【発明の詳細な説明】
セキュリティー文書及び不可視コード化マーキングの使用方法
背景
本発明は、人の裸眼には見えないが、可視及び近赤外スペクトル内の光を作る
装置を使用して検出することができるマーキングを、支持体(substrate)又は他
の物体の上に設けることに関する。本発明は更に、近赤外蛍光発光化合物を使用
して支持体上で情報をエンコード化し、この化合物を検出する方法に関する。
自動車、ボート、オートバイ、自転車、美術品、収集品のような物品並びに金
融証書（株式、債券、セキュリティー書類、小切手及び銀行券）及び政府発行証
明書（パスポート、自動車運転免許証及び身分証明書）のような重要な文書の詐
欺、コピー又は窃盗の防止は、社会に於ける長年の問題であった。先行技術は、
可視及び／又は不可視確認マークを物品及び文書の上に設けることによって、こ
のような詐欺、コピー又は窃盗を防止又は回避するための多数のアプローチで満
ちている。このような確認マークは、公然と又は秘密の場所に設けられていた。
例えば、1980年12月16日付けでRichardsonに発行された米国特許第4,239,261号
には、物品に適用されたミクロ−マーキングラベルが開示されている。このマー
カー又はラベルは、典型的に透明であるか又は必要に応じて特定の色に着色され
ていてよい、一般的に透明であるプラスチック材料の薄い板から形成される。こ
の材料の厚さは、約0.0286×0.0286インチの範囲内の全体寸法で、約0.001イン
チ〜0.002インチ（１〜２ミル）である。このマーカー又はラベルの正確な寸法
は、空間必要条件を満たすために又は光複製装置の光学的分解能又は光学的解像
力制限を排除
するために、変化させることができる。このマーカーの面積は、物体を確認する
ための具体的なコードを指定するために、中に均質な又はデジタルのマーキング
が設けられている分離されたデジタル領域に分割されている。このマーカーの欠
点は、それが下地の表面上に存在することである。このラベルは、カバーしたり
、取り除いたり又は消失させたりすることができ、その場合にはマーカー又はラ
ベルはその有効性を失う。
1992年１月28日付けでGuinta等に発行された米国特許第5,083,814号には、セ
キュリティーマーキングを自動車、ボート等に適用するためのセキュリティー方
法が開示されている。この方法には、コンピュータ、モニター及び手持ちマーキ
ングデバイスのような入力デバイス及び出力デバイスが与えられた、公認ディー
ラーの全国的ネットワークが含まれる。中央処理装置から与えられた具体化され
た地区データを使用して、ディーラーは、自動車の表面に、秘密のそして不可視
の登録コードを適用する。
多数の印刷技術応用に於いて、原物（オリジナル）をコピー又は偽造物品から
区別することが必要である。最近のコピー技術によって、印刷された材料は随意
に複製することができ、特に、コピーが、原物と同様である支持体の上に印刷さ
れている場合には、原物から殆ど区別することができない。誰かが原物をコピー
することを阻止し及び経済的に思いとどまらせるために、物品を秘密にマーキン
グ及び確認するための種々の手段及び方法が提案されていることはよく知られて
いる。典型的には、このような手段及び方法では、紫外光源に付したとき蛍光発
光するインキ又は塗料が使用された。400〜700ナノメートルの可視スペクトル内
の光に対して外見上は目に見えないこのマーキングは、紫外放射線の下で明るく
蛍光発光するようになるので、紫外光と連係させて使用されるこのような単純
な蛍光マーキングは、劇的な効果をもたらす。例えば、1988年４月５日付けでJa
lonに発行された米国特許第4,736,425号には、偽造を防止し、文書を真正である
と証明するために、証書、銀行券、小切手、株券、証紙等のような重要な文書の
ための２段階マーキング方法が開示されている。このマーキング方法の第一段階
に於いて、キレートを形成すする１種又はそれ以上の元素が、証書の中又は上に
析出される。この元素は、キレートが後まで形成されないように選択される。こ
の方法の第二段階に於いて、キレートの合成体を作るための欠損(missing)成分
をこの証書の上に析出させることによって、キレートを形成させる。この欠損元
素は、水性アルコール析出の手段によって証書に添加される。従って、第一段階
で配位子を析出させ、第二段階で金属イオンを析出させることが可能であり、そ
の逆も同様である。このキレート化化合物は、金属及び希土類元素で形成され、
日光の下では目に見えないが、紫外光線に露出されたとき蛍光性である。
この方法は、第一段階を実施する際に、析出された溶液が、形成されたときキ
レートのために適当にpH調節されるようにするための、注意を払わなくてはなら
ないために不利である。第二に、キレートを形成するために著しく過剰の配位子
を存在させなくてはならない。
1986年５月27日付けでStenzel等に発行された米国特許第4,591,707号には、銀
行券、紙幣等のような金融証書へのホールマークの使用が開示されている。この
ホールマークは、パターン、縞又は図形の形態での、蒸着又はカソードスパッタ
リングのような真空処理技術によって適用された紙支持体の外表面上への被膜で
ある。
1971年10月19日付けでBerlerに発行された米国特許第3,614,430号には、実質
的に半透明の支持体上に捺印された(imprinted)コー
ド化情報を電子的に検察するための方法が開示されている。情報をコード化する
ために使用されたインキは、紫外光に露出されたとき蛍光発光する。この蛍光は
、半透明支持体を通して光電的に感受される。次いでリーダーデバイスがこのコ
ード化情報を解釈し、更に、コード化情報に関して所望の出力を行うことができ
る。
1976年１月20日付けでMurphy等に発行された米国特許第3,933,094号には、上
にバーコード情報を印刷した営業用返信封筒のような支持体が開示されている。
このバーコードは、支持体との組合せで、800〜900ナノメートルの波長範囲内で
測定したとき、実質的に50％より少ないプリントコントラスト信号(Print Contr
ast Signal)を生じる色を有する複数のインキを使用して、支持体の上に印刷さ
れる。このインキには、インキ及び支持体のプリントコントラスト信号を少なく
とも50％まで増加させるために十分な金属化合物が添加される。
1991年11月12日付けでMiehe等に発行された米国特許第4,504,084号には、コピ
ーを原物から区別することができるように、原物をマーキングするための方法が
開示されている。この方法には、原物を印刷するための印刷媒体を有するリボン
を使用することが含まれる。このリボンには、特定のスキャナーを使用すること
によってのみ認識することができる不可視区別可能マーキングを作るマーキング
の形での物質が含まれている。
1996年５月７日付けでBersonに発行された米国特許第5,514,860号には、透明
テープに印刷されたエンコード化した又は暗号化したデータを有する文書が開示
されている。このデータは、不可視インキを使用して印刷される。このインキは
、インキ中に使用された色素に依存して、紫外光又は赤外光に露出されたときの
み目に見えるようになる。
1996年８月６日付けでAuslander等に発行された米国特許第5,514,860号には、
上層及び下層バーコードを印刷することにより、標準バーコードよりも多くの情
報を有するバーコードが開示されている。下側のバーコードを印刷するのに使用
されるインキは、スペクトルの可視範囲、即ち、400〜700ナノメートル内で吸収
する普通のインキである。上層のバーコードは、裸眼に対して不可視であるイン
キを使用して印刷される。使用された不可視インキは、Eu，Tb，Sm，Dy，Luのよ
うな希土類元素と、紫外及び青スペクトル領域内で吸収する発色団配位子を作る
ための種々のキレート化剤との錯体をベースにしている。下側のバーコードは、
第一波長を発する第一励起源及び第一センサーによって読み取られ、上層バーコ
ードは、第二波長を発する第二励起源及び第二センサーによって読み取られる。
エンコード化マーキングをきわだたせるために蛍光を使用する全てのシステム
に於いて、蛍光化合物を励起する読み取りシステム又はスキャナーが存在するこ
とが必要である。次いで、蛍光は、検出器の方に反射して戻され、集光され、光
強度及び照明された面積に比例する電流信号に変換される。次いで、この電気信
号は、デコードされ、所定の方法で使用される。紫外蛍光発行インキを使用する
これらのシステムの欠点は、色素、塗料及び被膜のような多数の材料及び支持体
が、紫外光吸収を実質的に妨害する増白剤又はその他の化合物を有することであ
る。更に、このインキ又はエンコード化マーキングは、支持体の表面に近接させ
て設けなくてはならない。従って、このマーキングは、容易に引っ掻かれるか又
は容易に利用可能な紫外スキャナーを使用して検出されることを非常に受けやす
い。
従って、支持体の上に設けることができ、可視及び紫外光検出か
ら実質的に隠すことができ、しかもなお文書の真正性を決定するための手段を提
供することができる不可視マーキングについてのニーズが存在している。また、
支持体の上に設けることができ、不注意に擦り取ったり、引っ掻いたり又は除去
することから保護できる不可視マーキングについてのニーズも存在している。
発明の要約
本発明は、約650nm〜約1100nmの波長を有する可視及び近赤外放射線に露出し
たとき蛍光発光する化合物の使用をベースとしている。この化合物は、通常の照
明条件下で人の裸眼に対して及び紫外光放射線に露出したとき共に通常、不可視
である。
本発明は、支持体を準備し、その上に指標又はエンコード化情報を捺印するた
めに約650nmより長い波長で蛍光発光する化合物を使用することによって、先行
技術の欠点を克服する。この化合物は、可視及び紫外波長領域内の光を実質的に
吸収、反射し及び／又は散乱させる材料の１つ又はそれ以上の層によって、検出
から保護され、そして隠される。
本発明の他の面は、情報が視覚及び紫外検出から隠されている、支持体上への
エンコード化情報のマーキング方法である。この方法には、支持体に、約680nm
より長い波長で蛍光発光する化合物を使用して不可視エンコード化マーキングを
適用する工程並びにこの化合物を、可視及び紫外波長領域で光を実質的に吸収し
、反射し及び／又は散乱させる材料の層でカバーする工程が含まれる。この方法
には更に、この化合物が蛍光を作るように励起放射線に露出すること及び吸収又
は反射層を通してこの蛍光を検出することが含まれてよい。
予想外に、約650nmより長い波長で蛍光発光する化合物を、可視
及び紫外波長領域の両方で光を反射、散乱又は吸収する材料の層によってカバー
することができ、励起放射線に露出したとき、これがカバー層を通して検出され
るように十分に蛍光発光することが見出された。先行技術で使用された不可視イ
ンキは、励起放射線に近接して配置することを必要とするか又は支持体が透明で
あって、少なくとも幾らかの可視光が支持体を貫通できることを必要としたので
、このことは驚くべきことである。
本発明の目的は、マーキングが可視波長及び紫外波長の光から実質的に隠され
る蛍光発光化合物を使用した、支持体上の不可視セキュリティーマーキングを提
供することである。
本発明の他の目的は、情報が視覚及び紫外検出から実質的に隠されている、支
