CN1113856A - 加有光学安全标记的证券、用于制造这种证券的连接层以及识别证券真伪的检验装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种证券，例如钞票、支票、信用卡、 证件或票证，其具有至少在局部上设置的光反射以及 衍射和/或折射层，例如：全息图、干涉膜、(计算机产 生的)衍射结构形式的光学安全标记，其中该光学安 全标记位于薄膜结构中，该薄膜结构借助于粘结层固 定在证券上，而且薄膜结构中具有一个或多个透明 层。在此，薄膜结构4中的粘结层7，12，12′和/或 透明层6，13，13′添加有至少一种发光物质。

Description

本发明涉及一种证券，例如钞票、支票、信用卡、证件或票证，其具有至少在局部上以光反射及衍射和/或折射层例如全息图、干涉膜、（计算机产生的）衍射结构或类似结构形式设置的光学标记，其中光学安全标记上带有添加材料并被置了于膜结构中，薄膜结构借助于粘结层固定在证券上，而且薄膜结构中具有至少一个透明层。

此外，本发明还包括用于制造这种证券的薄膜结构、载体膜和能从膜上分离的过渡层，该过渡层至少由构成压印光学安全标记的光反射以及衍射和/或折射层形成，而且优选压印膜，最好是热压印膜，此外在反射层上不带载体膜的一面上具有粘结层，同时在薄膜结构中至少设置一个透明层。

上述类型的证券例如已由CH-PS661602公开。为生产这种有价证券而使用的压印膜，特别是热压印膜，在例如DE3422910C1中已有描述。

公知的证券或压印膜具有为防止彩色复印而使用的有光衍射作用的安全标记结构，其中有这种光衍射作用，即光反射、衍射和/或折射的结构具有这样一些优点，即可以在没有仪器帮助的情况下用眼睛对其进行识别，也可以自动读出。典型的特别是用于钞票上的结构是其中的显象图和象素图。虽然伪造这种结构需要作出很大的努力，但是还是能够进行的，在进行伪造时，通常是使相应的结构表面露出和进行电仿制或感光复印。

为了防止伪造证券，已经有人建议在证券中使用发光层。DE-OS3741179中公开了一种使用两个安全标记的例子，即一次在纸上压印出可摸到的凸印然后再将作为第二安全标记的发光物质置于凸印的凸部或凹部上。在DE-OS3741179的主题中，可以使用一个传输带，该传输带，通过粘粘层固定到证券上，其中传输带上含有由发光材料构成的彩色层，而在发光层上还附加有彩色颜料层。

DE-OS3906695指出在证券中埋入一个起安全部件作用的带。该带由可使光线透过的塑料膜构成，该塑料膜上设置了以留出空白的形式构成的标记或图案，而且在与留出的空白叠合的区域上还附加地布置了发光物质。这样就存在两种安全部件，即一种是标记和图案，而另一种是发光物质。

最后再来看一个DE-PS2754267，其在证券上也设有两个安全标记，该完全标记具有发光特性。与发光的表面光学标记不同，其采用的是在纸中加入金属丝、金属薄片和纤维。

以上概述了公知的已有技术，其中已公开的内容包括，一方面通过（局部）印刷、涂覆、压印以及用传输带过渡在没有光学标记的合适区域上施加发光材料，而另一方面是在光学标记区（例如条纹数约为1000/mm和条纹宽度约为100nm的反射光栅结构）上形成用于识别带有涂覆了表面保护层的证券的发光标记。

迄今为止人们对用光学标记进行自动检测的设想主要集中在对光栅结构及其信息或图象进行光学读出，可想而知这不仅要耗费大量的技术来解决多维信息的阅读，而且效果并不好，例如在交易过程中会出现因钞票流通而导致的结构损坏，而使真实标记无法读出。而且用这种检测方式不能够识别出伪造印制的光学标记。

因此本发明的任务是，在不依赖于现有（伪造的）的例如全息图光栅结构的情况下进行真实性判断来完成对加在证券上的光学标记的真实性识别，而且光学标记是这样形成的，即它能保证在高速区（10米/秒）中进行自动检测时不会出现误读和因此而引起的颤动。只有在出现可疑证券时才可能出现颤动，这表明光学标记是伪造的或已完全损坏。与此相反，带有已损坏的光学标记的证券在分选过程中被送入存放不能使用的证券的存放处，并在此后在没有明显浪费的情况用手工进行修补，这时防止颤动是必须的。

本发明以令人惊讶的简单方式完成了提供上述类型的证券的任务，根据本发明，需在薄膜结构中的粘结层和/或透明层上添加至少一种发光物质。也可以使薄膜结构的粘结层和/或透明层中含有不同的发光物质。

