CN107780307A - 具有纹理防伪和磁性防伪功能的防伪纸 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及具有纹理防伪和磁性防伪功能的防伪纸，其包括能够产生大巴克豪森效应的非晶纤维，其特征在于所述防伪纸上设置有与所述非晶纤维产生的纹理信息和/或磁性信息相关的编码从而可以用来辅助检测该防伪纸的相应纹理信息和/或磁性信息。
Description
技术领域
本申请涉及具有纹理防伪和磁性防伪功能的防伪纸。
背景技术
目前各种票据、证券、货币等高档印刷品的防伪主要采用在票面上印刷磁性油墨、特殊图案、水印、设置金属线等方式防伪。这些防伪的方法比较直观，可以通过各种技术手段测试、分析后仿制出来，危害社会金融安全。
文献CN102354410A中记载了如下信息：
所谓“纹理”，既包括通常意义上物体表面呈现的凹凸不平的沟纹，同时也包括在物体的光滑表面上的彩色图案。对于后者，我们通常更多地称之为花纹。自然界物质的纹理千差万别，如人的指纹、树叶的纹络，瓷器上的裂纹，纸张的纤维分布等等，绝无重复。因为纹理的唯一性和不可复制性的特点，纹理防伪已成为防伪行业的重要发展方向。
精细或者复杂的纹理防伪效果好但对纹理读取设备有极高的技术要求，简单的纹理又很容易使用扫描和印刷技术大量复制。
中国专利公开号CN1811831A“一种纤维图像防伪方法”，公布了一种检测纸中荧光纤维图像真实性的方法，即通过提取真实纤维的图像信息并生成真实纤维图像服务器，通过将待检验纤维图像与服务器中的真实纤维图像进行比较从而确定待检验纤维图像的真实性。但由于印刷技术的发展，造假者完全可以用印刷的方式来模仿纸中荧光纤维的所有特征，从而使得这种防伪方法的防伪效果大大降低。
本申请的背景技术还记载在以下文献中：CN1423015A；CN1766229A；CN102418300A；CN202071524U；和CN204803684U。
纹理防伪存在缺陷，单独的纹理防伪容易用印刷的方式复制出来，使得纹理防伪失效。磁性油墨采用硬磁材料制成，也可以用来生产磁性防伪产品。如果采用磁性油墨编码，容易产生消磁问题。
发明内容
本发明的发明人出乎意料地发现含有具有大巴克豪森效应的非晶纤维的防伪纸同时具有纹理防伪功能和磁性防伪功能，这种防伪纸可以同时多种防伪标记，不同级别的防伪检测手段，便于检测，并且几乎不存在复制的可能性。
本公开的一些实施方式提供一种防伪纸，其包括能够产生大巴克豪森效应的非晶纤维，其特征在于所述防伪纸上设置有与所述非晶纤维产生的纹理信息和/或磁性信息相关的编码从而可以用来辅助检测该防伪纸的相应纹理信息和/或磁性信息。所述编码可以是一维码或者二维码。
在一些实施方式中，所述非晶纤维的直径为10-50微米；所述非晶纤维的长度为2-30mm。
在一些实施方式中，所述非晶纤维在该防伪纸中的含量为3-1000m/m2。
在一些实施方式中，所述非晶纤维具有玻璃包覆层。
在一些实施方式中，所述玻璃包覆非晶纤维的玻璃包覆层的厚度为1-15微米。
在一些实施方式中，所述防伪纸具有中间夹层，所述非晶纤维分布在所述中间夹层中。
在一些实施方式中，所述非晶纤维距离纸张表面的距离为10～100μm，例如10至约40微米，或者约50至100微米。(距离为10至约40微米时可以看见，距离为50-100微米时看不见)。
在一些实施方式中，所述玻璃包覆的非晶纤维的外径为10～50μm，所述玻璃包覆的非晶纤维的内芯直径为8～48μm