持体上へのエンコード化情報のマーキング方法を提供することである。
本発明のこれらの及びその他の目的は、添付した図面と結び付けて、下記の発
明の詳細な説明から、より完全に明らかになるであろう。
図面の詳細な説明
図１は、本発明の例示及び説明の目的のために示される、情報をその上に印刷
し、不可視エンコード化マーキングを内側に有する典型的な封筒の平面図である
。
図２は、図１の封筒の面２−２の断面図であり、光不鮮明化材料の２つの層の
間に配置された不可視エンコード化マーキングを示す。
図３は、コード化情報がラベルのような別の支持体上に印刷され、次いでこれ
が、クレジットカード、自動車運転免許証等のような文書に貼付されている、本
発明の他の態様の平面図である。
図４は、文書が１つより多い層からなり、コード化された情報が１つの層の上
に印刷され、第二の層によってカバーされている、本発明の他の態様の断面図で
ある。
好ましい態様の詳細な説明
本発明の広い概念により、紙のシート、セキュリティー文書、金属表面、クレ
ジットカード又は封筒のような支持体が、セキュリティー及び／又は真正証明目
的のためのエンコード化情報を含む不可視マーキングを有する。この不可視マー
キングは、約650ナノメートル（nm）〜約1100nm、好ましくは約680nm〜約900nm
の範囲内の波長を有する放射線に感受性である蛍光発光化合物を含有する、イン
キ又は他の適当なマーキング組成物を使用して、支持体の上に捺印される。この
マーキングは、このマーキングをカバーする分離層を通して検出することができ
る。
ここで図面（図に於いて、類似の参照文字は、図面を通して類似の又は対応す
る部分を指定する）を参照して、図１及び図２は、その少なくとも１つの外側表
面上に目に見える印刷された指標を有する、商業用封筒10として示される支持体
を示す。封筒10は一般的に２つの平面状外側表面を有し、両方とも、適正な配達
のために必要な、上に設けた情報を捺印又は有するために利用することができる
。しかしながら、例示の目的のために、前面12のみを示し、説明する。封筒10に
はまた、封筒の内容物を保持するために使用される内側部分14が含まれる。説明
する種々の構成成分の物理的関係を参照するとき、「前」、「後」、「内側」、
「外側」、「上側」、「下側」、「右」、「左」等のような用語は、図面に示さ
れた配置に対してのみ参照することを理解されたい。実際の態様は異なっていて
よい。更に、本明細書で説明された発明は、例示された特定の態様
に限定されないことはいうまでもない。前面12は、受取人の氏名、住所、市、州
、郵便番号並びに正確な送付先を適正に同定するために使用することができる全
ての他の関連情報を設けるために使用される領域を有する。封筒10には更に、封
筒10の内側14又は封筒内容物の部分（図示せず）上に印刷された、バーコードと
して示される不可視印刷又はエンコード化情報16が含まれる。本発明により、エ
ンコード化情報16は、人の裸眼に対して検出不可能であるように、通常の状態下
で及び可視光及び紫外光の下で目に見えないインキを使用して、封筒に捺印され
ている。エンコード化情報16は、例示目的のみのために示される。この情報は封
筒10の下方右手角の方に現れるように示されているが、受取人の氏名、住所等を
記載するために通常予定される領域内を含む、封筒10の任意の場所に配置するこ
ともできる。
コード化情報16はバーコードとして描かれているが、コード化情報は、署名、
記号及び／又は文字数字式コードであってよい。一般的に、バーコードは、二進
数形式で文字数字式情報を表わす、黒いバーと白い空間線との一組である。幾つ
かの異なった種類のバーコードが存在するが、それぞれに於いて、数字、文字又
は他のキャラクターは、一定の数のバー及び空間によって形成されている。例示
したバーコード16には、コード化情報を作るために所定の配置で印刷された、垂
直に延びたバーの水平の列が含まれる。このバーコードは、受取人の郵便番号、
通り住所、氏名及び封筒を適切に分類し、処理するために必要であるかもしれな
いその他の情報のような情報を含んでいてよい、顕著な量の詳細なデータを提供
することができる。本発明に従って、エンコード化情報16は、封筒の一部が、励
起源と蛍光発光化合物との間のバリヤー又は分離層18として作用するように、封
筒10の内側14上に現れる。この方式に於いて、バーコ
ード16は、汚されたり又は不注意に除去されることから更に保護されている。
内容についてのプライバシーを保護するために、全てではないが殆どの封筒は
、可視及び紫外放射線に対して実質的に不透明である紙から製造されている。し
かしながら、所望の応用によって、支持体は、その上に印刷することができ且つ
種々の範囲の天然材料、合成材料又はこれらの組合せを含んでいてよい任意の適
当な材料であってよい。例えば、支持体は、紙、厚紙、布帛（織布及び不織布）
、織物、プラスチックフィルム及び成形プラスチック物品又は自動車若しくは工
業的応用に於いて、Fe，Al，Ni，Cu、種々の合金のような種々の金属シート及び
金属箔、ガラス及び上記の組合せから構成されていてよい。再び封筒10を参照し
て、この紙は、紙、パッドペーパー(pad paper)、黄色紙、トレーシングペーパ
ー、ノンカーボン複写紙又は厚さ及び印刷品質が適当な任意の他の紙に結び付け
ることができる。プラスチック支持体は、ナイロン、ポリエステル、ポリエチレ
ン、ポリプロピレン、ポリスチレンのようなポリオレフィン等のような任意の種
類のポリマー材料であってよい。
使用される紙支持体には、紫外光に露出したとき青色の蛍光を作る光学的増白
剤が含有されていてよい。また、封筒10には、可視及び紫外波長で光を反射又は
吸収する被覆又は着色剤が含有されていてよい。例えば、赤外放射線に対する透
過性又は浸透性をなお維持して封筒に色を与えるために、イリオジン(IRIODIN)
のような真珠光沢顔料を封筒の表面上に設けることができる。このことは、情報
の付着（deposition）若しくはエンコード化又は続くデータマーキングの検出を
損なわない。支持体は可視及び紫外放射線に対して実質的に不透明であり、望ま
しくは支持体を照明する放射線の50％より多くを阻止する。本明細書に使用する
、用語「阻止」又は「阻止
する」は、照明放射線が、支持体で反射し、支持体によって吸収又は他の手段で
減衰して、可視及び紫外スペクトル内の光放射線が、封筒の内容物を照明するこ
とを実質的に防止することを意味する。更に望ましくは、支持体は照明放射線の
75％より多くを阻止し、最も望ましくは、支持体は照明可視及び紫外放射線の90
％より多くを阻止する。しかしながら、支持体は、約650nm〜約1100nmの波長を
有する光に対して、実質的に透明でなくてはならない。当業者は、支持体が、単
独で又は支持体上の他の化合物若しくは被膜との組合せで作用して、光放射線が
封筒の内容物を照明することを阻止することができることを理解するであろう。
このような組合せは、本明細書に記載した発明の範囲内であると考えられるべき
である。
コード化情報を捺印するのに使用されるインキは、可視及び紫外光源の両方の
下で裸眼には見えない。好ましいインキは、1997年３月25日付けでEscano等に発
行された米国特許第5,614,008号及び1995年６月13日付けでKrutak等に発行され
た米国特許第5,423,432号（両方は、本特許出願の譲受人に共通して譲渡されて
いる）に記載されている。それぞれの全開示を、参照して本明細書に含める。一
般的に、本発明のインキには、約１ppm〜約10重量％の蛍光発光化合物が含有さ
れている。好ましくは、このインキには、約１ppm〜約５重量％、更に好ましく
は、約５ppm〜約１重量％の蛍光発光化合物が含有されている。このインキ中に
存在する蛍光発光化合物は、近赤外放射線を吸収し、吸収されたものよりも長い
波長を有する蛍光を作る。好ましくは、この近赤外発蛍光団は、650nmより長い
、更に好ましくは、680nmより長い、最も好ましくは、約690nm〜約900nmの波長
を有する蛍光を作る。
このインキは、任意の従来のプリンタ装置又は方法を使用して支持体に適用す
ることができる。例えば、この蛍光発光インキ組成物
は、標準型のライターで使用されるインキリボン中に又はインキジェットプリン
タのような一層現代的な液体インキ印刷装置に含まれていてよい。
発蛍光団化合物の励起及び検出のために有用な装置は、前記の米国特許第5,42
3,432号に一層詳細に記載されている。一般的に、このような装置は、インキ中
の発蛍光団を励起する可視及び近赤外領域内の放射線を発光することができる光
源を有する。この装置にはまた、当業者に公知である波長セレクター及び近IR感
受性光検出器が含まれている。光検出器の出力はレベル調節増幅器に与えられ、
この増幅器の出力は集積回路デジタルマルチメーターに与えられる。
図３を参照して、本発明の他の態様をクレジットカード30として示す。一般的
に、カード30は、その表面の一方にエンボスされた、発行番号、有効年月日、カ
ード保持者等のような型にはまった通例の情報を有する。カード30には更に、コ
ピー及び詐欺を防止するためにカード30の表面上に一般的に含まれる、１個又は
それ以上のホログラフ画像（図示せず）が含まれていてよい。クレジットカード
30は、ポリマー材料の単一層又は多重層から構成されていてよい。クレジットカ
ード30には、典型的に裏面上に、保持者が彼／彼女の氏名を署名する領域32が含
まれている。署名領域32の記入可能表面は、被膜又は接着で適用されたラベルか
らなっていてよい。不可視エンコード化情報は、署名領域32の中に配置されてい
る。被膜のみが署名領域32に適用されるとき、不可視エンコード化情報は好まし
くは、被膜が適用される前にカード30の表面に印刷されるが、被膜組成物中に含
有させることもできる。ラベルが使用される場合には、不可視エンコード化情報
は支持体の上に印刷され、接着性被膜によってカバーされる。
図４を参照して、本発明の別の態様40の断面図を示す。発蛍光団を有する不可
視化合物16は、支持体42の上に印刷され、次いで被膜層44によってカバーされる
。被膜層44は、塗料、インキ、ワニス、ラッカー、シェラック等のような永久的
材料又はフロスト若しくはアイスのような一時的被膜であってよい。被膜44は約
0.0001インチ〜約１インチの範囲内の厚さを有していてよい。好ましくは、この
被膜は約0.001インチ〜約0.375インチの厚さを有する。被膜44は、励起放射線、
特に検出するために望ましい波長に対して透明である。有利には、本発明の実施
で有用である蛍光発光化合物は、この組成物を含有する表面上に投射するための
励起光を必要とせず、その代わりに励起光源からこの化合物を分離する１個又は
それ以上の層を有していてよい。
本発明の不可視セキュリティーマーキングを有する文書、免許証、クレジット
カード及びその他の物品は、この化合物が、可視及び紫外放射線を阻止する材料
に対して実質的に透明である波長で蛍光発光するので、含有された不可視マーキ
ングを有してよい先行技術の文書を越えた利点を有する。如何なる理論にも結び
付けられるものではないが、より長い波長の光が散乱媒体を貫通することができ
るより大きな容易さは、散乱現象の波長依存性の結果であると信じられる。この
ような光散乱は一般的に、レイリー及びミー（Rayleigh and Mie）散乱と呼ばれ