根据本发明所述的证券结构可以构成一种简单的和价格极低的真实性识别装置而且此外在证券自动输送时可达到完全可忽略的颤动率。由此而形成了这样的优点，即能够识别以高质量专业水平伪造的光学标记结构而且在出现伪币时，可以在分选过程中或由经过训练的出纳员挑出或识别出。

在粘结层中埋入发光物质（粘结层掺杂）带来了这样的优点，即当试图处理光学安全标记时，例如试图将其去除和剥离时，总是有一部分粘结层并由粘结层带着掺杂的材料保留在证券上。此外粘结层在薄膜结构中约为6μm是最厚的层。许多发光材料，例如稀土都是无机的天然物质而且必须将其磨碎，而且当它们的粒径小于5μm时就会使其发光特性受到明显的损失或损害。很多具有足够的时效、UV和化学稳定性并适合于流通货币的发光颜料都只有用粒径约为5μm的物质才能生产。如果将这种材料埋入证券表面的（事后形成的）保护层中，那么除了其它的缺点之外，还会降低辉度和因证券变厚或纸的堆叠而为生产增加困难。通过在技术条件下对粘结层的生产进行过程控制可以保证，在层厚不变的情况下将发光材料埋入或使其集中在光学标记上。添加材料处于抵抗UV射线的金属反射层的保护之下。不具备一般的自然光线的发光物质最好是能用UV灯或与电磁辐射源相当的能量进行断定。在透明层中，尤其是在粘结层中添加发光物质，相对于纯粹的有光衍射作用的结构有这样的优点，即，即使是证券或薄膜结构受到例如机械的严重损害，仍然可以对该安全标记进行断定。如果要进行伪造，则需要将有光衍射效果的结构移至伪造的有价证券上，然而由于在伪币上没有发光特性，所以通过设置具有原始衍射效果的结构就可以对证券进行判断。

按照本发明设置的薄膜结构的粘结层和透明层与发光物质的混合物实际上在生产证券或薄膜结构时不会造成附加的浪费，而是能明显提高安全效果且不会明显增加费用。而且在考虑安全技术和生产技术的基础上可以使掺杂的粘结层事后形成在预先在载体膜上构成的光学安全标记上或者是预先形成在载体材料上，这种材料在进行纸币或证券生产时优选为纸。

本发明的另一种可能性是，将发光物质仅仅设置在薄膜结构的粘结层和/或透明层上的局部区域中，而且最好是以确定的和能自动读出的图案形式设置。因为不仅要形成发光物质与薄膜结构的粘结层或透明层的混合物，而且还要以完全确定的方式将发光物质埋入，这只有在使用专用机器的情况下才能实现，因此提供了较好的安全性。

合适的发光物质是发荧光物质或发磷光物质，但决定使用发荧光物质还是发磷光物质则要根据不同的使用目的来确定，但是也可以将发荧虫和发磷光的物质合起来使用，或将各种物质设置成一个确定的图案。

特别适合于本发明目的的发光物质包括窄频带荧光物质。例如稀土系所列出的物质。还可以使用相对于激发波长具有密集发射光的荧光物质，这些物质最好具有相同的发射波长。可以用具有较高精度的公知检测装置来判断是否存在这种物质，由于在对有价证券进行检验时所用的照射装置对被检物质很敏感，所以如果被检验的物质发光特性比原始物质略小，就可以断定已经使用了这种物质。

在本发明所述的薄膜结构中使用由融化的粘结剂构成粘结层是很有效的，在通常的热压薄膜生产方法中该粘层不再形成可靠的粘接。

在本发明所述的薄膜结构中，合适的是用公知的透明漆来构成薄膜结构中的透明层。

为了确保能按照本发明来设置构成光学安全标记的光反射层以及可靠的光反射，反射层最好由通过在真空中蒸镀而形成的薄金属层例如铝层来构成。

在本发明所述的薄膜结构中最后还设有布置在载体膜和过渡层之间的分离层，例如蜡层。

本发明的另一个主题是用于检验证券的检验装置。该装置具有一个或多个接收器，该接收器可以由光电二极管、光电倍增器、CCD阵列构成，该装置还能够聚集由证券上所带的发光物质发射的光，其中用于激活发光物质的至少一个光源可以是例如激光管、激光二极管、发光二极管、荧光管、卤灯、X射线管、电子射线管以及放射性辐射源。还可以将该检验装置设置成在一个和同样证券上包括多个测点的形式。在这种情况下可设置用于激发和/或发射射线的偏转装置。偏转装置可以是电流计镜或普通的光学扫描器。也可以用声光调制器来实现这一目的。发出的射线可以用分光镜分成多个检测光路，各光路上设有不同的滤光器和/或接收器。接收器上设有用于对接收器接收的信号进行判断的装置。