在一些实施方式中，所述玻璃包覆的非晶纤维的外径为20～40μm，所述玻璃包覆的非晶纤维的内芯直径为15～30μm。
在一些实施方式中，所述非晶纤维的直径为20-30微米；所述非晶纤维的长度为3-8mm。
在一些实施方式中，所述非晶纤维在该防伪纸中的含量为50-250m/m2。(能够以简单的方法检测到大巴克豪森效应)
在一些实施方式中，所述编码包括以下信息中的至少一项：纹理信息，磁性信息，从纹理信息获得的校验码，从磁性信息获得的校验码。
在一些实施方式中，所述防伪纸包括防伪区域，所述纹理信息和所述磁 性信息从所述防伪区域获得。
在一些实施方式中，所述防伪纸是以下的任一种：票据，有价证券，纸币，和产品说明书。
本公开的一些实施方式提供一种纸张防伪方法，其包括检测待测纸张的纹理信息和磁性信息得到防伪信息组合，和将该防伪信息组合与记录的防伪信息组合进行比较，当比较结果为相同时确定为真实纸张，否则为伪造纸张。
在一些实施方式中，所述的纸张防伪方法还包括在发行纸张之前，对纸张的纹理信息和磁性信息进行检测得到防伪信息组合，并且记录该防伪信息组合得到所述记录的防伪信息组合。
在一些实施方式中，所述磁性信息是从通过测量所述非晶纤维的大巴克豪森效应得到的脉冲信号获得。
在一些实施方式中，所述纹理信息从所述非晶纤维在纸张中的分布信息获得。
在一些实施方式中，所述记录的防伪信息组合记录在被检测的纸张上。
在一些实施方式中，所述纹理信息通过手机相机拍摄获得，并且通过手机软件进行纹理信息识别和通过网络与数据库中记录的信息进行对比，获得防伪检测结果。
本公开还提供含有非晶纤维的纸张用于防伪的用途，所述非晶纤维能够产生大巴克豪森效应，其特征在于，包括：
在发行纸张之前，对纸张的纹理信息和磁性信息进行检测得到防伪信息组合，并且记录该防伪信息组合得到记录的防伪信息组合，形成相应的数据库；
检测待测纸张的纹理信息和磁性信息得到防伪信息组合，和将该防伪信息组合与记录的防伪信息组合进行比较，当比较结果为相同时确定为真实纸张，否则为伪造纸张。
在一些实施方式中，本公开提供一种纸张检测设备，其包括纹理信息检测单元和磁性信息检测单元。
在一些实施方式中，所述纹理信息检测单元是图像分析单元，其能够判断非晶纤维在纸张中的分布。
在一些实施方式中，所述纹理信息检测单元是磁图像扫描传感器，能够识别非晶纤维在纸张中的分布。
在一些实施方式中，所述磁性信息检测单元能够检测所述非晶纤维的大巴克豪森效应。
附图说明
为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本公开的一些实施例，而非对本公开的限制。
图1是本公开提供的一种防伪纸的横截面示意图。
图2是本公开提供的一种防伪纸的平面示意图。
图3是检测本公开提供的防伪纸的大巴克豪森效应的原理图。
图4是对本公开的防伪纸进行编码的示意图。
具体实施方式
为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例的附图，对本公开实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本公开的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