ている。結果として、可視及び紫外光の下で観察される画像は、近赤外光により
作られる画像よりも顕著に一層不鮮明になる。先行技術の方法は、エンコード化
情報を確実に感知するために、支持体からの高い反射率及びエンコード化情報か
らの非常に低い反射率を得ることが望ましいコントラストの原理に依存していた
。従って、支持体とエンコード化情報との間の不十分なコントラストが存在する
場合、走査装置は、この情報を読み取る
又は同定するための満足できる応答を提供しなかった。有利には、コード化情報
を読み取るために支持体からの反射率に依存することはもはや必要ない。
本発明の他の面は、不可視指標又はエンコード化情報を有する文書の作成方法
である。この方法には、上記の発蛍光団化合物を含有する組成物を使用して、不
可視マーキングを支持体に適用する工程並びにこの化合物を、可視及び紫外スペ
クトル内の光放射線を実質的に吸収又は反射する材料の層でカバーする工程が含
まれる。有利には、文書又は車、ボート、オートバイ、自転車等のような他の物
品が、本発明による蛍光発光化合物を使用してマーキングされるとき、カバー層
は、このマーキング化合物を可視及び紫外放射線から不鮮明にする。このカバー
層は、約680nmより長い波長を有する放射線に対して実質的に透明である。エン
コード化情報は、蛍光発光化合物を、一般的に約650nm〜約1100nmの適当な励起
放射線に露出し、そうしてこの化合物が蛍光を作るようにすることによって検出
することができる。次いで、蛍光は、適当な検出器を使用することによって、カ
バー層を通して検出される。
下記の実施例は、本発明を更に例示するために提出され、本明細書に記載した
本発明の範囲を限定することを意図しない。例１
60ppmの発蛍光団を有するインキ配合物を、米国特許第5,614,008号（その開示
を、参照して本明細書に含める）に従って製造した。このインキを、典型的に雑
誌に使用される高光沢填料配合紙に不可視バーコードを印刷するために使用した
。この紙を折り曲げて、不可視コードが封筒に対面する側の上になるようにした
。9000DRXデコーダーを有する改良アキューソート（Accu−Sort）モデル55スキ
ャナーを使用して、このバーコードは封筒を通して容易に検出さ
れた。例２
上記の例１に於けるようにして、100ppmの発蛍光団を有するインキ配合物を製
造した。次いで、不可視コードを支持体の上に印刷し、ホットメルトゴムベース
接着剤によってカバーした。この不可視コードは、支持体及び接着剤を通して検
出された。例３
上記の例１に於けるようにして、100ppmの発蛍光団を有するインキ配合物を製
造した。次いで、不可視コードを支持体の上に印刷し、アクリルエマルジョン接
着剤によってカバーした。この不可視コードは、支持体及び接着剤を通して検出
された。例４
２個の１クォート高密度ポリエチレン容器を不可視マーキングで捺印した。次
いで、この容器にドライアイス及びアセトンを充填し、熱水の入ったシンクの上
に置いた。この容器を、約１／８〜約３／８インチの厚さを有する、容器上のフ
ロストの層を作るために充分な時間吊した。上記の例１に記載したスキャナーを
使用して、この不可視コードはフロストの層を通してデコードされた。
当業者は、種々の改良を、本明細書の教示から逸脱することなく本発明に対し
て行うことができることを理解するであろう。本明細書で本発明の性質を説明す
るために記載され、例示された具体的態様の部分の詳細、材料及び配置は、本発
明の範囲を規定する請求の範囲を限定することを意図しないことが、更に理解さ
れるべきである。変更を、付属する請求の範囲に表わされるような本発明の精神
及び範囲から逸脱することなく、当業者によって行うことができる。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Background of the Use of Security Documents and Invisible Coded Markings The present invention is directed to detecting using a device that is invisible to the naked human eye but produces light in the visible and near-infrared spectrum. Markings on a substrate or other object. The invention further relates to a method of encoding information on a support using a near-infrared fluorescent compound and detecting the compound. Articles such as cars, boats, motorcycles, bicycles, works of art and collectibles, as well as financial instruments (stocks, bonds, security documents, checks and banknotes) and government issued certificates (passports, car licenses and identification cards) The prevention of fraud, copying or theft of such important documents has been a long-standing problem in society. The prior art is full of a number of approaches to preventing or avoiding such fraud, copying or theft by providing visible and / or invisible identification marks on articles and documents. Such confirmation marks have been provided in open or secret places. For example, U.S. Pat. No. 4,239,261, issued to Richardson on December 16, 1980, discloses a micro-marking label applied to an article. The marker or label is formed from a thin plate of generally transparent plastic material, which is typically transparent or optionally colored to a particular color. The thickness of this material is about 0.001 inches to 0.002 inches (1-2 mils) with overall dimensions in the range of about 0.0286 x 0.0286 inches. The exact dimensions of the marker or label can be varied to meet spatial requirements or to eliminate optical resolution or optical resolution limitations of the optical duplication device. The area of this marker is divided into separate digital regions with homogenous or digital markings therein to specify a specific code for identifying the object. The disadvantage of this marker is that it is present on the surface of the substrate. The label can be covered, removed or lost, in which case the marker or label loses its effectiveness. U.S. Pat. No. 5,083,814, issued to Guinta et al. On Jan. 28, 1992, discloses a security method for applying security markings to automobiles, boats, and the like. The method includes a nationwide network of authorized dealers, provided with input and output devices such as computers, monitors and handheld marking devices. Using the embodied district data provided by the central processing unit, the dealer applies a secret and invisible registration code to the surface of the vehicle. In many printing technology applications, it is necessary to distinguish the original from a copy or counterfeit article. With modern copying technology, the printed material can be reproduced at will, especially if the copy is printed on a support that is similar to the original, making it almost indistinguishable from the original. Can not. It is well known that various means and methods have been proposed for secretly marking and confirming articles to prevent someone from copying the original and to discourage them economically. Typically, such means and methods used inks or paints that fluoresce when exposed to an ultraviolet light source. This marking, which is apparently invisible to light in the visible spectrum of 400-700 