先作为涂层例如2μm厚)涂抹的、具有受控的电性能的膜的“负”机械消融来获得安全膜10。

安全膜10也可以通过化学去除来获得，即，通过经由溶剂或化学试剂的使用去除具有预定电性能的材料层的一部分。一般地，该过程之前是其中不应被去除的层部分被涂覆的物理保护步骤。

因此，电代码50可以是“正”或“负”的电代码，并且可以由具有预定电性能的一种或更多种材料组成。

代码11、13的白区域具有与黑区域的电性能不同的电性能，并且也可以具有与膜1的电性能完全同样的电性能。

“负”技术的使用对通过消融或化学去除来创建代码是特别有利的，并且时后者要求射频读取器的特殊校准以便能够通过叠层读取代码。

一旦被制造，包含电代码50的安全膜10可以经受进一步的处理步骤，所述进一步的处理步骤对于使代码可读不是严格要求的，但是可以增加电代码50的安全性和/或其针对外部因素的保护。

参考图4，示出了层叠过程，其中用涂覆膜2层叠安全膜10以便保护被层叠在膜1和涂覆膜2之间的电代码50，由此产生被保护的安全膜11，在该被保护的安全膜11中电代码50被特别好地保护以免受外部因素(水，溶剂等)的影响。读取电代码50是可能的，因为通过使用躬频来读取该代码自身。更详细地，涂覆膜2被馈送给筒40，所述筒40在转动的同时被浸渍有置于容器41中的粘合物质(特别是胶)。粘舍物质在干燥装置42(特别是炉)中被干燥，并且从那里它被馈送到压机43，安全膜10也通过驱动辊44被馈送到所述压机43。

装饰也可以被印刷到安全膜10或被保护的安全膜11上。膜1或涂覆膜2也可以是全息膜，只要全息装饰以不显著地干扰射频的方式被制作即可。人们也可以在施加电代码50之后在安全膜10、11上创建全息装饰。这是可能的，因为通过使用射频来读取代码。

在其中膜1或涂覆膜2已经被事先金属化(metallized)的被保护的安全膜11的情况下，执行用于通过使用已知技术以受控方式化学地去除金属化的随后处理步骤是非常简单的。安全膜10、11可以有利地被用于获得安全纸，对于通过使用聚合膜而不是纸或纸浆来获得类似过程没有偏见(wihtout prejudice)。

用于将安全膜10、11插入到层叠纸40中的过程可以是各种类型的，均与不要求使用可能损坏安全膜10、11的温度或可能腐蚀构成安全膜10、11的电代码50或膜1或涂覆膜2的溶剂的那些已知技术基本上兼容。

安全膜10、11可以由防水材料制成，在这种情况下它可以通过要求水的存在的层叠过程被插入到层叠片中。

这特别地、但不是排他性地适用于利用专门可溶于有机溶剂中的墨和胶以及利用诸如聚对苯二甲酸乙二醇酯的聚合材料的膜1和涂覆膜2创建的被保护的安全膜11。

由于安全膜10、11的该防水性能，后者还可以被插入到纤维素浆(cellulosepulp)中，以便获得具有连续或断开的配置(即，具有安全膜10、11的中断)中的插入安全线的纸。

参考图5，示出了用于将安全膜10、11插入到纸浆中以便获得连续或断开类型的层叠片的过程。

安全膜10、11被馈送到浸于包含纸浆的容器54中的鼓50。同一鼓50还被馈送有第一网51和第二网52，使得在鼓50的出口处安全膜10、11位于第一网51和第二网52之间。然后压机53均匀地按压所得到的结构。

如果安全膜10、11要被插入在两个纸层之间，那么类似于图4将需要施加胶或另一聚集材料，以便使所述层彼此附着。

如果人们想要在聚合膜的表面上或聚合膜内层叠安全膜10、11，那么相同的上述过程将应用。此外，当使用聚合膜时，可以不仅通过使用胶、而且还通过利用已知的热效应来获得叠层之间的粘合性，只要用于将层结合(weld)在一起的温度低于安全膜10、11可以经受住的最高温度即可。

参考图6，示出了在于将安全膜10、11直接层叠到纸基或聚合支撑物上的层叠技术。

第一纸层60被馈送到筒61，还向筒61传送其上印刷有电代码50的安全膜10、11以及笫二纸层62。在筒61的出口处，存在包含安全膜10、11的层叠纸片40，所述安全膜10、11被压在两个纸层60、62之间。

在层叠过程期间，在不与读取器的射频显著地相互影响的粘合剂之中选择使用的任何粘合剂是重要的。

被施加到安全膜10上的电代码50可以包含非常高的信息密度，数量级为每英寸至少几十比特。信息密度可以由膜1的制造商来选择，并且依赖于许多因素，最重要的因素是在其内安全膜10、11要被层叠的材料的厚1度。最大信息密度与最终层叠产品的厚度反相关(inversely correlated)。

为了读取在由纸或聚合材料制成的层叠片40中包含的电代码50，层叠片40必须通过拖曳特定的射频读取器(例如，在国际专利申请WO2009/138571中描述的射频读取器，其需要被适当地校准)在电代码50所位于的区域中被读取。

