CN110744948A - 磁性防伪元件及使用该磁性防伪元件的防伪产品 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及磁性防伪技术领域，公开了一种磁性防伪元件及使用该磁性防伪元件的防伪产品，该磁性防伪元件包括：至少一个可编码的磁性区域，该可编码的磁性区域的厚度为阶梯状分布。本发明提供的防伪元件可在机读检测过程中得到不同数量和不同幅值的正半波和负半波的多种组合形式的检测波形，防伪性能好，隐蔽性强。

Description

磁性防伪元件及使用该磁性防伪元件的防伪产品
技术领域
本发明涉及防伪技术领域，具体地涉及防伪元件及防伪产品。
背景技术
磁性机读是机读防伪和检测的一个重要实现途径，对有价证券的清分和防伪起着重要作用。常规磁性防伪元件中的磁性区域的厚度是均一分布的，相应的磁通量的变化只能成对的出现增大和减小，由此得到的检测波形只能为一套正半波和负半波，检测波形变化单一。常规磁性防伪元件能够起到对有价证券的清分和检测功能，但不具备高的防伪性，容易被造假者仿造。
随着科学技术的不断发展和进步，造假者伪造有价证券的能力也在不断增加，钞票、银行卡、汇票等有价证券方面对防伪性的要求也越来越高。在高端防伪领域，磁性防伪元件的作用不仅是能够实现清分，而且要具备更高的防伪性。
提升机读检测防伪水平的常见途径是采用高、低矫顽力两种磁性材料进行磁性编码，需要通过套印工艺分别印刷高、低矫顽力磁性材料。根据套印工艺的不同又可以分为：间隔套印、完全叠加套印、不完全叠加套印和邻接套印，每种套印工艺对应了不同的防伪技术。这种通过两次印刷的不断改进套印工艺实现的磁性防伪元件能够增加机读检测的维度，实现防伪水平的升级。但是，众所周知，采用两个色组进行印刷的套印工艺，在生产过程中需要严格控制套印误差，工艺难度大，生产过程不稳定，产品的废品率较多，生产成本高。
发明内容
本发明的目的是提供一种防伪元件及防伪产品，其在机读检测过程中可得到不同数量和不同幅值的正半波和负半波的多种组合形式的检测波形，不易被仿制，防伪性能好，具备好的隐蔽性。
为了实现上述目的，本发明提供一种磁性防伪元件，该防伪元件包括：至少一个可编码的磁性区域，该可编码的磁性区域的厚度为阶梯状分布。
可选的，所述阶梯状分布为至少两级上升阶梯及下降阶梯的组合形状分布或上升阶梯及至少两级下降阶梯的组合形状分布。
可选的，通过磁性传感器检测厚度为至少两级上升阶梯及下降阶梯的组合形状分布或上升阶梯及至少两级下降阶梯的组合形状分布的可编码的磁性区域得到的信号波形为至少两个正半波及负半波的组合波形或正半波及至少两个负半波的组合波形。
可选的，所述阶梯状分布为两级上升阶梯及两级下降阶梯的组合形状分布，通过磁性传感器检测厚度为两级上升阶梯及两级下降阶梯的组合形状分布的可编码的磁性区域得到的信号波形为正半波形-正半波形-负半波形-负半波形。
可选的，所述阶梯状分布为两级上升阶梯及一级下降阶梯的组合形状分布，通过磁性传感器检测厚度为两级上升阶梯及一级下降阶梯的组合形状分布的可编码的磁性区域得到的信号波形为正半波形-正半波形-负半波形。
可选的，所述可编码的磁性区域由磁性材料通过单色组一次印刷的方法形成。
可选的，所述磁性材料为低矫顽力磁性材料、高矫顽力磁性材料或低矫顽力磁性材料及高矫顽力磁性材料组成的混合磁性材料中的任一者。
可选的，所述磁性材料为磁各向同性或磁各向异性的材料。
可选的，所述磁性材料中的磁性颗粒呈随机分布或定向排列分布。
可选的，所述磁性材料的磁性颗粒呈定向排列分布通过在该磁性材料印刷过程中施加磁场的方法形成，其中所述磁场的强度大于所述磁性材料的矫顽场。
本发明另一方面还提供一种防伪产品，该防伪产品包括：基材；以及设置在所述基材上的多个上述防伪元件。
可选的，所述多个防伪元件中的可编码的磁性区域的厚度所对应的梯形状分布相同或者不同。
可选的，所述基材为纸张、薄膜中的一者。