nanometers, becomes brightly fluorescent under ultraviolet radiation and is thus used in conjunction with ultraviolet light. Simple fluorescent marking has a dramatic effect. For example, U.S. Pat. No. 4,736,425, issued to Jalon on Apr. 5, 1988, includes documents such as deeds, banknotes, checks, stock certificates, and stamps to prevent counterfeiting and to authenticate documents. A two-step marking method for important documents such as is disclosed. In a first step of the marking method, one or more chelating element is deposited in or on the certificate. The element is selected so that no chelate is formed until later. In the second step of the method, the chelate is formed by depositing a missing component on the certificate to make a complex of the chelate. This defective element is added to the certificate by means of aqueous alcohol precipitation. Thus, it is possible to deposit the ligand in the first step and to deposit the metal ions in the second step, and vice versa. This chelating compound is formed of metals and rare earth elements, is invisible under sunlight, but is fluorescent when exposed to ultraviolet light. This method is disadvantageous when performing the first step because care must be taken to ensure that the deposited solution is properly pH adjusted for chelation when formed. is there. Second, a significant excess of ligand must be present to form chelates. U.S. Pat. No. 4,591,707, issued to Stenzel et al. On May 27, 1986, discloses the use of hallmarks in financial instruments such as banknotes, banknotes and the like. The hole mark is a coating in the form of a pattern, stripe or graphic on the outer surface of the paper support applied by a vacuum processing technique such as vapor deposition or cathode sputtering. U.S. Pat.No. 3,614,430, issued to Berler on Oct. 19, 1971, describes a method for electronic prosecution of coded information imprinted on a substantially translucent support. It has been disclosed. The ink used to encode the information fluoresces when exposed to ultraviolet light. This fluorescence is photoelectrically sensed through the translucent support. The reader device can then interpret this coded information and produce the desired output with respect to the coded information. U.S. Pat. No. 3,933,094, issued to Murphy et al. On Jan. 20, 1976, discloses a support, such as a business return envelope, having barcode information printed thereon. This barcode, in combination with a support, has a plurality of inks having a color that, when measured in the wavelength range of 800 to 900 nanometers, produces substantially less than 50% of a Print Contrast Signal. Printed on the support using The ink is loaded with a metal compound sufficient to increase the print contrast signal of the ink and the support by at least 50%. U.S. Pat. No. 4,504,084, issued on Nov. 12, 1991 to Miehe et al., Discloses a method for marking originals so that copies can be distinguished from the original. The method includes using a ribbon having a print medium for printing the original. The ribbon contains the substance in the form of a marking that creates an invisible distinguishable marking that can only be recognized by using a particular scanner. U.S. Pat. No. 5,514,860, issued to Berson on May 7, 1996, discloses a document having encoded or encrypted data printed on a transparent tape. This data is printed using invisible ink. This ink becomes visible only when exposed to ultraviolet or infrared light, depending on the dye used in the ink. U.S. Pat. No. 5,514,860, issued Aug. 6, 1996 to Auslander et al., Discloses a barcode having more information than a standard barcode by printing upper and lower barcodes. . The inks used to print the lower barcode are ordinary inks that absorb within the visible range of the spectrum, i.e., 400-700 nanometers. The upper layer barcode is printed using an ink that is invisible to the naked eye. The invisible inks used are complexes of rare earth elements such as Eu, Tb, Sm, Dy, and Lu with various chelating agents to create chromophore ligands that absorb in the ultraviolet and blue spectral regions. Base. The lower barcode is read by a first excitation source and a first sensor that emits a first wavelength, and the upper barcode is read by a second excitation source and a second sensor that emits a second wavelength. In all systems that use fluorescence to make encoded markings prominent, it is necessary that there be a reading system or scanner that excites the fluorescent compound. The fluorescence is then reflected back toward the detector, collected and converted into a current signal proportional to the light intensity and the illuminated area. This electrical signal is then decoded and used in a predetermined way. A disadvantage of these systems that use ultraviolet fluorescent emission inks is that many materials and substrates, such as dyes, paints and coatings, have brighteners or other compounds that substantially interfere with ultraviolet light absorption. is there. Further, the ink or encoded marking must be provided in close proximity to the surface of the support. Thus, this marking is very susceptible to being scratched or detected using an readily available ultraviolet scanner. Accordingly, there is a need for invisible markings that can be provided on a support, substantially hidden from visible and ultraviolet light detection, and yet provide a means for determining the authenticity of a document. Existing. There is also a need for invisible markings that can be provided on a support and protected from inadvertent scraping, scratching or removal. