CN104919244A - 用于材料验证的隐蔽涂层 - Google Patents

Abstract

使用形成为隐蔽光学编码标记的相互作用的吸收与发射材料的组合来提供用于文档及产品验证的系统及方法。所述标记由至少一个发射器及至少一个吸收器形成，所述标记响应于所述发射器的第一激发而展现第一发射且响应于所述吸收器的激发而展现所述发射中的改变，使得发射器与吸收器材料的各种组合产生人眼无法检测的机器可读响应。

Description

用于材料验证的隐蔽涂层

背景技术

本发明大体上涉及可检测的安全标记。更特定来说，本发明涉及光学编码标记，其由至少一个发射器及至少一个吸收器所形成，其响应于所述发射器的第一激发而展现第一发射且响应于所述吸收器的激发而展现那个发射中的改变，使得发射器与吸收器材料的各种组合产生人眼无法检测的机器可读响应。

在现代经济及市场中，仿造及伪造物已变成重大问题。尽管例如仿造货币及伪造签名或笔迹等欺诈行为是常见的，但随着高度熟练的计算机打印及处理的出现，产生及完善伪造物及仿造文档的方法已变得更简单且更可用。考虑到计算技术及打印技术成本上的提升及降低，伪造物、仿造文档及其它欺诈行为的出现率已增加。这成为问题，原因在于现今的高科技社会的无数领域中需要且依赖于证书、验证及高度贵重的文档、纸张、货币或其它材料以便防止欺诈及仿造。

在多种背景中存在类似问题。除了免受仿造货币之外，贵重的文档或材料的验证也影响许多经济方面。例如签证或邮戳等验证邮票(举例来说)经受欺诈使用及伪造的问题。而且，很多产品及消费型商品被产生为山寨廉价取代物或灰色市场商品。公证人使用凸起的邮票以验证经公证的文档。驾驶执照、护照及其它照相识别含有全息图及缩影印刷品。体育纪念品及零售制衣商使用全息标签及邮票以协助证明真实性。即使是时尚设计者现在也在他们的服装中包含验证装置以避免对设计者产品的山寨。

大多数传统安全特征的缺点是它们可见且众所周知。如果仿造者意识到在账单或文档中的水印中存在安全线，那么复制所述安全特征会更加容易。一旦公众知道特征，仿造者便可开始开发特定政策及解决方案以克服由所述特定特征所提供的安全防护。

结果，为了确保某些文档的真实性，已开发出特定油墨。这些油墨并入无色产品(即，裸眼在可见光中不可见)，但可通过以下方式来观察所述油墨：使用具有特定波长的光(例如，紫外线)照射它们，所述特定波长的光引起所述油墨的荧光或磷光，所述荧光或磷光又使它们可见；或使它们与将它们变为裸眼可见的其它产品反应。通常，当对特定光(UV)的曝光停止时且在非常短的时间后，所述油墨再呈现其最初的、不可见外观。负责此现象的混合物类型吸收特定波长下的光且在曝光时间再发射较高波长下的光。

近来，已出现在光的影响下改变吸收光谱的产品。这些产品被称为光致变色油墨。通常，所述光致变色油墨在正常照射条件下不可见且在紫外光下照射后变为可见(即，具有(举例来说)蓝光或绿光)。因此，举例来说，不可影印其上使用蓝油墨或绿油墨在背景上形成的由光致变色油墨覆盖的刻印的文档。因此，当将所述文档曝光到影印机的辐射时，所述文档的背景被染蓝或绿且使用正常油墨形成的刻印可不再与所述背景区别开。类似地，将热致变色油墨用作验证标记。如同光致变色油墨，热致变色油墨在正常情况下不可见且当施加热源时变为可见(即，具有(举例来说)蓝色或绿色)。这些材料的使用难题在于它们操作以仅改变吸收响应。由于所述改变既定是非常细微的且并非视觉可检测的，所以此需要在所关注的光谱带处引入产生照射的探针以便确定所述吸收改变是否发生。

所有这些技术的难题在于它们的响应是有限的，且一旦它们的功能及布局已知，仿造者便不用很困难就可复制它们。

因此，存在对隐蔽光学编码标记的需要，所述隐蔽光学编码标记由至少一个发射器及至少一个吸收器形成，其响应于所述发射器的第一激发而展现第一发射且响应于所述吸收器的激发而展现那个发射中的改变，使得发射器与吸收器材料的各种组合产生人眼无法检测的机器可读响应。

