JP2010235947A - 商品のマーキング及び認証するための方法及びインクセット - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本方法により、機密物品にはユーザー認証デザインの形状のマーキングが付与される。前記マーキングは、市販の四色デスクトップ再現装置によって再現できない広い(expanded)、または濃色(hyperchromic)色空間に属する染料または顔料を含む。前記マーキングの認証は、ありのままのスペクトル情報を統計的に独立したハイパーカラー座標に数学的に転換させること、及び選択したハイパーカラー座標と対応する参照値とを比較することを含む。
【選択図】なし
Description
して、書類の機密保持がますます脅かされるようになっている。特に、現在使用されている機密保持機能(security feature)は、認証にもっぱら電気的手段が用いられる自動紙
幣引受機において偽札に対し十分に効力を発揮していない。
ベースとする紙幣機密保持機能の欠点は、これらがスペクトルの可視範囲外の転換機密保持素子(convert security element)として単一の吸収剤化合物の使用に依存していることは特筆すべき点である。転換機密保持素子の存在は、一般的に利用可能な、安価なCCD
カメラ(たとえば、波長300〜1,100nmの感知範囲のドアの監視カメラ)、及び写真屋で入手可能な一般的に利用可能な通常のUV及びIRフィルターを利用して見えるようにできる。一般的なUV-及びIR-吸収性化合物はさらに、特定の電子写真トナーの現在の技術の多くの分野で用いられ、同じく市販されている。
らに加えて、約550nmの最大感度をもつ一般的な白色光受容体もある。目の関連する光色
素のスペクトルの吸収曲線に対応するこの三つの光受容体の相対感度曲線は、Commission
Internationale d’Eclairage(C.I.E.)により定義されているように「Color Matching Functions:色合わせ機能」として公知であり且つ実験的に決定されている。これらは全ての人の色再現技術をベースとする。どの可視色(visible color)も三つの色座標:X(赤)、Y(緑)及びZ(青)によってこのCIEXYZ-系内で表され、ヒトの色覚を三次元色空間に限定する。ヒトの目は、電磁スペクトルの紫外(UV、波長400nm未満)と赤外(IR、700nmを超
える)範囲では色を識別することができない。
ターに依存する。
本発明に従って重要書類または物品上のマーキングは、i)通常の色再生または印刷では使用されない可視色、ii)パステル調の色合いだけを生み出す狭周波帯吸収剤、及びiii)紫
外(400nm未満)または赤外範囲(700nmを超える)のいずれかの、電磁スペクトルの可視範囲(400〜700nm)外の吸収に相当する不可視「色」を含む。
ペクトルの可視範囲外である電磁スペクトルの可視範囲に少なくとも一つの吸収最大をもち、及び/またはその半値幅が2400cm-1より狭く、好ましくは2000cm-1より狭く、最も好ましくは1500cm-1よりも狭い電磁スペクトルの可視光範囲内に吸収帯をもつ、少なくとも一種の染料または顔料を含む印刷用インクに関する。
マゼンタ及びシアンをそれぞれ含む)CIEXYZ-系の基調色の吸収最大とは実質的に異なる少なくとも一つの吸収最大をもつように選択された少なくとも三つ、好ましくは少なくとも四つの基調色を含み、染料または顔料の対応するセット及び/または対応するインクセットによって表される「濃色系:hyperchromic color system」の使用を開示する。本発
明に従った表色系(color system)は、対応する染料または顔料によって表される選択的UV、可視及びIR吸収成分を含むことができる。対応する顔料によって表される、選択的UV
、可視及びIR反射性成分も含むことができる。好ましくは、可視染料または顔料は、450nm(青)、550nm(緑)及び600nm(赤)に位置する「CIEXYZ-最大」とは異なるスペクトル透過または反射最大をもつように選択される。好ましくは、本発明に従った表色系は、電磁スペクトルのUVまたはIR領域で吸収する少なくとも一つの染料または顔料を含み、より好ましくは、本表色系は、電磁スペクトルのIR領域で吸収する少なくとも二つの染料または顔料を含む。
absorbing dye or pigments)である。というのも、これらが(300nm〜1100nm範囲など)所定の利用可能なスペクトル範囲内によりスペクトル的に多様性を導入できるからである。この可視スペクトル範囲内では、好ましい染料または顔料は、目のCIEXYZ-色合わせ機