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is based on the use of compounds that fluoresce when exposed to visible and near-infrared radiation having a wavelength of about 650 nm to about 1100 nm. The compounds are usually invisible both to the naked eye of humans under normal lighting conditions and when exposed to ultraviolet radiation. The present invention overcomes the deficiencies of the prior art by providing a support and using a compound that fluoresces at wavelengths longer than about 650 nm to imprint indicia or encoded information thereon. The compound is protected and hidden from detection by one or more layers of material that substantially absorb, reflect and / or scatter light in the visible and ultraviolet wavelength regions. Another aspect of the invention is a method of marking encoded information on a support, where the information is hidden from visual and ultraviolet detection. The method includes applying an invisible encoded marking to a support using a compound that fluoresces at a wavelength greater than about 680 nm and substantially absorbing the light in the visible and ultraviolet wavelength regions. Covering with a layer of material that reflects and / or scatters. The method may further include exposing the compound to excitation radiation so as to create fluorescence and detecting the fluorescence through an absorbing or reflective layer. Unexpectedly, compounds that fluoresce at wavelengths longer than about 650 nm can be covered by a layer of material that reflects, scatters, or absorbs light in both the visible and ultraviolet wavelength regions, which, when exposed to excitation radiation, It was found to fluoresce well enough to be detected through the cover layer. The invisible inks used in the prior art either needed to be placed in close proximity to the excitation radiation or because the support was transparent and required at least some visible light to be able to penetrate the support. This is surprising. It is an object of the present invention to provide an invisible security marking on a support using a fluorescent compound that is substantially hidden from visible and ultraviolet wavelengths of light. It is another object of the present invention to provide a method for marking encoded information on a support wherein the information is substantially hidden from visual and ultraviolet detection. These and other objects of the present invention will become more fully apparent from the following detailed description of the invention when taken in conjunction with the accompanying drawings. DETAILED DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a plan view of a typical envelope, shown for purposes of illustration and description of the invention, having information printed thereon and having invisible encoding markings therein. FIG. 2 is a cross-sectional view of the envelope 2-2 of FIG. 1 showing the invisible encoded markings disposed between two layers of the light smearing material. FIG. 3 shows a plan view of another embodiment of the present invention in which the coded information is printed on another support, such as a label, which is then affixed to a document, such as a credit card, car license, etc. FIG. FIG. 4 is a cross-sectional view of another aspect of the present invention, wherein the document is comprised of more than one layer, and the encoded information is printed on one layer and covered by a second layer. . DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In accordance with the broad concept of the present invention, a support such as a sheet of paper, a security document, a metal surface, a credit card or an envelope is invisible, including encoded information for security and / or authentication purposes. With marking. The invisible marking may be an ink or other suitable marking composition containing a fluorescent compound that is sensitive to radiation having a wavelength in the range of about 650 nanometers (nm) to about 1100 nm, preferably about 680 nm to about 900 nm. The object is used to imprint on the support. The marking can be detected through a separation layer covering the marking. Referring now to the drawings, in which like reference characters designate similar or corresponding parts throughout the drawings, FIGS. 1 and 2 are visible on at least one outer surface thereof. 