CN1849629A - 通过人的触觉检测磁性文档真实性特征 - Google Patents

Abstract

为了检查钞票或其它这类文档的真实性，在该文档上印刷由可磁化墨水形成的两个斑块(2)，每个斑块被磁化以产生交变极性的多极序列。如果将该文档折叠以使两个斑块合在一起并随后沿该磁极序列方向前后摩擦，这两个区域将承受交变的吸引力和排斥力，该交变吸引力和排斥力可以通过指尖而感觉到并给人以物理波皱纹理的印象，尽管斑块(2)实际上具有平坦的表面。因此这种效应的存在或不存在可以用于区分带有这种磁化斑块的真文档和视觉上相同但缺乏正确磁化的伪造文档。在一种变形中，仅仅一个斑块被印刷在文档自身上，另一个斑块位于分离的“钥匙”装置上，其中将该“钥匙”装置在文档上摩擦以检查是否存在正确的磁化。

Description

通过人的触觉检测磁性文档真实性特征

本发明涉及检查文档真实性的方法以及该方法中所使用的文档。更为特别地，本发明涉及基于使用磁性墨水的检验文档真实性的方法，通过简单操作，使用人的触觉作为鉴别器即可实现该方法。本发明原则上可以用于检验其上可以沉积或粘附可磁化墨水区域的任何类型文档的真实性，这些文档包括但不限于钞票、支票、信用卡、护照、驾照、货物标签、票、凭单、邮票、债券、证券和股票、法律通知(legalcommunication)、以及其内在或外在价值需要保护免受伪造的任何其它这种文档。

已经存在使用各种不同技术的诸多机器可读取仿伪造措施，用于保护各种文档，这些措施需要使用特殊的外部设备以验证真实性。诸如水印和全息图的其它措施容易被人的视觉所感知，这些措施的安全水平取决于潜在伪造者复制该相同特征的困难程度与/或成本。本发明的一个目标是提供防伪措施的一种代用形式，该措施可以用作现有形式的一种辅助或者在恰当的情形中用作独立的措施，在优选实施例中该措施无需任何外部设置来检验真实性(或者在其它实施例中只要求使用简单的外部装置)，使得可以由了解存在该技术的任何用户可以执行真实性的验证，但该措施的存在无需在视觉上看上去是均匀的，其复制给潜在伪造者形成了技术障碍。

因此本发明的一个方面为检查带有被磁化以产生交变极性的多极序列的磁性墨水区域的文档的真实性，该方法包括步骤：使所述区域和产生交变极性的多极序列的第二磁性区域之间发生相对移动，所述移动方向沿所述序列的方向，并使用人的触觉检测该相对移动过程中由此引发的这些区域之间交变吸引和排斥的过程。

本发明的第二方面为一种装置，该装置包括带有被磁化以产生交变极性的多极序列的磁性墨水区域，并包括产生交变极性的多极序列的第二磁性区域，使用该装置通过下述步骤可以验证所述文档的真实性：使所述区域沿所述序列的方向发生相对移动，并使用人的触觉检测由此产生的这些区域在该相对移动过程中的交变吸引和排斥。

在一优先实施例中，第二磁性区域为位于文档本身上的第二磁性墨水区域，该文档可以被折叠而使这两个区域形成面对的关系，并随后操作以引发前述相对移动。在另一个实施例中，该第二磁性区域承载在和该文档分离的结构上，该第二区域经过该第一区域或者该第一区域经过第二区域。