能よりも実質的に狭い吸収帯をもつ。四種以上の前記染料または顔料で可視スペクトルドメインさえもカバーして、濃色系可視色空間を作り出すことができる。
1000cm-1への変換:10,000/wl。
1000cm-1での帯幅:10,000*bw/wl2。
(wl=波長、nm;bw=帯幅、nm)。
りも狭い半値幅(a band width at half intensity)をもつ吸収を意味するものとす
る。特に、本発明に従った染料または顔料は、好ましくは2000cm-1より狭く、最も好ましくは1500cm-1よりも狭い帯幅をもつ。しかしながら、前記染料または顔料の帯幅は希土類ベースの極端に狭周波数帯吸収剤を除いて、100cm-1よりも大きくなければならない。
シリコン光検出器(silicon photodetector)により検出可能である。前記IR波長範囲で一対の狭周波数帯吸収性化合物を使用すると、一つ以上の不可視「赤外線色:infrared color」を含む、グラフィックの「マルチカラー」セキュリティー・デザイン(“multicolor“ security design)を導入することができる。特定の態様では、それぞれ700〜800nm
、800〜900nm及び900〜1,000nmの範囲で吸収する三種類のIR-顔料を使用して、肉眼では
見ることができない電磁スペクトルの赤外範囲で三色の画像(trichromic picture)を印
刷することができる。この画像は、一種以上のIR-透過性可視色でこの上に重ね刷りする
ことによってカモフラージュすることができる。得られた三色のIR-画像は、対応する電
子「IR-カラー」カメラ及び可視カラーディスプレイを使用して可視化または検査するこ
とができる。
単一の青及び単一の赤の染料を使用して、これらの色を再現しなければならないだろう。対応する検出器は対照的に、二種の異なる黄、二種の異なる青及び二種の異なる赤チャネルに依存し、オリジナルとコピーとを識別することができる。
、2681〜88頁)。ポリフィン類及び関連分子は合成がやや難しいので、その工業的利用は
自然界で利用可能な化合物に制限されている。
は、その結晶の充填(凝集)に大きく依存する。狭周波数帯吸収は、通常、そのような染料の希薄溶液及び、特に顔料の発色団基の積み重ねが存在しない場合には、固体状態の特定の顔料に関して知見される。あまねくフタロシアニン類の種類は、高度に共役した類似体、たとえばナフタロシアニン類も含み、これはフタロシアニン類のヘテロ置換(heterosubstituted)類似体と同様にIRで吸収し;この種類の化合物を定義する共通点は、その構成
員の全てが芳香族オルト-ジカルボン酸から、またはその誘導体から誘導されるというこ
とである。
ばインジゴイド染料、アントラキノン染料など)で使用される。負に帯電した基または原
子は、キノン骨格と一緒に存在して、吸収帯の強度を高めたり、これを長波長側へシフトさせたりすることができる。この種の染料の幾つか、特にNHもOH基も持たないものは、狭い吸収帯を示す。そのような染料の例としては、チオインジゴ、N,N’-ジアルキルインジゴ、N,N’-アルキレン-インジゴなどがある。
・不活性ポリマーキャリヤ化合物に溶解性の染料分子を使用すること:それに応じて得られた塊で着色し、且つ粉砕ポリマーを印刷用顔料として使用することができる。
または組成物は、この理由から、ヒトの目によって読み取られるように「色強度の欠如」または、光依存性の光の変化(虚偽の色:untrue colors)のどちらかの原因により、顔料または染料としては工業的には利用されていない。やや広い吸収帯が必要な場合、光学記録材料で使用するために設計された、同様のことが市販の赤外線吸収性染料または顔料についても適用できる。
チオフェノラト)-フタロシアナト-亜鉛(II)である。図2bの式は、工業製品用であり、
置換基の特定の分散を超えた統計的平均を表す。
顔料濃度c、層の厚さd、及び顔料の具体的な吸収ε(λ)に比例する。
対応する「ハイパーカラー座標:hypercolor coordinate」x1、x2、x3、x4....の間の相関は、線形代数を使用して確立することができる。セットの染料または顔料の吸収スペクトルが部分的に重複する場合、「ハイパーカラー座標」を誘導することにより、濃色系のそれぞれの染料または顔料に統計的に独立した値を割り当てることができる。この方法は、行列代数の一般的に公知の形式主義(formalism)を使用して、以下のように概説される
。