1 shows a support, shown as a commercial envelope 10, with printed indicia. The envelope 10 generally has two planar outer surfaces, both of which can be used to imprint or have the information provided above necessary for proper delivery. However, for illustrative purposes, only the front surface 12 is shown and described. Envelope 10 also includes an inner portion 14 that is used to hold the contents of the envelope. When referring to the physical relationships of the various components described, such as "front,""back,""inside,""outside,""upper,""lower,""right,""left," etc. It should be understood that various terms refer only to the arrangement shown in the drawings. The actual embodiments may be different. Furthermore, it goes without saying that the invention described herein is not limited to the specific embodiments illustrated. The front face 12 has an area used to provide the recipient's name, address, city, state, zip code and any other relevant information that can be used to properly identify the correct destination. . Envelope 10 further includes invisible print or encoded information 16, shown as a barcode, printed on the inside 14 of envelope 10 or on a portion of the envelope contents (not shown). In accordance with the present invention, the encoded information 16 is applied to the envelope using ink that is invisible under normal conditions and under visible and ultraviolet light so that it is undetectable to the naked human eye. It is stamped. Encoding information 16 is shown for illustrative purposes only. This information is shown as appearing in the lower right hand corner of the envelope 10, but can be placed anywhere on the envelope 10, including in areas normally planned for listing the recipient's name, address, etc. You can also. Although the coded information 16 is depicted as a bar code, the coded information may be a signature, symbol, and / or alphanumeric code. Generally, a barcode is a set of black bars and white space lines that represent alphanumeric information in binary form. There are several different types of barcodes, but in each case a number, letter or other character is formed by a certain number of bars and spaces. The illustrated bar code 16 includes a horizontal row of vertically extending bars printed in a predetermined arrangement to produce coded information. This barcode contains a significant amount of information that may contain information such as the recipient's zip code, street address, name and other information that may be necessary to properly classify and process the envelope. Detailed data can be provided. In accordance with the present invention, the encoded information 16 appears on the inside 14 of the envelope 10 such that a portion of the envelope acts as a barrier or separation layer 18 between the excitation source and the fluorescent compound. In this manner, the barcode 16 is further protected from being soiled or inadvertently removed. In order to protect content privacy, most, if not all, envelopes are made from paper that is substantially opaque to visible and ultraviolet radiation. However, depending on the desired application, the support may be any suitable material that can be printed thereon and may include a wide range of natural, synthetic, or combinations thereof. For example, the support may be paper, cardboard, fabric (woven and non-woven), woven, plastic film and molded plastic articles or in automotive or industrial applications such as Fe, Al, Ni, Cu, various alloys. It may be composed of various metal sheets and foils, glass and combinations of the above. Referring again to the envelope 10, this paper can be tied to paper, pad paper, yellow paper, tracing paper, non-carbon copying paper or any other paper of appropriate thickness and print quality. it can. The plastic support may be any type of polymeric material, such as nylon, polyester, polyethylene, polypropylene, polyolefins such as polystyrene, and the like. The paper support used may contain an optical brightener that produces blue fluorescence when exposed to ultraviolet light. Further, the envelope 10 may contain a coating or a colorant that reflects or absorbs light at visible and ultraviolet wavelengths. For example, a pearlescent pigment such as IRIODIN can be provided on the surface of the envelope to impart color to the envelope while still maintaining transparency or penetration to infrared radiation. This does not impair the deposition or encoding of the information or the detection of the subsequent data marking. The support is substantially opaque to visible and ultraviolet radiation and desirably blocks more than 50% of the radiation illuminating the support. As used herein, the term "blocking" or "blocking" refers to illumination light that is reflected off of a support and is absorbed or otherwise attenuated by the support to reduce light radiation in the visible and ultraviolet spectrum. , Which substantially prevents illumination of the