可选的，所述防伪产品包括钞票、身份证、银行卡或汇票。
通过上述技术方案，本发明创造性地通过将可编码的磁性区域的厚度设计为各种阶梯状分布，从而可在机读检测过程中得到更为丰富的正半波和负半波多种组合形式的检测波形，不易被仿制，隐蔽性强，防伪性能好。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
图1a是本发明一种实施方式提供的可编码的磁性区域的剖面图及检测该防伪元件所得到的波形图；
图1b是本发明一种实施方式提供的可编码的磁性区域的剖面图及检测该防伪元件所得到的波形图；
图2a是图1a中的可编码的磁性区域的俯视图；
图2b是图1b中的可编码的磁性区域的俯视图；
图3是本发明一种实施方式提供的防伪元件的结构图；
图4是本发明一种实施方式提供的防伪产品、磁铁及线圈式感应传感器的俯视图；
图5a是检测图4中的防伪元件11所得到的波形图；
图5b是检测图4中的防伪元件12所得到的波形图；以及
图5c是检测图4中的防伪元件13所得到的波形图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
本发明提供的防伪元件可包括：至少一个可编码的磁性区域，该可编码的磁性区域的厚度为阶梯状分布。该阶梯状分布可包括上升阶梯及下降阶梯的多种组合形式，其中，厚度为上升阶梯的可编码的磁性区域和厚度为下降阶梯的可编码的磁性区域分别对应增加和减小的磁通量变化，从而可在机读检测过程中得到更为丰富的正半波和负半波的多种组合形式的检测波形，因此该防伪元件不易被仿制，隐蔽性强，防伪性能好。
所述阶梯状分布可为至少两级上升阶梯及下降阶梯的组合形状分布或上升阶梯及至少两级下降阶梯的组合形状分布。所述上升阶梯的可编码的磁性区域或下降阶梯的可编码的磁性区域分别具有增加或减小的磁通量变化，因此，通过磁性传感器检测厚度为至少两级上升阶梯及下降阶梯的组合形状分布或上升阶梯及至少两级下降阶梯的组合形状分布的可编码的磁性区域可得到的信号波形为至少两个正半波及负半波的组合波形或正半波及至少两个负半波的组合波形，该组合波形形状和幅值的变化更加丰富。
所述可编码的磁性区域的厚度可为两级上升阶梯及两级下降阶梯的组合形状分布20，如图1a所示。将厚度为两级上升阶梯及两级下降阶梯的组合形状分布20的可编码的磁性区域放置在磁场中，磁通量发生变化且其变化呈现增加-增加-减小-减小的变化规律，并通过磁性传感器检测该可编码的磁性区域所得到的信号波形为正半波形-正半波形-负半波形-负半波形200，且波形的幅值均相等，如图1a所示。检测该可编码的磁性区域所得到的信号波形并非为常规的正半波形-负半波形对的波形，具有该可编码的磁性区域的防伪元件不易被仿制，防伪性能好。
所述可编码的磁性区域的厚度可为两级上升阶梯及一级下降阶梯的组合形状分布21，如图1b所示。将厚度为两级上升阶梯及一级下降阶梯的组合形状分布21的可编码的磁性区域放置在磁场中，磁通量发生变化且其变化呈现增加-增加-减小的变化规律，并通过磁性传感器检测该可编码的磁性区域所得到的信号波形为正半波形-正半波形-负半波形210，且波形的幅值不完全相等，如图1b所示。检测该可编码的磁性区域所得到的信号波形并非为常规的正半波形-负半波形对的波形，具有该可编码的磁性区域的防伪元件不易被仿制，防伪性能好。
所述可编码的磁性区域的长度可以介于1mm至3mm之间，其宽度可略小于长度，其厚度可以介于0.025mm至0.12mm之间。由于厚度的尺寸远小于长度的尺寸，因此从俯视的角度来看所述可编码的磁性区域的厚度几乎无差异，肉眼无法进行区分，具备更高的隐蔽性，即所述可编码的磁性区域的俯视图为长方形，图1a及图1b中所示的不同剖面的可编码的磁性区域的俯视图分别展示在图2a和2b。