读取器将检测被施加于安全膜10、11的墨的序列，然后通过使用特定的算法，将返回其中加密的数字信息。

通过使用于读取电代码50的射频所给出的优点可以被概括在以下点中：

-检测及读取在层叠片中插入的电代码，即使从大于80μm的距离：因此，如果代码以一半厚度被插入，那么最终的层叠片可以厚于160μm；

-读取以断开方式层叠的安全膜止印刷的代码的可能性；

-读取具有比磁代码的信息密度大许多数量级的信息密度的电代码；

-代码串行化(serialization)的可能性；

-简单的代码读取，不要求用于准确控制代码拖曳速度的机动化(motorized)系统；

-读取器的机械简单性，所述读取器只包含电组件并且不包含机动化的机械系统。

参考图7，示出了包含安全膜10的层叠纸片40，所述安全膜10采取被称为安全线的横断条(transversal strip)的形状。此实施例特别适合于纸币片，特别是钞票。

参考图8，安全膜10或安全线是断开的，即，条不是连续的，而是具有中断。

因此，安全线是具有减小宽度的安全线，使得只占据支撑物的表面或投影(projection)的小部分。典型地但并非排他性地，安全线小于6mm宽。因此，安全线也可以被施加到支撑物上，在制造支撑物时被完全合并到支撑物本身中或者被部分地合并在支撑物上以产生断开的线。

从以上描述，本发明的特征以及其优点是显然的。

有利地，根据本发明的包舍射频可读代码的安全膜允许避免在用于产生并向膜施加电代码的过程中涉及纸(或聚合膜)制造商，因为这样的过程可以在专门施加电状码的车间以最安全的状况被执行。

有利地，用于将代码插入到支撑物中的过程使得代码既不能被去除也不能被修改，同时被保护以免受外部因素的影响并且对纸的随后印刷或处理无关紧要。

有利地，如果每个电代码标识特定的支撑物，那么电代码允许按照生产周期、纸批次、聚合衬底批次或甚至顺次地追踪支撑物。

包含本发明的安全膜的安全纸非常难于复制或克隆，因为伪造过程将要求：

·拥有许多特定且昂贵的设备；

·贮备具有特殊电性能的诸如墨的安全材料的能力；

·用于产生电安全代码的技术的深入知识。

另外，电代码可被定期改变的事实有利地允许追踪使用的纸批次和/或隔离被犯罪组织偷窃的纸。

这里作为例子描述的包含射频可读代码的安全膜可以经受许多可能的变动，而不背离发明思想的新颖精神；还清楚的是，在本发明的实际实施中，所示出的细节可以具有不同的形状或者被其它技术上等同的元件替换。

因此，可以容易地理解，本发明不限于包含射频可读代码的安全膜，而是可以经受许多修改、改进或等同的部件和元件的替换，而不背离如在以下权利要求中清楚指定的发明思想。

Claims (15)

1.一种安全膜(10，11)，包含其上被施加电代码(50)的膜(1)，所述电代码(50)通过具有特定电性能的至少一种墨获得，所述电代码(50)包含能够通过使用射频被提取的数字信息。

2.如权利要求1所述的安全膜(10，11)，其中，所述电代码(50)是通过使用模拟印刷技术被施加的。

3.如权利要求2所述的安全膜(10，11)，其中，所述模拟印刷技术包含轮转影印印刷、胶板印刷和苯胺印刷。

4.如权利要求1所述的安全膜(10，11)，其中，所述电代码(50)是通过使用数字印刷技术被施加的。

5.如权利要求2所述的安全膜(10，11)，其中，所述数字印刷技术包含喷墨印刷和热转印带印刷。

6.如权利要求1所述的安全膜(10，11)，其中，所述电代码(50)是通过使用机械消融技术被施加的。

7.如权利要求1所述的安全膜(10，11)，其中，所述电代码(50)是通过使用化学去除技术被施加的。

8.如先前权利要求中的一项或更多项所述的安全膜，其中，所述安全线(10，11)包含涂覆膜(2)，所述涂覆膜(2)以使得所述电代码(50)被所述涂覆膜(2)保护的方式被布置。

9.如权利要求8所述的安全膜，其中，所述涂覆膜(2)由聚合或纸基材料制成。

10.如先前权利要求中的一项或更多项所述的安全膜(10，11)，其中，所述膜(1)由纸基或聚合材料制成。

11.如先前权利要求中的一项或更多项所述的安全膜(10，11)，其中，所述膜(1)包含印迹、装饰或全息图。

12.一种层叠片(40)，包含纸基或聚合材料的第一层以及纸基或聚合材料的第二层，其中，在所述第一层和所述笫二层之间提供如先前权利要求中的一项或更多项所述的安全膜(10，11)。

13.一种纸币产品，特别是一种钞票，包含如权利要求12所述的层叠片(40)，其中，横断所述纸币产品地布置所述安全膜(10，11)，特别是安全线。

14.如权利要求13所述的纸币产品，其中，所述安全膜(10，11)是断开类型的。

15.一种用于制作安全膜(10，11)的方法，包括如下步骤：将具有特定电性能的至少一种墨施加到膜(1)上，以便形成包含能够通过使用射频被提取的数字信息的电代码(50)。