本发明的其它特征、细节和优点将在下面结合附图对最佳实施例进行说明的过程中给出。

其中：

图1表示具有本发明标记且面额为5000的更改后的东部钞票形式的有价证券，

图2是沿图1所示的有价证券上的线Ⅱ-Ⅱ剖开的尺寸放大的剖面图，

图3和图4是压印膜的两个不同实施例的示意性剖面图，

图5是用反射光进行检验的发光检验装置，

图6是用透射光进行检验的另一种发光检验装置。

图1所示的有价证券具有作为载体的钞票纸1，然而在其它结构的有价证券中，该载体也可以是合成纸、塑料膜或是适用于信用卡的塑料卡。塑料卡的正面上可以带有例如压印字母形式的持有者姓名以及数字代码。该有价证券1上具有当地的安全标记，该安全标记位于薄膜结构中，薄膜结构可以是连接层4，这种结构由图3和4表示，其结构为压印膜结构。

在连接层4中具有光学安全标记，即光反射以及衍射和/或折射结构，该结构例如可以由一个薄金属层5构成，该金属层在图1和图2所示的实施例中被埋置在表示连接层4最上面的透明层6和粘结层7之间。粘结层7用于将连接层4固定到证券1的表面上。在实施例（图2）中用最上层表示的连接层4中的透明层6盖住由金属层5构成的起光衍射作用的结构并由此明显加大了试图进行伪造时取下该结构的难度。

由此可以看出本发明所述有价证券的特点是，在粘结层7中具有发光物质。也可以将该发光物质设置在透明层6中。还可以象图1所示实施例那样，仅在局部区域，即在该实施例中有一个小头像的区域8中设置这种发光物质。可以用由窄频带发荧光稀土制备的制剂作为发光物质。

在图1所示的有价证券中，安全标记不仅可以由在金属层5中起光衍射作用的特定结构构成，而且还可以在有价证券的连接层4中形成具有发光特性的区域，其中这种特性能够用读出装置进行自动识别和检验。

根据本发明，具有发光特性的光学安全标记装置基本上可以用任何方式形成在有价证券上，也可以作为连接层4的层而与其相继形成。

然而比较合适的是，如图3和图4所示的那样，使连接层4形成在载体膜9上，而且连接层4用的是压印膜最好是热压印膜。这种热压印膜可以例如按DE3422910C1中所述的方法形成。该热压印膜具有一个载体薄膜9，在载体9的下面设置有由蜡构成的作为中间连接层的分离层10，该分离层与用11或11′表示的过渡层连成一体。当在证券1形成连接层4时，在热作用下将过渡层11或11′上不带载体膜9的表面压到证券1上，并借助于粘结层12或12′使其粘合。接着可以通过蜡分离层10将载体膜9直接除去。

在图3和图4所示的压印膜中，过渡层11或11′由连接层中的粘结层12或12′的及透明层13或13′构成。在粘结层和透明层之间设置了由金属构成的反射层5，该反射层至少局部上具有起光衍射作用的例如光折射结构衍射结构14。因此在生产连接层4（压印膜）时，同样可以象DE3422910C1指出的那样，首先在载体膜9上形成分离层10，然后再形成连接层中的透明层13或13′。把将要用的光折射或衍射结构14放到透明层13、13′上不带载体膜9的表面上。接着例如通过在真空中蒸镀铝膜使已构成的用于形成反射层15的透明层表面金属化。然后可以通过形成粘结层12，12′即可制成连接层4。

还可以考虑适合于其它用途的简单实施，其中过渡层11或11′仅由一层构成，该层同时具备光学和粘结作用。

在图3所示的连接层4中，粘结层12的区域16上具有发光物质。由金属构成的反射层15在该区域中可以是间断的。也可以构成这样的实施形式，即其中载体1是透明的，以便能够对载体下面所形成的发光物质进行检验，特别是当载体1为塑料卡时。例如，在图1的实施例中，发光区16也可以在金属层5的外侧形成。

如图4所示，将透明层13′中的发光物质设在例如区域16′中，该物质相当于图1中构成小头像的区域8。

很明显，发光物质也可以形成在整个透明层13、13′上或是整个粘结层12，12′上，只要其完全满足特定的安全目的即可。此外还表明，可以使用不同的的物质作为发光物质，例如发荧光和发磷光的物质，以及不同的混合物。