所述可编码的磁性区域可由磁性材料通过单色组一次印刷的方法形成。其中，所述磁性材料可以是低矫顽力磁性材料(Fe、Fe-Si合金、Fe3O4、Ni-Fe合金、Fe-Al合金及Fe-Co合金等)、高矫顽力磁性材料(如BaFe12O19及SrFe12O19等)或低矫顽力磁性材料及高矫顽力磁性材料组成的混合磁性材料中的任一者。在上述单色组印刷过程中,需要将磁性材料的粉末(如Fe3O4、γ-Fe2O3、CrO2、BaFe12O19、SrFe12O19中的一种或多种)与连接料和助剂混合，并涂覆于凹版滚筒上，然后通过压印的方法将磁性材料的粉末从该凹版滚筒转移到印刷基材。其中，所述凹版滚筒可通过激光雕刻制版法、电子机械雕刻制版法、电子束雕刻制版法、手工雕刻凹版制版法、化学腐蚀凹版制版法或照相凹版制版法中的任一者制造。由磁性材料通过单色组一次印刷的方法形成可编码的磁性区域的过程，无需复杂的套印工艺，大大降低了现有生产的工艺难度。
所述磁性材料可以是磁各向同性的材料(如Fe、Fe3O4)或磁各向异性的材料(如经特殊方法制备的BaFe12O19)。所述磁性材料中的磁性颗粒可呈随机分布或定向排列分布。对于呈定向分布的磁性颗粒可通过以下方式获得：在单色组印刷过程中，施加一强度大于所述磁性材料的矫顽场的磁场。在所述磁场的作用下，所述磁性材料中的磁性颗粒沿该磁场方向定向排列。对于磁各向同性材料而言，不论在印刷过程中该磁各向同性材料中的磁性颗粒随机分布还是定向排列分布，在检测由该磁各向同性材料形成的可编码的磁性区域过程中，所得到的信号波形均保持一致，也就是说，不会随所施加的外部磁场方向的变化而变化。对于磁各向异性材料而言，存在以下两种情况：(1)对于印刷过程中该磁各向异性材料中的磁性颗粒随机分布的情况，检测由该磁各向异性材料形成的可编码的磁性区域过程中，所得到的信号波形均保持一致，也就是说，不会随所施加的外部磁场方向的变化而变化。(2)对于印刷过程中该磁各向异性材料中的磁性颗粒定向排列分布的情况，检测由该磁各向异性材料形成的可编码的磁性区域过程中，所得到的信号波形依赖于所施加的外部磁场方向，也就是说，会随所施加的外部磁场方向的变化而变化。因此，与磁各向同性材料相比，由磁性颗粒沿定向排列分布的磁各向异性材料构成的可编码的磁性区域所对应的检测波形更加丰富，由该磁性材料组成的磁性防伪元件的隐蔽性更强，具有更高防伪性，更不易被仿制。
此外，若磁性防伪元件由多个磁性区域组成，则所述多个磁性编码区域之间的间距可以设置为相同，也可以设置为不同。
如图3所示，本发明另一方面还提供一种防伪产品，该防伪产品可包括基材1；以及设置在所述基材1上的多个上述防伪元件。其中，所述基材1可为纸张、薄膜(如PET膜或镀铝膜等)中的一者。多个防伪元件的可编码的磁性区域的剖面所对应的阶梯状分布可相同或不同(例如，其中一个防伪元件的可编码的磁性区域的厚度为两级上升阶梯及两级下降阶梯的组合形状分布20；另两个防伪元件的可编码的磁性区域的厚度可为两级上升阶梯及一级下降阶梯的组合形状分布21)，由此可通过设计不同阶梯状分布的图形来提高防伪产品的安全性。此外，所述防伪产品还可包括常规防伪元件(其可编码的磁性区域的厚度均一)，该常规防伪元件可随机地设置在多个防伪元件之间，从而使得它们形成的防伪产品的更难仿制，防伪效果更好。
为了简要说明，现以由防伪元件11、防伪元件12及防伪元件13组成的防伪产品10为例来解释本发明提供的防伪产品的高防伪性能，如图4所示。将所述防伪元件11中的可编码的磁性区域的厚度设置为两级上升阶梯及两级下降阶梯的组合形状分布、防伪元件12中的可编码的磁性区域的厚度设置为两级上升阶梯及两级下降阶梯的组合形状分布及防伪元件13中的可编码的磁性区域的厚度设置为均一的参数(即常规防伪元件)。