本发明还包括一种文档，其中使用根据上面定义的第一方面的方法而检查该文档的真实性。

现在将以示例的方式参考所附示意图更加具体地描述本发明的这些和其它方面，其中：

图1描述了根据本发明的用于待鉴别的钞票；

图2为在磁化过程中图1的钞票上墨斑的截面图；

图3为阐述根据本发明的两个磁化墨斑之间相对移动过程中产生触敏效应的图示；

图4阐述了用于本发明的反直觉(counter intuitive)的磁化墨斑的示例；以及

图5阐述了用于本发明的墨斑磁化的多方向图形。

图1描述了文档1，该文档在本示例中为基于纸或聚合物的钞票，钞票上具有相对于中线3对称放置的两个磁化墨斑2。通过加载具有精细可磁化粉末的墨水系统而配制该墨水。该粉末可并入到现货供应的例如已知的Nylobag、Polyplast、或Polyscreen(这些为Sericol Limited的商标)无色素墨水系统或预定系统。可选择该墨水系统以获得最佳的磁性颗粒填充，且该墨水系统可包括使用墨水稀释剂从而降低所加载的墨水的粘度而便于印刷。目前优选的一种磁粉是由合金Nd₂Fe₁₄B(或其变体)组成，该合金具有目前可商业获得的磁粉中最高的能积，虽然其它的候选包括SmCo类合金(Sm₂Co₁₇、SmCo₅)、硬铁氧体合金(钡铁氧体或锶铁氧体永磁合金)、AlNiCo类合金、CoP、FePt或CoPt合金粉末。优选使用尺寸变化尽可能小的超细的该粉末(典型地颗粒尺寸分布在1-20μm)，因此商品化的产品需要经历诸如球磨、行星研磨或热处理的粉碎过程以及过筛才形成这种粉末。墨水中粉末的典型体积比为15％或更高，例如为30-40％。

通过诸如丝网印刷、凹版印刷、凹印印刷、平版印刷、喷墨印刷的任何恰当过程，将可磁化的墨水印刷到文档上。在图1中，斑块2呈简单的方形，尽管原则上可以以任何预期的形状将可磁化墨水印刷到文档上，包括其它几何形状、数字或字母、线条图形或图画表示。如果需要，可将诸如清漆的表面涂层涂敷在可磁化墨水区域，使其免受磨损并降低表面粗糙度。无论如何，一旦印刷之后，该区域被磁化以提供交变极性的多极序列。对于图1的各个斑块2的情形，被磁化的图形呈平行于折线3延伸的等间隔平行线磁极序列的形状。对于各向异性粉末，墨水仍是湿的时候，或者对于各向同性粉末，墨水是湿或干的时候，通过对各个斑块施加预期形状的强磁场而获得磁性排列。这可通过本领域技术人员熟知的任何恰当的方法来实现，例如通过电磁体、脉冲场磁化器、超导磁体、或永久磁体系统，但将参考图2描述一种优选方法。

图2示出了和包括电流承载导体4-7的脉冲磁化器夹具紧密靠近的磁性墨斑2，按照传统的符号表示法，各个导体中电流的方向被示成交变地穿出和穿进纸面。实际中，各个导体4-7为缠绕成蛇形的单个铜线的平行分支。该导体产生如图所示的方向交替变化的各个磁场8-11，从而产生斑块2中交变极性的线性磁极序列(本示例中为S-N-S-N-S)。尽管为了阐述方便而只示出5个磁极的序列，实际上在2平方厘米的斑块内可能有20或更多个磁极，典型的线间距为0.3mm至3mm。

脉冲磁化器的原理为，电容性放电单元被用于提供在短时间内具有非常大电流的磁化夹具。该夹具由此可以产生使例如NdFeB和SmCo类材料饱和所需的非常高的场，而同时保持其温度上升(由于欧姆加热所致)处于会导致铜线失效的水平之下。由于所产生的磁场的相互作用，还在这些导体之间产生极大的力。所需要的大电流、欧姆加热、导体之间的力、以及脉冲控制，都是在设计磁化夹具和粉末源时必须计算和考虑的因素。这是一种非常专业的技术，会对打算造假的人从已有文档复制磁化图形产生重大的障碍。