一种接近无色的典型545nm发荧光的苯并噁嗪衍生物属于有机发光颜料基团，其由Fa.Riedel-deHaen以名称LumiluxCD304出售。

杂环的噻吨-颜色属于溶液型的发荧光物质系列，其由Fa.Bayer以商品名Macrolexfluore-szenztot GG出售。

稀土发磷光而且具有典型的带有窄频带发射线的吸收光谱和发射光谱。可作为例子列举的有钪、钇和镧系元素中的铕。

通过将发光物质进行适当的混合或将其与吸收材料相混合可以得到掺杂物，该掺杂物在确定的区域中不发光。因此可以使用不同的材料，在另一个确定的区域中可以用发射线盖住吸收线。

能够相对于发射波长而密集发射的荧光物质是公知的。在吸收线等于发射线时表现出一种特殊的谐振荧光。

此外，公知的处于轭合聚合物基（烃链，基中双键和单键交替）上的有机半导体形式的发光材料有聚对二甲苯，其可通过激发电压形成电光激励，这可用于特别是在静态或准静态下的检验。

用于保持发光材料的粘结剂可以包括例如下述物质：

例1（数值分别按重量计）

甲乙酮  250

甲苯  395

乙醇  150

氯乙烯-乙烯乙酸酯共聚物（FP：＞65℃）  110

不饱和聚酯树脂（FP：100℃）  30

润湿剂（40%在乙酸丁酯中）  10

（高分子聚合物）

填料（SiO₂） 5

发光颜料（型号：Lumiluxc，＜5μ;Riedel-de Haen）  50

例2（数据分别以重量计）

丙酮  180

甲苯  70

乙醇  380

甲基/丁基丙烯酸酯  60

（Tg＝80℃）

乙基丙烯酸酯  50

（Tg＝63℃）

丁基/甲基丙烯酸酯

混合聚合物盐  180

（40%在二甲苯中）（Tg＝78℃）

润湿剂（40%在乙酸丁酯中）  10

（高分子聚合物）

填料（SiO₂） 10

发光颜料

（型号：LumiluxC，＜5μ;Riedel-de Haen）  60

图5和图6所示的检验装置具有至少一个用于接收证券上的发光物质所发出的光的接收器17和至少一个用于激励发光物质的光源3。根据所需要的光谱范围并根据本发明所述检验装置的使用范围（例如用于服务行业的钞票检验）可以用激光、激光二极管、发光二极管、荧光管、卤灯，也可以用X射线管、电子射线管以及放射性物质作为光源3。当用多个光谱范围进行检验（也就是说一个具有多通道输出的检验装置）时，为了能够启动光源3也可以使其在脉冲作用下进行工作。用于检测发光物质的发射光的接收器17可以是光电二极管、光电倍增器和CCD阵列。

在图5和图6所示的实施例中，在待测证券和接收器7之间设有一个光学柱体2。在接收器17前方的光学柱体的光路上设有一个滤光器18。在光源3用多色照明系统的实例中可以用干涉滤光器、角度滤光器、带通滤光器或将两种滤光器相组合作为滤光器18。由此，通过明显的光谱光线分布可以使光保持分离。在证券和接收器17之间，特别是在进行平面测量时，可以用光导纤维和荧光板来代替光学柱体。这种荧光板由透明塑料构成，塑料中带有发荧光的彩色物质分子，这些分子能被从证券上射到接收器7的射线激活。

图6表示一个检验装置，该装置以透射光的方式工作，也就是说接收器和用于照射发光物质的光源位于证券的不同侧面上。证券的运动方向在图5和图6中用P表示。

从图6中能够进一步看到，在该实施例中，作为发光物质的发磷光材料位于证券上，照射系统表面或者是与待检验证券相切的面和光轴（接收器表面的）之间存在距离S。该距离可以是例如5-10mm。如果接收器表面在证券运动的方向P上比照射系统表面后置大约8mm，那么当证券速度为8米/秒时，对余辉磷光物质的发光测量将滞后1毫秒。如果需要在检验装置中对一张或相同的钞票有多个测量点，则可以使用可以使照射系统和所发射的光偏转的扫描器。可以使用例如电流计镜作为光学扫描器。还可以用声光调制器来偏转来自发光装置3的射线。

在很多实例中，为了在进行反射光测量或透射光测量时用配有不同滤光器18以及接收器17的测量通道将发出的光分开，还可以使用分光镜。

Claims (23)

1、证券，例如钞票、支票、信用卡、证件或票证，其具有至少在局部上以光反射及衍射和/或折射层例如全息图、干涉膜、(计算机产生的)衍射结构或类似结构形式设置的光学标记，其中光学安全标记位于薄膜结构中，该薄膜结构借助于粘结层与证券相固定而且在薄膜结构中还具有一个或多个透明层，其特征在于，在薄膜结构(4)中的粘结层(7；12，12′)和/或透明层(6，13，13′)上添加有至少一种发光物质。