在一种具体的实施方式中，本公开提供一种防伪纸，其包括能够产生大巴克豪森效应的非晶纤维。在本申请中，术语“非晶纤维”具有本领域技术人员通常所理解的含义。一般而言，它是指一种合金纤维，其含有多种合金元素，例如Co，Fe，Mn，Ni，Si，B，C以及过渡金属元素等。在本申请中，术语“大巴克豪森效应”是指非晶带材或纤维所具有的一种特性，即，该材料在磁化过程中畴壁发生跳跃式的移动或反转，该过程可以通过仪器检测出来。在实际的检测时，将非晶带材或纤维放入交变磁场中，当磁场达到材料的开关场后，材料的磁畴发生瞬间变化，检测仪器就可以感测出一个特有的电磁信号。在一些实施方式中，其中感生出的电磁信号是脉冲信号或高次谐波。一般而言，具有大巴克豪森效应的非晶纤维具有大于30，优选大于50，更优选大于80的长径比。非晶纤维的制备方法没有特别限制，可以使用泰勒法，内圆水纺法和熔体提拉方法，具体的方法介绍可以见中国专利申请201520399245.6，201520399262.X和201520399257.9。在一些优选的实施方 式中，非晶纤维含有：1-15重量％的Fe；2-12重量％的Si；总量为2-25重量％的选自B、Nb、Cu、Mn、Mo、Ni、Cr和Al中的一种或多种；以及Co。在一些优选的实施方式中，非晶纤维含有：1-15重量％的Fe；2-12重量％的Si；总量为2-25重量％的选自B、Nb、Cu、Mn、Mo、Ni、Cr和Al中的一种或多种；以及余量的Co。具有这种组成的非晶纤维在本发明中是优选的，因其材料来源广泛，易于制备。
在一些实施方式中，所述防伪纸上设置有与所述非晶纤维产生的纹理信息和/或磁性信息相关的编码从而可以用来辅助检测该防伪纸的相应纹理信息和/或磁性信息。
本发明的防伪纸通过植入非晶纤维，从而可以使得非晶纤维上产生相应的纹理信息，该纹理信息可以仅由植入的非晶纤维产生。同时，该非晶纤维由于具有大巴克豪森效应，因此还能够产生相应的磁性信息。在防伪纸上设置于该防伪纸的纹理信息和/或磁性信息相关的编码，从而使得能够对纹理信息和/或磁性信息进行检测，从而通过对比鉴别真伪。该防伪纸鉴别真伪的方法可以包括建立所有防伪纸的纹理信息和/或磁性信息的数据库，在对纹理信息和/或磁性信息进行检测时，将检测的结果发送给所述数据库，所述数据库同时建立被检测的数据库。在一些情况下，如果将被检测的次数设定为1，那么如果一张防伪纸已经被检测一次之后，通过任何手段所复制的防伪纸都会得到该防伪纸为伪造的结果。
因此，本发明的防伪纸能够同时通过两种防伪措施检测，并且通过纸张上的信息比对来确认检测结果的真伪。在建立相应信息(纹理信息和/或磁性信息)的数据库的情况下，可以进一步提高检测的准确率，防止伪造。
在一些实施方式中，所述非晶纤维的直径为10-50微米；所述非晶纤维的长度为2mm至10mm或2mm至30mm，或者10mm至30mm。一般而言，当非晶纤维的长径比大于30时，例如大于50，尤其是大于80时，比较容易检测到其大巴克豪森效应。在一些实施方式中，所述非晶纤维的直径为20-30微米；所述非晶纤维的长度为3-8mm。
在一些实施方式中，所述非晶纤维在该防伪纸中的含量为3-1000m/m2，例如100至500m/m2，例如100至400m/m2，例如200至300m/m2。在一些实施方式中，所述非晶纤维在该防伪纸中的含量为50-250m/m2。在非晶纤维的含量(本申请中所称的含量是指单位面积中非晶纤维在防伪纸中的长度总 和)较高的情况下，能够以简单的方法检测到大巴克豪森效应。此处，简单的方法是指由于非晶纤维含量高，信号强，使用较简单的检测工具就能够检测到相应的磁性信号。
在一些实施方式中，所述非晶纤维具有玻璃包覆层。在一些实施方式中，所述玻璃包覆非晶纤维的玻璃包覆层的厚度为1-15微米。使用泰勒法制备的非晶纤维能够满足此要求，由于泰勒法制备非晶纤维比较成熟，成本相对较低，而且整个纤维的直径可以比较小，满足低于纸张厚度的要求，因此，这样的非晶纤维是非常优选使用的。