为了检验图1中所示的并参考图2所述进行磁化的文档1的真实性，该文档沿线3折叠以将磁化墨水的两个斑块2形成面对关系，并将带有该面对斑块的文档部分保持在手指和拇指之间，两页之间沿各个斑块2中磁极序列方向相对地前后滑动(也就是说横贯各个磁极的线方向)。备选地，可将该文档折叠在手掌(或其它合适表面)上从而将这两个斑块形成面对关系，且将手指压在带有斑块的上一页部分上并使上一页相对下一页前后滑动。将参考图3解释这两种情形中斑块2之间相对移动的影响。也就是说，图3(a)表示(任意的)初始条件，其中两个斑块相互接触，且每个斑块中的磁极和另一个斑块中的相反磁极相接。因此将在其间产生吸引力A。随着这些斑块沿指定方向相对移动，这些斑块到达图3(b)所示的条件，其中每个斑块中相似的磁极相接。因此现在将在其间产生排斥力R。随着沿同一个方向的进一步相对移动，到达图3(c)所示的条件，其中两个斑块中极性不同的磁极再次相接并产生吸引力A等。换而言之，随着两页之间相对移动，斑块2交替地相互吸引和排斥，且当相对移动的方向相反时，将会出现交变吸引和排斥的等效过程。其效果为，随着斑块在夹插了排斥位置的连续吸引位置之间平移时，斑块之间的移动会出现一系列的小痉挛(jerk)。出现这种效应时，通过用户指尖触摸到的感觉非常特别，这种感觉意味着所折叠的文档具有物理波皱的纹理，尽管斑块2实际上具有平滑的表面。还可能听到两个斑块之间这种特别的痉挛移动的效应。

上述效应因此提供了通过触觉区分真文档和假文档的装置，其中真文档具有根据本发明的磁化墨水区域，假文档视觉上可能和真文档相同但假文档未磁化或者没有被正确地磁化。可以通过明显的方式实施这种措施，例如可以教育公众使其了解到，真钞票物理上平整但在折叠并以特定方式摩擦时会感觉到钞票具有纹理。备选地，可以隐蔽地实施该措施，关于验证方法的知识仅限于授权的官员(例如对于护照管理的情形)，因为无法从视觉上清晰地看到文档的任何特定印刷区域被磁化，且该磁化区域可能被覆盖印刷或者有效地隐藏在文档的整体图形内容内。

注意，尽管图3为了阐述方便而示出了每个斑块2只含有5个线性磁性磁极的示例，如前所述，实际上可能有许多线性磁性磁极。类似地，尽管图3表明两个斑块中存在相反的磁极序列，即分别为S-N-S-N-S和N-S-N-S-N，但只要各个斑块中的磁极序列交变，实际情形就不一定如此(特别是磁极的绝对数目增大时)。

磁化墨水斑块2的典型面积范围为25至2500mm²，在优选实施例中为100至400mm²。墨水层的典型厚度范围为10至200μm，在优选实施例中为20至30μm。墨水斑块上任何清漆或其它类型的涂层的厚度应尽可能地小，从而提供所需的保护以及减小表面摩擦，在优选实施例中该厚度约为4μm。在斑块之间所产生的磁力的强度取决于有贡献的磁化粉末的数量，因此随着斑块厚度及粉末体积比而增大。该磁力强度还随序列中相邻磁极之间间距的减小而增大。人触觉所能检测到的最小力随着刺激频率(这种情况下为磁化斑块之间相对移动的速度以及磁极间距的函数)的变化而改变，但我们认为这个最小的力约为0.01至0.1牛顿。以示例的方式，当磁化墨水斑块的尺寸为10mm×10mm时，墨水厚度为30μm时、装载了35％体积比的饱和NdFeB粉末，且磁极线间距为1mm时，前述类型的两个磁化墨水斑块之间的吸引力或排斥力在斑块间距为10μm时的估计值为0.09N。因此，在斑块的吸引和排斥方向之间的跳变将为0.18N的力变化。

注意，这里所述类型的多极图形不具有长程的磁场。随着与磁化区域表面的距离增大，该磁场强度减小非常快，例如具有前述磁化斑块的钞票在正常使用时不可能影响到放置在同一个钱夹或钱包内的信用卡的传统磁条。层叠钞票的磁化斑块之间的相互作用也不会导致任何困难，其中这些磁化斑块之间被印刷了该斑块的衬底的厚度(典型地为60μm)所隔开。

参考图1所描述的本发明的示例是“自我验证真伪的”，因为文档1本身带有通过所述触觉方法进行验证所需的两个斑块2。然而，在其它实施例中，可以通过分离的“钥匙”装置实现真实性的验证，其中使用恰当的磁极序列磁化该“钥匙”装置并将该装置在文档上的一个或多个磁化墨水斑块上摩擦或者将该文档上的磁化墨水斑块在该装置上摩擦。这种情况下，文档无需是可折叠的，该文档可包括例如粘附到商品上的证明标签。