发明内容

在这方面，本发明使用光学编码标记提供用于文档及产品验证的系统及方法的实施例，所述光学编码标记由至少一个发射器及至少一个吸收器形成，其响应于所述发射器的第一激发而展现第一发射且响应于所述吸收器的激发而展现那个发射中的改变，使得发射器及吸收器材料的各种组合产生人眼无法检测的机器可读响应。以展现一或多个激发发射的可见或不可见涂层及/或在机器可检测的发射性响应中展现积累的改变的吸收性响应的形式提供所述编码标记。

本发明的各种实施例用于物品的验证及保护，所述物品包含包括钞票、ID文档、签证及税票以及各种消费型产品的安全文档。

在第一实施例中，所述系统由响应于第一刺激而产生发射的至少一个发射器及基于第二刺激的施加而在所述发射中引起改变的至少一个吸收器组成。发射中的所述改变是所述第二材料在激发后的吸收特性中的改变的结果。在本发明的范围中的所述发射可为荧光、磷光或上转换，而所述吸收改变材料可为光致变色、热致变色、电致变色、磁致变色及/或机械致变色。此外，本发明可使用以上各者中的任一者的组合。

本发明的实施例包含其中发射器及吸收器混合起来的涂层。额外实施例可包含多个涂层，其中所述发射器位于第一涂层中且所述吸收器位于第二涂层中。又进一步实施例提供根据本文中的揭示内容而形成的油墨、安全线、乩板及/或纤维。本发明的又进一步实施例包含使用发射器及发射器/吸收器涂层的交替带而打印的编码图像以产生机器可读代码。

因此，本发明的目标是提供隐蔽光学编码标记，所述隐蔽光学编码标记由至少一个发射器及至少一个吸收器形成，其响应于所述发射器的第一激发而展现第一发射且响应于所述吸收器的激发而展现所述发射中的改变，使得发射器及吸收器材料的各种组合产生人眼无法检测的机器可读响应。

本发明的又进一步目标是提供用于激发本发明的涂层材料且接着测量及比较所述材料的吸收或发射签名以便验证所涂覆产品的真实性的机器及方法。

在所附权利要求书中特别指出这些以及本发明的其它目标连同表征本发明的各种新颖特征，且其形成本发明的一部分。为了更好地理解本发明、其操作优点及通过其使用而达到的特定目标，应参考附图及其中存在所说明的本发明的优选实施例的描述性内容。

附图说明

在说明目前预期的用于实行本发明的最佳模式的附图中：

图1为根据本发明的发射器及吸收器材料的响应的说明性曲线图；

图2为根据本发明的交替布置的发射器及吸收器材料的响应的说明性曲线图；

图3到5描绘根据本发明的含有发射器及/或吸收器的层的各种布置；

图6描绘由油墨形成的安全特征；

图7描绘安全线及纤维安全特征；

图8描绘乩板安全特征；

图9描绘纤维安全特征的横截面图；以及

图10描绘根据本发明的图形码安全特征。

具体实施方式

通过应结合附图阅读的以下详细的描述，将更完全理解本发明。尽管本文中揭示本发明的详细的实施例，应理解，所揭示的实施例仅为本发明的示范，其可以各种形式体现。因此，本文中所揭示的特定功能细节不被解释为限制性的，但仅作为权利要求书的基础且作为教示所属领域的技术人员以不同地在实际上任何适当详细的实施例中使用本发明的代表性基础。

更一般来说，本发明使用光学编码标记提供用于文档及产品验证的系统及方法的实施例，所述光学编码标记由至少一个发射器及至少一个吸收器形成，其响应于所述发射器的第一激发而展现第一发射且响应于所述吸收器的激发而展现那个发射中的改变，使得发射器及吸收器材料的各种组合产生人眼无法检测的机器可读响应。以可见或不可见涂层的形式提供所述编码标记，其展现一或多个被激发的发射性响应及/或展现机器可检测的发射性响应中的积累的改变的吸收性响应。