当所述防伪产品10经过磁铁3(该磁铁3提供的磁场强度大于构成防伪元件11、12及13中的可编码的磁性区域的磁性材料的饱和磁化强度)时，防伪元件11、防伪元件12及防伪元件13三者均被磁化，但三者的磁通量分别发生不同的变化：防伪元件11的磁通量呈现增加-增加-减小-减小的变化规律，防伪元件12的磁通量呈现增加-增加-减小的变化规律，防伪元件13的磁通量呈现增加-减小的变化规律。相应的，再经过线圈式感应传感器4时，可检测得到三者的信号波形也明显不同：防伪元件11的信号波形110呈现正半波形-正半波形-负半波形-负半波形的变化规律，且波形的幅值均相等，如图5a所示；防伪元件12的信号波形120呈现正半波形-正半波形-负半波形的变化规律，且波形的幅值不完全相等，如图5b所示；防伪元件13的信号波形130呈现正半波形-负半波形的变化规律，且波形的幅值均相等，如图5c所示。
由于本实施例中的磁铁3所提供的磁场强度大于构成防伪元件11、12及13中的可编码的磁性区域的磁性材料的饱和磁化强度，故所检测得到的信号波形非常稳定。此外，本实施例还可设置更多的防伪元件，并随机设计各个防伪元件中可编码的磁性区域的厚度多对应的阶梯状分布，从而使得检测得到的信号波形也具有随机性。由于防伪元件及防伪产品所对应的信号波形的随机性和多样性，极大地增加了它们的仿制难度，从而提高防伪产品的安全性。
综上所述，本发明创造性地通过将可编码的磁性区域的厚度设计为各种阶梯状分布，从而可在机读检测过程中得到更为丰富的正半波和负半波多种组合形式的检测波形，不易被仿制，防伪性能好。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (14)

1.一种磁性防伪元件，其特征在于，该防伪元件包括：
至少一个可编码的磁性区域，该可编码的磁性区域的厚度为阶梯状分布。
2.根据权利要求1所述的防伪元件，其特征在于，所述阶梯状分布为至少两级上升阶梯及下降阶梯的组合形状分布或上升阶梯及至少两级下降阶梯的组合形状分布。
3.根据权利要求2所述的防伪元件，其特征在于，通过磁性传感器检测厚度为至少两级上升阶梯及下降阶梯的组合形状分布或上升阶梯及至少两级下降阶梯的组合形状分布的可编码的磁性区域得到的信号波形为至少两个正半波及负半波的组合波形或正半波及至少两个负半波的组合波形。
4.根据权利要求1所述的防伪元件，其特征在于，所述阶梯状分布为两级上升阶梯及两级下降阶梯的组合形状分布，通过磁性传感器检测厚度为两级上升阶梯及两级下降阶梯的组合形状分布的可编码的磁性区域得到的信号波形为正半波形-正半波形-负半波形-负半波形。
5.根据权利要求1所述的防伪元件，其特征在于，所述阶梯状分布为两级上升阶梯及一级下降阶梯的组合形状分布，通过磁性传感器检测厚度为两级上升阶梯及一级下降阶梯的组合形状分布的可编码的磁性区域得到的信号波形为正半波形-正半波形-负半波形。
6.根据权利要求1所述的防伪元件，其特征在于，所述可编码的磁性区域由磁性材料通过单色组一次印刷的方法形成。
7.根据权利要求6所述的防伪元件，其特征在于，所述磁性材料为低矫顽力磁性材料、高矫顽力磁性材料或低矫顽力磁性材料及高矫顽力磁性材料组成的混合磁性材料中的任一者。
8.根据权利要求6所述的防伪元件，其特征在于，所述磁性材料为磁各向同性或磁各向异性的材料。
9.根据权利要求6所述的防伪元件，其特征在于，所述磁性材料中的磁性颗粒呈随机分布或定向排列分布。
10.根据权利要求9所述的防伪元件，其特征在于，所述磁性材料的磁性颗粒呈定向排列分布通过在该磁性材料印刷过程中施加磁场的方法形成，其中所述磁场的强度大于所述磁性材料的矫顽场。
11.一种防伪产品，其特征在于，该防伪产品包括：
基材；以及
设置在所述基材上的多个根据权利要求1-10中任一项权利要求所述的防伪元件。
12.根据权利要求11所述的防伪产品，其特征在于，所述多个防伪元件中的可编码的磁性区域的厚度所对应的阶梯状分布相同或者不同。
13.根据权利要求11所述的防伪产品，其特征在于，所述基材为纸张、薄膜中的一者。
14.根据权利要求6所述的防伪产品，其特征在于，所述防伪产品包括钞票、身份证、银行卡或汇票。
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