2、根据权利要求1的证券，其特征在于，在薄膜结构（4）中的粘结层（7;12，12′）和/或透明层（6，13，13′）上包含不同的发光物质。

3、根据权利要求1或2的证券，其特征在于，仅在薄膜结构（4）的粘结层（7;12，12′）和/或透明层（6;13，13′）的局部上设置发光物质。

4、根据权利要求3的证券，其特征在于，将薄膜结构（4）的粘结层（7;12，12′）和/或透明层（6;13，13′）上的发光物质设置成确定的、最好是能自动读出的图案（8;16′）。

5、根据上述权利要求之一的证券，其特征在于，发光物质是发荧虫物质，发磷光物质或这些物质的混合物，其中将发荧光的物质设置成一个图案，该图案与用发磷光物质设置的图案不同。

6、根据权利要求5的证券，其特征在于，用窄频带的发荧光稀土作为发光物质。

7、用于生产权利要求1-6之一所述有价证券的薄膜结构，其具有载体膜和可与载体膜分离的过渡层，过渡层至少构成能形成光学安全标记的光反射以及衍射和/或折射层，该层优选压印膜，最好是热压印膜，而且在反射层上不带载体膜的一面上具有粘结层，而且在薄膜结构中最好在反射层和载体膜之间设置一个透明层，其特征在于，粘结层（12，12′）和/或透明层（13，13′）中含有发光物质。

8、根据权利要求7的薄膜结构，其特征在于，粘结层（12，12′）和/或透明层（13，13′）中含有不同的发光材料。

9、根据权利要求7或8的薄膜结构，其特征在于，将发光物质仅仅设置在粘结层（12，12′）和/或透明层（13，13′）的局部上。

10、根据权利要求9的薄膜结构，其特征在于，将粘结层（12，12′）和/或透明层（13，13′）上的发光物质设置成确定的最好是能自动读出的图案（16′）。

11、根据权利要求7-10之一的薄膜结构，其特征在于，发光物质是发荧光的物质，发磷光的物质或这些物质的混合物，其中用发荧光物质设置的图案与用发磷光的物质设置的图案不相同。

12、根据权利要求11的薄膜结构，其特征在于，用窄频带发荧光稀土作为发光物质。

13、根据权利要求7-12之一的薄膜结构，其特征在于，粘结层（12，12′）是由融化粘结剂构成的。

14、根据权利要求7-13之一的薄膜结构，其特征在于，透明层（13，13′）是一层透明漆。

15、根据权利要求7-14之一的薄膜结构，其特征在于，反射层（15）最好是由在真空中通过蒸镀形成的薄金属层构成。

16、根据权利要求7-15之一的薄膜结构，其特征在于，在载体膜（9）和过渡层（11，11′）之间设有一个分离层（10），例如蜡层。

17、用于检验权利要求1-6之一所述证券的检验装置，其特征在于，包括至少一个用于检测证券上的发光物质发射的光的接收器（17），其例如可以是光电二极管、光电倍增器、CCD阵列;和至少一个用于激励发光物质的光源（3），其例如可以是激光管、激光二极管、发光二极管、荧光管、卤灯、X射线管、电子射线管以及放射性辐射源。

18、根据权利要求17的检验装置，其特征在于，在被检验的证券和接收器（17）之间设置了一个光学柱体（2），其最好具有一个设在接收器（17）前面的射线光路上的滤光器（18）。

19、根据权利要求17的检验装置，其特征在于，在被检验的证券和接收器（17）之间设置有用于传输从发光物质上发出的射线的光导纤维或是最好由填充有荧光彩色物质分子的塑料构成的荧光板。

20、根据权利要求17-19之一的检验装置，其特征在于，在检测磷光，特别是透射光时，照射系统表面或其与被检验的证券相切处和检测位置之间存在5-10mm距离（S）。

21、根据权利要求18-20之一的检验装置，其特征在于，特别在多色照射时，在接收器的前面设有构成干涉滤光器、角度滤光器、带通滤光器的滤光器或是由上述滤光器构成的组合体。

22、根据权利要求17-21之一的检验装置，其特征在于，相对于证券上包含的多个测点而设置了用于使激励和/或接收的射线偏转的光学扫描器，例如电流计镜或声光调制器。

23、根据权利要求17-22之一的检验装置，其特征在于，为了使发光物质发出的射线分成多个测量通道而设置了分光镜，其中测量通道上设有不同的滤光器和/或接收器。

Images