によって、行列式:
個の線形因子のベクトルであり、yは得られたn個のスペクトルの吸収または反射値のベクトルである}によって表される、吸収または反射スペクトルy=(y1,y2,y3,・・・yn)となるだろう。
の「最小二乗法」の式:
パーカラー座標xに関して表すことができる。近似の適合度は、二乗した偏差(y−y1)’*(y−y1)の合計などの統計的基準または当業界で公知の他のものによって評価することが
できる。そのような基準は、さらなる認証ツールとして役立つ。
定したスペクトルy1に作用するランダム変動(random fluctuation)(統計的ノイズ)に対
して比較的感受性でないが、系統的偏差(systematic deviation)、すなわちコーティン
グ組成物中に悪い、または追加の予想外の着色剤または顔料が存在することに対しては非常に感受性である。
できる。
印刷用インク若しくはコーティング組成物に配合されたか、または印刷用インク若しくはコーティング組成物のセットに配合された濃色系の前記染料若しくは顔料は、上記定義のごとき少なくとも一種の印刷用インク若しくはコーティング組成物、または印刷用インク若しくはコーティング組成物のセットを使用して適用する、たとえば証印またはユーザー定義のデザインの形態で、前記品物上にマーキングを適用するための段階を含む、紙幣、書類、切符、ホイル、糸、ラベル、カードまたは商品などの物品をマーキングする方法において、本発明に従って使用する。
a)電磁スペクトルのUV及び/または可視及び/またはIR波長ドメインに、上記定義のごとき方法によりマークした物品の吸収、反射または透過スペクトルを測定し;
b)それから誘導したスペクトル及び/または情報と、真正アイテムの対応するスペクトル及び/またはそれから誘導された情報とを比較する、各段階を含む、紙幣、書類、切符
、ホイル、糸、ラベル、カードまたは商品などの物品を認証する方法において、本発明に従って使用する。
、またはドロップ・オン・デマンドインクジェットインク、及び連続インクジェットインクの群から選択することができる。マーキングを付与するのに有用なコーティング組成物は、さらに、静電(ドライ)または電気泳動(ウェット)光印刷プロセス用のトナーをさらに含む。
光源と、CCD-またはCMOS-カメラなどの広周波数帯感受性画像デバイスとの組み合わせを
使用して印刷したデザインのスペクトルまたはハイパースペクトル(hyperspectral)画像
化を実施する。
な、機械による認証に非常に適している。機械による認証は、その検出が本来迅速であり、且つ閉塞の危険性(目詰まり:jamming)のため、書類と読み取り器との間の密接な接
触が不要であるという、幾つかの機密保持特徴のチェック基準(checking)に限定される。従って、光学的方法は、機械認証用の好ましいものに入る。放出ではなく選択的吸収を使用するため、書類から反射されたままの利用可能な光は十二分であるので、非常に迅速な測定サイクルを可能にし、そして認証デバイスを高速操作することが可能である。
最初に、図1に示されている図表例、広い濃色色空間は、1〜10の10種類の狭周波数帯吸収性染料または顔料により構築されている。これらは、300〜1,000nm波長スペクトル範囲内に吸収最大をもつ。染料1は、UVで吸収最大(350nm)をもつ。染料2、3、4、
5は、可視範囲で吸収最大(425、500、575、650nm)をもち、染料6、7、8、9、10は、IRで吸収最大(725、800、875、950及び1,025nm)をもつ。特に、可視範囲は、ヒトの目
の受容体に対応する三種類の代わりに、四種類によってカバーされる。可視染料(visible
dye)3及び4は、青(450nm)と緑(550nm)との間の最大吸収500nmと、人の目の緑(550nm)と赤(600nm)光受容体の間の575nmのそれぞれをもつように選択される。純粋な青(425nm)
と純粋な赤(650nm)染料と組み合わせると、そのような色は、四つの制約が三つの変数に
よって調節できないので、標準的な三原色(trichromy)プロセスカラーによって再現する
ことが不可能になる。
、かくして三次元の色認知システムの前記物品の実際の色情報の投射に相当する。この投射は、書面を見るために使用する照射源の光のもとで実施する。前記照射源の光の性質を変化させると、投射が異なり、従って異なる色が認識される。可視狭周波数帯吸収性染料または顔料をコーティングで使用すると、陰影(「不正確な:untrue」色)の照射依存性の変化がかならず発生する。
されたもの(IR-染料6〜10)は、一般的な再生装置によっては再現されないので、コ