在一些实施方式中，所述防伪纸具有中间夹层，所述非晶纤维分布在所述中间夹层中。将非晶纤维植入在纸张夹层可以防止非晶纤维脱落，提高防伪纸的质量，同时防伪纸的外层可以根据需要进行调整，而不必与非晶纤维的中间夹层一致，使其具有更好的性能，满足更高的要求，例如更加易于书写、阅读，更加不易仿制，更加不易破坏防伪信息，更好地满足折叠方面的性能，多次折叠均不被破坏，等等。
在一些实施方式中，所述非晶纤维距离纸张表面的距离为10～100μm，例如10至约40微米，或者约50至100微米。当非晶纤维离纸张表面距离为10至约40微米时可以看见，这种情况下，纸张的纹理信息比较容易发现，在对着光线的情况下，可以使用相机如手机的相机拍摄下来作为二维码进行识别。当非晶纤维离纸张表面距离为50-100微米时非晶纤维不容易被肉眼识别，这种情况下，非晶纤维的植入更加不易被发现，可以通过检测磁性信息来获取纸张中的非晶纤维分布情况。
在一些实施方式中，所述防伪纸具有中间夹层和外层，所述非晶纤维分布在所述中间夹层中。
在一些实施方式中，所述外层中含有具有遮盖效果的填充物，从而使得在可见光下，非晶纤维的分布难以辨别。在这种情况下，防伪信息通过非晶纤维的磁性信息来确认。
在一些实施方式中，所述外层中不含有具有遮盖效果的填充物，从而使得在可见光下，非晶纤维的分布易于辨别。在这种情况下，防伪信息可以通过非晶纤维的纹理信息和磁性信息来确认。
在一些实施方式中，所述玻璃包覆的非晶纤维的外径为10～50μm，所述玻璃包覆的非晶纤维的内芯直径为8～48μm。一般而言，非晶纤维的内径 和外径是由制造工艺提供的，在制备之后难以调整。防伪纸的厚度一般在50微米至300微米之间，尤其是在100微米至300微米之间，因此，上述范围的非晶纤维特别适合用于防伪纸中。
在一些实施方式中，所述玻璃包覆的非晶纤维的外径为20～40μm，所述玻璃包覆的非晶纤维的内芯直径为15～30μm。在此范围的非晶纤维是更加合适的。
在一些实施方式中，所述编码包括以下信息中的至少一项：纹理信息，磁性信息，从纹理信息获得的校验码，从磁性信息获得的校验码，和与以下信息相关的信息。
在一些实施方式中，所述防伪纸包括防伪区域，所述纹理信息和所述磁性信息从所述防伪区域获得。设置防伪区域是为了更好地与非防伪区域或者其它功能区域进行区分。防伪区域一般是不使用的，不能污染的区域，以便于检测。用于获得纹理信息的防伪区域和用于获得磁性信息的防伪区域是不同的区域或者是相同的区域。
本申请所述的防伪纸没有特别限制，只要是具有防伪需求的领域均可以使用本申请的防伪纸。在一些实施方式中，所述防伪纸是以下的任一种：票据，有价证券，纸币，和产品说明书。
一种纸张防伪方法，其包括检测待测纸张的纹理信息和磁性信息得到防伪信息组合，和将该防伪信息组合与记录的防伪信息组合进行比较，当比较结果为相同时确定为真实纸张，否则为伪造纸张。
在一些实施方式中，所述方法还包括在发行纸张之前，对纸张的纹理信息和磁性信息进行检测得到防伪信息组合，并且记录该防伪信息组合得到所述记录的防伪信息组合。
记录的防伪信息组合形成一个数据库，在进行信息比较时，检测端通过网络连接至该数据库进行比较，并且返回比较的结果。一般而言，防伪纸的纹理信息和磁性信息应在发行之前提前记录防伪信息，以便于检测。当然，防伪纸的纹理信息和磁性信息等也可以由购买防伪纸的用户通过对防伪纸的相关信息检测之后自行录入数据库。