contents of the envelope. More preferably, the support blocks more than 75% of the illuminating radiation, and most preferably, the support blocks more than 90% of the illuminating visible and ultraviolet radiation. However, the support must be substantially transparent to light having a wavelength between about 650 nm and about 1100 nm. One skilled in the art will appreciate that the support, alone or in combination with other compounds or coatings on the support, can prevent light radiation from illuminating the contents of the envelope. Would. Such combinations are to be considered within the scope of the invention described herein. The ink used to imprint the coded information is invisible to the naked eye under both visible and ultraviolet light sources. Preferred inks are U.S. Patent No. 5,614,008 issued to Escano et al. On March 25, 1997 and U.S. Patent No. 5,423,432 issued to Krutak et al. On June 13, 1995, both of which are incorporated herein by reference. Is commonly assigned to the assignee). The entire disclosure of each is incorporated herein by reference. Generally, the inks of the present invention contain from about 1 ppm to about 10% by weight of a fluorescent compound. Preferably, the ink contains from about 1 ppm to about 5% by weight, more preferably from about 5 ppm to about 1% by weight of the fluorescent compound. The fluorescent compound present in the ink absorbs near-infrared radiation and produces fluorescence having a longer wavelength than that absorbed. Preferably, the near-infrared fluorophore produces fluorescence having a wavelength greater than 650 nm, more preferably greater than 680 nm, and most preferably from about 690 nm to about 900 nm. The ink can be applied to the support using any conventional printer device or method. For example, the fluorescent ink composition may be included in an ink ribbon used in a standard lighter or in a more modern liquid ink printing device such as an ink jet printer. Useful devices for excitation and detection of fluorophore compounds are described in more detail in the aforementioned US Patent No. 5,423,432. Generally, such devices have a light source capable of emitting radiation in the visible and near-infrared regions that excite fluorophores in the ink. The device also includes a wavelength selector and a near IR sensitive photodetector known to those skilled in the art. The output of the photodetector is provided to a level control amplifier, the output of which is provided to an integrated circuit digital multimeter. Referring to FIG. 3, another embodiment of the present invention is shown as a credit card 30. Generally, card 30 has conventional information, such as issue number, effective date, cardholder, and the like, embossed on one side of its surface. Card 30 may further include one or more holographic images (not shown) that are typically included on the surface of card 30 to prevent copying and fraud. Credit card 30 may be comprised of a single layer or multiple layers of a polymeric material. Credit card 30 typically includes, on the back, an area 32 where the holder signs his / her name. The writable surface of the signature area 32 may consist of a label applied with a coating or adhesive. The invisible encoded information is arranged in the signature area 32. When only the coating is applied to the signature area 32, the invisible encoded information is preferably printed on the surface of the card 30 before the coating is applied, but can also be included in the coating composition. If a label is used, the invisible encoded information is printed on the support and covered by an adhesive coating. Referring to FIG. 4, a cross-sectional view of another embodiment 40 of the present invention is shown. The invisible compound 16 having a fluorophore is printed on a support 42 and then covered by a coating layer 44. The coating layer 44 may be a permanent material such as paint, ink, varnish, lacquer, shellac, etc. or a temporary coating such as frost or ice. Coating 44 may have a thickness in a range from about 0.0001 inches to about 1 inch. Preferably, the coating has a thickness from about 0.001 inches to about 0.375 inches. The coating 44 is transparent to the excitation radiation, particularly the wavelength desired for detection. Advantageously, the fluorescent compounds useful in the practice of the present invention do not require excitation light to project onto the surface containing the composition, but instead provide a one-piece separation of the compound from the excitation light source. Or it may have more layers. Documents, licenses, credit cards and other articles having the invisible security markings of the present invention contain the compound because it fluoresces at wavelengths that are substantially transparent to materials that block visible and ultraviolet radiation. It has advantages over prior art documents that may have invisible markings made. Without being bound by any theory, it is believed