所揭示的验证系统希望用于包含已被涂覆或嵌入有本发明的材料的衬底的产品的验证，所述产品包含(例如)钞票、ID文档、签证及税票等安全文档。所述技术还可用以验证多种不同的消费型产品及与家电及类似物结合使用的可消费商品。或者，可将所述安全特征构造为乩板、安全线或用于添加到例如纸张等衬底的乩板。

在图1处可最佳地看到，本发明包含用于验证物品的安全特征，其包括响应于第一激发在发射带12内产生发射10的至少一种发射器材料及响应于第二激发在发射器材料的发射带12的至少一部分内经受从第一吸收特性14到第二吸收特性16的改变的至少一种吸收器材料。结果，吸收特性中的改变引起发射中非明显的改变。换句话说，响应于第一刺激，所述发射器材料产生发射，当施加第二刺激时，所述吸收器经受移位其与所述发射带相关的吸收特性的改变，从而导致所述发射带中非可见的改变。然而，表示发射水平中的5％或更小移位的此非可见的改变是机器可检测的，以允许检测器验证所述安全特征的真实性。这与现有技术相比尤其有利，原因在于所得的响应为发射中的改变且并非仅吸收，因此消除对用以定位实际上是否正发生改变的探针的需要。

优选的是，本发明内的至少一个发射器从由下列各物组成的群组中选出：荧光材料、磷光材料、上转换材料及其组合。就此点而言，第一激发将为由施加足以致使所述发射器材料产生发射的类型、波长和振幅的能量组成的激发。类似地，所述至少一个发射器可包含一个以上发射器，如图2处所描绘，其中当施加紫外线能量及980nm泵浦二极管时，第一荧光发射器10a及上转换发射器10b产生相应的发射响应。这些发射器在它们相应的发射带12a及12b中产生发射。如可见，所述吸收器经受从非激发状态14到与发射器10a及10b的发射带12a及12b相关的激发状态16的改变，从而导致非可见的发射改变。

所属领域的技术人员应了解，所检测的机器可读改变可为跨整个发射带在其集合中或在所述发射带的一或多个较窄的预先选择的点处的发射的检测。

更为优选的是，所述至少一个吸收器从由下列各物组成的群组中选出：光致变色材料、热致变色材料、电致变色材料、磁致变色材料、机械致变色材料及其组合。可通过施加适当类型的能量来实现上述材料的激发以便诱发所述吸收器材料中的改变。在本发明的范围内，适合产生发射的所述第一刺激能量在类型及/或振幅方面与适合诱发吸收器中的改变的所述第二激发能量不同。然而，此外，可能的是，所述第一及第二激发能量具有相同的类型且反而仅在振幅方面变化。所属领域的技术人员还应了解，尽管本文中的各图描绘用来在诱发改变后减小所述发射的吸收器，但在吸收器类别中存在实际上将在被激励时经受导致它们吸收特性中的减小的改变的一些材料。结果，此类材料接着将以发射水平中的增加的形式引起非可见的改变。

在图3处所描绘的一个实施例中，将所述安全特征形成为衬底20上的涂层18。在单个涂层中形成包含发射器材料22及吸收器材料24两者的涂层18。或者，如图4处所描绘，将所述安全特征施加在两个上覆涂层中：上覆衬底20的含有发射器材料22的第一涂层18a及施加在第一涂层18a上的含有吸收器材料24的第二涂层18b。更进一步，在图5处，假如衬底20a具有足够的反射率，那么含有吸收器材料24的涂层18b可邻近衬底20a而定位，而含有发射器材料22的涂层18b定位于其上。

在本发明的更进一步范围内，提供一种涂层，其中一或多个发射器材料与一或多个吸收器材料进行组合，当使用能量刺激的正确组合及水平适当激发时形成产生隐蔽、机器可检测的签名的改变。

在一个实施例中，所述验证过程包含检测在终止激发能量的情况下在所述施加后所述吸收器材料松弛到其原始状态所需的时间。由于这些材料的松弛时间取决于所述材料以及其中嵌入所述材料的载体两者，所以松弛的时序还提供载体及相对的组分混合百分比的验证。

在图6处的本发明的一个说明性实施例中，衬底20涂覆有上文说描述的呈油墨或染料26的形式的发射器及吸收器材料。所述油墨或染料26涂层含有与一或多个吸收器材料一起嵌入的发射器材料。此外，所述油墨或染料26可用于形成标记。当施加第一激发能量时，油墨或染料26产生发射且在第二激发处，所述吸收器导致全部发射中的改变以产生关于真实涂层的存在或缺失的验证。