在一些实施方式中，该方法用于检测使用具有大巴克豪森效应的防伪纸，所述磁性信息是从通过测量所述非晶纤维的大巴克豪森效应得到的脉冲信号获得。
在一些实施方式中，所述纹理信息从所述非晶纤维在纸张中的分布信息获得。在一些情况下，该纹理信息可以通过使用相机对着光线拍摄该被测纸张获得照片，然后进行识别而获得。在一些实施方式中，所述纹理信息通过手机相机拍摄获得，并且通过手机APP进行纹理信息识别和通过网络与数据库中记录的信息进行对比，获得防伪检测结果。
在一些实施方式中，将所述记录的防伪信息组合记录在被检测的纸张上，这种情况下，可以通过将检测的结果与记录在纸张上的防伪信息组合进行对比而鉴别真伪，而不必立即与数据库进行连接。在一些实施方式中，在进行非连接性鉴别真伪之后，又通过与数据库进行连接和对比，从而进一步确认鉴别结果。
本申请还提供一种，纸张检测设备，其包括纹理信息检测单元和磁性信息检测单元。
在一些实施方式中，所述纹理信息检测单元是图像分析单元，其能够判断非晶纤维在纸张中的分布。在一些实施方式中，纹理检测单元包括相机，灯和图像分析单元，其中配置为能够在灯光的帮助下通过相机拍摄被测纸张的图像，然后对所拍摄的图像进行识别获得纹理信息。
在一些实施方式中，所述纹理信息检测单元是磁图像扫描传感器，能够识别非晶纤维在纸张中的分布。在一些情况下，纹理信息也可以通过磁图像进行获得。在一些情况下，防伪纸仅使用具有大巴克豪森效应的非晶纤维进行防伪，因此，纹理信息和磁性信息是一致的，在这种情况下，只要检测到纹理信息和磁性信息不一致，即可证伪。
在本申请中，所述磁性信息检测单元是指能够检测所述非晶纤维的大巴克豪森效应的单元。
实施例1
非晶纤维的制备：采用泰勒纺丝法制备玻璃包覆非晶纤维，非晶纤维的外径为36μm，内芯直径为26μm，将其剪切成长度为7mm的短纤维。
非晶纤维制备好之后，可以进行防伪纸的制造。其过程依次为精浆工序、配浆工序、抄造工序。
精浆工序：将纸浆纤维(如木浆、草浆等)在精浆机中制备精浆。
配浆工序：将精浆后的纸浆按120m/m2的面密度配以非晶纤维，并搅拌 均匀。
抄造工序：用造纸机对纸浆进行抄造，第一层选用不含有非晶纤维的纸浆，厚度为36μm；第二层选用含有非晶纤维的配浆，厚度也为36μm；第三层同第一层。所制备的防伪纸的横截面如图1所示，非晶纤维只存在于防伪纸的中间层。
在可见光下，防伪纸表面的磁性纤维分布如图2所示。由于非晶纤维的随机分布特性，使得纸张具有纹理防伪功能。
使用磁图像扫描传感器扫描防伪纸后，能够获得和在可见光下一样的磁性纤维分布图，即在磁信号下，纸张同样具有纹理防伪功能。
采用电磁感应方式采集非晶纤维在交变磁场下的感生信号，能够检测到由于大巴克豪森效应而产生的脉冲信号。如图3所示。对图2中的防伪纸用电磁感应方式进行扫描，在非晶纤维会产生脉冲信号的区域，编码为“1”，在没有产生脉冲信号的区域(例如没有非晶纤维的区域或者非晶纤维不足以使检测设备产生脉冲信号的区域)，不会产生脉冲信号，编码为“0”。这样形成脉冲信号的编码图，如图4所示。由此可见，非晶纤维的面密度和单根纤维的长度影响编码的信息容量，即每平米上非晶纤维的根数越多，编码的信息容量越大。
出厂前，对防伪纸的纹理信息和磁性信息进行编码，存储，建立网络数据库，并打印在防伪纸上。
使用时，根据防伪级别的要求，可以分以下三种级别来执行：
1、一般防伪级别，在可见光下，我们可以通过手机等图像扫描设备，对纸张扫描，然后通过软件分析，得出纹理信息编码，与纸张上的信息进行比对，确认纸张的真伪；