图4阐述了用于根据本发明的检验文档真实性的磁化墨水区域的“反直觉”示例。这种情况下，墨水被印刷到文档上形成一系列的离散条12。然而，该墨水被磁化以产生单独与条12垂直的磁极，如图中磁化导体的分支13的方向所示。换而言之，为了产生前述触敏效应，需要将该区域和另一个适当磁化的区域沿条12的长度方向摩擦，而通过沿垂直方向即跨过这组条的方向摩擦，一系列条12的外形会直觉地让人感觉到纹理。通过适当地选择磁化过程中条12和分支13之间的角度，当然可以产生条12和磁极方向之间的任何其它理想角度关系。

图5阐述了磁化图形的示例，其中可沿多个方向呈现触敏效应。这种情况下，使用三角形结构的磁极14磁化墨水斑块，使得当沿图中箭头所示三个方向(及其反方向)中的每个方向和另一个适当磁化区域摩擦时会碰到交变序列。

Claims (19)

1.一种检查带有磁性墨水区域的文档真实性的方法，该磁性墨水区域被磁化以提供交变极性的多极序列，该方法包括使所述区域和具有交变极性的多极序列的第二磁性区域之间发生相对移动的步骤，所述相对移动沿所述序列的方向；该方法还包括通过人的触觉检测由此产生的在该相对移动过程中这些区域之间交变吸引和排斥的过程。

2.根据权利要求1的方法，其中所述第二区域为所述文档上的第二磁性墨水区域，该方法包括折叠该文档以将这两个区域形成面对的关系，且操作该文档从而导致所述相对移动。

3.根据权利要求1的方法，其中所述第二区域承载在和所述文档分离的结构上，该方法包括使所述结构经过所述磁性墨水区域或者使所述磁性墨水区域经过所述结构。

4.包括一种文档的装置，该文档具有被磁化以产生交变极性的多极序列的磁性墨水区域，以及产生交变极性的多极序列的第二磁性区域，由此通过下述步骤而检验所述文档的真实性：导致所述各区域之间沿所述序列的方向相对移动，并用人的触觉检测由此产生的在该相对移动过程中这些区域之间交变的吸引和排斥的过程。

5.根据权利要求4的装置，其中所述第二区域承载在所述文档上。

6.根据权利要求4的装置，其中所述第二区域承载在和所述文档分离的结构上。

7.根据权利要求4至6中任一项的装置，其中所述第二区域为第二磁性墨水区域。

8.根据权利要求4至7中任一项的装置，其中所述磁性墨水包括载有可磁化粉末的墨水。

9.根据权利要求8的装置，其中所述粉末包括下述合金之一：钕铁硼、钐钴、钡铁氧体、锶铁氧体、铝镍钴、磷化钴、铁铂、钴铂。

10.根据权利要求7或8的装置，其中所述粉末尺寸分布范围为1至20μm。

11.根据权利要求8至10中任一项的装置，其中该墨水中粉末的体积比至少为15％。

12.根据权利要求4至11中任一项的装置，其中所述磁性墨水区域的面积范围为25至2500mm²。

13.根据权利要求4至12中任一项的装置，其中所述磁性墨水区域的厚度范围为10至200μm。

14.根据权利要求4至13中任一项的装置，其中所述磁性墨水区域呈现平行线性磁极序列。

15.根据权利要求14的装置，其中所述区域中的墨水被沉积成多个离散的线性结构，且所述磁极沿与所述结构的方向成一角度地延伸。

16.根据权利要求14的装置，其中所述区域形成沿相互倾斜方向延伸的多个所述序列。

17.根据权利要求4至16中任一项的装置，其中所述序列中的磁极的间距范围为0.3至3mm。

18.根据权利要求4至17中任一项的装置，其中所述磁性墨水区域具有材料涂层以降低摩擦。

19.一种文档，使用根据权利要求1至3中任一项的方法检查其真实性。

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