在图7处，可将安全特征看作衬底20内的安全线28或纤维30。在纤维30或安全线28的情况中，整个横截面可为含有发射器及吸收器两者的组合物。或者，如图9中可见，纤维30可具有芯34及鞘36，使得芯34优选地含有发射器材料22且鞘36优选地含有吸收器材料24。

在图8中可看出，根据本发明，衬底20在其内可具有乩板32，使得形成所述乩板32以作出响应。在乩板32的情况中，如上文关于涂覆的衬底所描述来涂覆所述乩板，或将所述乩板涂覆形成为在其内整体地包含发射器及吸收器材料。

在又另一实施例中，如图10处可见，本发明可呈使用含有发射器材料22的涂层38及含有发射器22及吸收器24材料两者的涂层40的交替带所产生的图形特征或码的形式。当施加激发能量时，整个表面及交替带显现为单个实心、不间断特征。然而，如下文可见，涂层带的实际发射导致如沿着所述衬底的长度所检测的高及低发射水平。虽然此涂层在视觉上显现为单片，但当使用机器扫描时，会出现实际上由稍微较亮及较暗的线构成的呈人眼不可见的图案的经编码条形码。

虽然已参考说明性实施例描述本发明，但所属领域的技术人员应理解，在不背离本发明的精神及范围的情况下，可做出各种其它改变、省略及/或添加，且实质性等效物可代替其元素。另外，在不背离其范围的情况下，可做出许多修改以使特定情况或材料适应本发明的教示。因此，希望本发明并非限制于用于实行本发明而揭示的特定的实施例，而是本发明将包含属于所附权利要求书的范围内的所有实施例。此外，除非明确声明，否则术语第一、第二等等的任何使用并非表示任何次序或重要性，而是，术语第一、第二等等用以彼此区分元素。

Claims (16)

1.一种用于验证物品的安全特征，其包括：

至少一种发射器材料，其响应于第一激发而在发射带内产生发射；以及

至少一种吸收器材料，其响应于第二激发而在所述发射带的至少一部分内经受吸收特性中的改变，

其中所述吸收特性中的所述改变引起所述发射中的非明显改变。

2.根据权利要求1所述的安全特征，其进一步包括：

安置于衬底上的涂层内的所述发射器及所述吸收器。

3.根据权利要求1所述的安全特征，其进一步包括：

衬底上的第一涂层中的所述发射器材料；以及

所述衬底上的第二涂层中的所述吸收器材料。

4.根据权利要求1所述的安全特征，其中所述非明显的改变是所述发射中的5％或更少的机器可检测改变。

5.根据权利要求1所述的安全特征，其中所述至少一个发射器是从由下列各物组成的群组中选出：荧光材料、磷光材料、上转换材料及其组合。

6.根据权利要求1所述的安全特征，其中所述至少一个吸收器是从由下列各物组成的群组中选出：光致变色材料、热致变色材料、电致变色材料、磁致变色材料、机械致变色材料及其组合。

7.根据权利要求1所述的安全特征，其中所述安全特征为乩板。

8.根据权利要求7所述的安全特征，其中所述乩板并入到衬底材料中。

9.根据权利要求1所述的安全特征，其中所述安全特征为安全线。

10.根据权利要求9所述的安全特征，其中所述安全线并入到衬底材料中。

11.根据权利要求1所述的安全特征，其中所述安全特征为纤维。

12.根据权利要求11所述的安全特征，其中所述纤维具有含有所述发射器材料的芯及环绕所述芯、含有所述吸收器材料的鞘。

13.根据权利要求1所述的安全特征，其中所述安全特征为材料在衬底上或衬底中的布置。

14.根据权利要求13所述的安全特征，其中所述布置为衬底上含有所述发射器材料的涂层条的布置，所述条的一部分进一步包含所述吸收器材料。

15.根据权利要求14所述的安全特征，其中所述布置在被激发时在视觉上显现为实心图形，所述吸收器在所述实心图形内产生机器可检测图案。

16.根据权利要求15所述的安全特征，其中所述可检测图案是条形码。