2、重要防伪级别，使用磁图像扫描传感器对纸张扫描，然后通过软件分析，得出纹理信息编码，与纸张上的信息进行比对，确认纸张的真伪；
3、最高防伪级别，同时检测纹理信息和磁性信息，即使用光学图像分析或磁图像扫描传感器采集纹理信息，采用电磁感应方式采集磁性信息，与纸张上的信息进行比对，确认纸张的真伪。
一般防伪级别可以满足一般商品的防伪要求。重要防伪级别可以杜绝简单的复印手段对该技术发明产生的干扰。最高防伪级别可以避免采用磁性油墨防伪对该技术发明产生的干扰。
实施例2
本实施例讲述一种含有非晶纤维但非晶纤维在可见光下不可见的防伪纸的制备方法。
采用泰勒纺丝法制备玻璃包覆非晶纤维，非晶纤维的外径为25μm，内芯直径为16μm，将其剪切成长度为4mm的短纤维。
非晶纤维制备好之后，可以进行防伪纸的制造。其过程依次为精浆工序、配浆工序、抄造工序。
精浆工序：将纸浆纤维(如木浆、草浆等)在精浆机中制备精浆。
配浆工序：将精浆后的纸浆配以具有遮盖效果的填充物，如钛白粉、滑石粉、高岭土等，并搅拌均匀；将精浆后的纸浆按200m/m2的面密度配以非晶纤维，并搅拌均匀。
抄造工序：用造纸机对纸浆进行抄造，第一层选用不含有非晶纤维的纸浆，厚度为50μm；第二层选用含有非晶纤维的配浆，厚度为25μm；第三层同第一层。所制备的防伪纸，非晶纤维只存在于中间层。由于表面层含有钛白粉等填充物，具有很好的遮盖效果，使得在可见光下，非晶纤维的分布难以辨别。
但是使用磁图像扫描传感器扫描防伪纸后，能够获得磁性纤维分布图，即在磁信号下，纸张具有纹理防伪功能。
同实施例1所述，采用电磁感应方式采集非晶纤维在交变磁场下的感生信号，能够检测到由于大巴克豪森效应而产生的脉冲信号。这样可以形成脉冲信号的编码图。
由于非晶纤维的分布在可见光下不可见，使得这种防伪纸具有很强的隐蔽性，也杜绝了复印等方式对本防伪性能产生的破坏。由于需要使用磁图像扫描传感器和专门检测大巴克豪森效应的仪器进行检测，这种防伪纸适合使用在防伪要求高的领域。
以上所述仅是本公开的示范性实施方式，而非用于限制本公开的保护范围，本公开的保护范围由所附的权利要求确定。
Claims (10)
1.一种防伪纸，其包括能够产生大巴克豪森效应的非晶纤维，其特征在于所述防伪纸上设置有与所述非晶纤维产生的纹理信息和/或磁性信息相关的编码从而可以用来辅助检测该防伪纸的相应纹理信息和/或磁性信息。
2.权利要求1的防伪纸，其中所述非晶纤维的直径为10-50微米；所述非晶纤维的长度为2-30mm。
3.权利要求1的防伪纸，其中所述非晶纤维在该防伪纸中的含量为3-1000m/m2。
4.前述权利要求中任一项的防伪纸，其中所述防伪纸具有中间夹层和外层，所述非晶纤维分布在所述中间夹层中。
5.权利要求4的防伪纸，其中所述外层中含有具有遮盖效果的填充物，从而使得在可见光下，非晶纤维的分布难以辨别。
6.权利要求4的防伪纸，其中所述外层中不含有具有遮盖效果的填充物，从而使得在可见光下，非晶纤维的分布易于辨别。
7.权利要求4的防伪纸，其中所述非晶纤维距离纸张表面的距离为10至约40微米，或者约50至100微米。
8.权利要求1的防伪纸，其中所述非晶纤维在该防伪纸中的含量为50-250m/m2。
9.权利要求1的防伪纸，其中所述编码包括以下信息中的至少一项：纹理信息，磁性信息，从纹理信息获得的校验码，从磁性信息获得的校验码。
10.前述权利要求中任一项所述的防伪纸，所述防伪纸是以下的任一种：票据，有价证券，纸币，和产品说明书。
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