that the greater ease with which longer wavelength light can penetrate the scattering medium is a result of the wavelength dependence of the scattering phenomenon. Such light scattering is commonly referred to as Rayleigh and Mie scattering. As a result, images viewed under visible and ultraviolet light are significantly less sharp than images created with near infrared light. Prior art methods have relied on the principle of contrast to obtain high reflectivity from the support and very low reflectivity from the encoded information in order to reliably sense the encoded information. Thus, if there was insufficient contrast between the support and the encoded information, the scanning device did not provide a satisfactory response to read or identify this information. Advantageously, it is no longer necessary to rely on the reflectivity from the support to read the coded information. Another aspect of the present invention is a method for creating a document having an invisible indicator or encoded information. The method includes applying an invisible marking to a support using a composition containing a fluorophore compound as described above, and causing the compound to substantially absorb or reflect light radiation in the visible and ultraviolet spectrum. Covering with a layer of material to be applied. Advantageously, when documents or other articles, such as cars, boats, motorcycles, bicycles, etc., are marked using the fluorescent compound according to the invention, the cover layer converts the marking compound from visible and ultraviolet radiation. Blur. This cover layer is substantially transparent to radiation having a wavelength longer than about 680 nm. The encoded information can be detected by exposing the fluorescent compound to a suitable excitation radiation, generally from about 650 nm to about 1100 nm, so that the compound produces fluorescence. The fluorescence is then detected through the cover layer by using a suitable detector. The following examples are submitted to further illustrate the present invention and are not intended to limit the scope of the invention described herein. Example 1 An ink formulation having 60 ppm of the fluorophore was prepared according to US Pat. No. 5,614,008, the disclosure of which is incorporated herein by reference. This ink was used to print invisible bar codes on high gloss filler-filled paper typically used in magazines. The paper was folded so that the invisible code was on the side facing the envelope. Using a modified Accu-Sort Model 55 scanner with a 9000 DRX decoder, this barcode was easily detected through the envelope. Example 2 An ink formulation having 100 ppm of the fluorophore was prepared as in Example 1 above. The invisible code was then printed on the support and covered with a hot melt rubber based adhesive. This invisible code was detected through the support and the adhesive. Example 3 An ink formulation having 100 ppm of the fluorophore was prepared as in Example 1 above. The invisible code was then printed on the support and covered with an acrylic emulsion adhesive. This invisible code was detected through the support and the adhesive. Example 4 Two 1 quart high density polyethylene containers were stamped with invisible markings. The container was then filled with dry ice and acetone and placed on a sink containing hot water. The container was suspended for a time sufficient to create a layer of frost on the container having a thickness of about 1/8 to about 3/8 inch. Using the scanner described in Example 1 above, this invisible code was decoded through a layer of frost. Those skilled in the art will appreciate that various modifications can be made to the present invention without departing from the teachings herein. The details, materials, and arrangements of parts of the specific embodiments described and illustrated herein to illustrate the nature of the invention are not intended to limit the scope of the claims which define the invention. Should be further understood. Changes may be made by those skilled in the art without departing from the spirit and scope of the invention as set forth in the appended claims.
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(81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，
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ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ
(72)発明者 クローバーグ，ホースト
アメリカ合衆国，テネシー 37660―4786,
キングスポート，ジョン ビー．デニス
2601 ＃210
(72)発明者 ヘルトン，トニー ダブリュ.
アメリカ合衆国，テネシー 37660―1120,
キングスポート，ライト ストリート
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(81) Designated countries EP (AT, BE, CH, DE,
DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, L
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(72) Inventor Crawberg, Horst
United States, Tennessee 37660-4786,
Kingsport, John Bee. Dennis
2601 # 210
(72) Inventor Helton, Tony W.
United States, Tennessee 37660-1120,
Kingsport, Light Street
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