ピーされたものの上にはない。染料2〜5による可視特徴は再生されるだろうが、正確ではない。オリジナルと偽造品との間の「色の違い」は、少なくとも二つの異なる可視光源の元で、及び光検出器または分光器によって、スペクトルの完全UV〜IR範囲において両方を比べることによって人の目にはっきりと解る。
配合物1:
配合物2:
配合物3:
実施例1:
1:1の割合で(上記)配合物1のインク1とインク2とを混合し、8g/m2で紙に印刷
することによって得られる凹版インク。反射率スペクトルを図3に示す。
1:1:1の割合で(上記)配合物1のインク3、インク4とインク5とを混合し、8g/m2で紙に印刷することによって得られる凹版インク。反射率スペクトルを図4に示す。
1:1:1の割合で(上記)配合物2のインク1、インク2とインク3とを混合し、1g/m2で紙に印刷することによって得られるドライオフセットUVインク。反射率スペクトル
を図5に示す。
1:1:1:1の割合で(上記)配合物3のインク1、インク2、インク3とインク4とを混合し、4μm(理論上の湿潤フィルム)で、ハンドコーターで紙の上に適用することに
よって得られるグラビアインク。反射率スペクトルを図6に示す。
、650、700、750、800、850、900及び950nm波長を中心とする12本のスペクトルチャネ
ルを有する。種々の波長の値で種々の数のチャネルを同様に選択することができる。このチャネルは規則正しく配置する必要はないが、「チャネル」は一より多い「波長」または「スペクトル・バンド」を含むかもしれない。
せるために使用する、行列:
取り装置に関しては、行列Mは、たった1回しか計算してはならず、次いで認証アルゴリ
ズムの一部として、読み取り装置に貯蔵することができる。より豊富なスペクトル情報から関連する色座標を抽出することができる、一種のキーとして解釈することができる。
を形成するスペクトル(スペクトル1、・・・スペクトル6)をもつ6種類の染料または顔料が広がるものと想定される。反射強度は、波長400、450、500、550、600、650、700、750、800、850、900及び950nmを中心とした12の照度帯域(illumination bands)に関して測定するものと想定される。
脱するが、大きな線(big line)で再生する。残差値R0.015は全く許容可能であり、反射
スペクトル「Spec y2」をもつ試験片はその用途の画定した、濃色色空間の中にあるので真正品であるとして許容可能であるが、いくらか汚れている。
的に変性させて、「測定済み」ベクトル「Spec y3」とした。誘導したハイパーカラー座標、CCRD3は、驚くほどオリジナルを再現する;しかしながら、この高い残差値R0.212は
、「Spec y3」をもつ試験片が用途の画定した濃色色空間の範囲外であり、偽造品として排除すべきであることをはっきりと示している。
fork)外である場合、当該被験書類は拒絶されよう。ありのままのスペクトル吸収、反
射または透過値ではなく、ハイパーカラー座標とR-値とを誘導し、且つ比較する段階により、殆ど100%で偽造品を排除する実現可能性と堅牢性(robustness)という好都合な点をもたらし、これらはすべて書類に印刷された顧客仕様の材料ベースの機密素子と組み合わせた、低コスト、万能性、非接触、光学的且つ高速操作可能な認証装置で実現可能である。
Claims (26)
- 実質的にCIEXYZ系の基調色の吸収最大と異なる電磁スペクトルの可視光範囲に少なくとも一つの吸収最大をもつか、及び/またはその半値幅が2400cm-1より狭く、好ましくは2000cm-1より狭く、最も好ましくは1500cm-1よりも狭い電磁スペクトルの可視光範囲内に吸収帯をもつ、少なくとも一種の染料または顔料を含む印刷用インク。
- 電磁スペクトルの紫外線領域または赤外線領域、好ましくは近赤外線領域に少なくとも一つの吸収最大をもつ少なくとも一種の他の染料または顔料をさらに含む、請求項1に記載の印刷用インク。
- 互いに実質的に異なる吸収スペクトルを持つ少なくとも三種、好ましくは少なくとも四種の異なる染料または顔料を含む、請求項1または2のいずれか一つに記載の印刷用インク。
- 電磁スペクトルの赤外線領域、好ましくは近赤外線領域に少なくとも一つの吸収最大を持つ少なくとも二種、好ましくは少なくとも三種の染料または顔料を含む、請求項1〜3のいずれか一つに記載の印刷用インク。
- 電磁スペクトルの可視光領域に少なくとも一つの吸収最大をもつ少なくとも四種の異なる染料または顔料を含む、請求項1〜4のいずれか一つに記載の印刷用インク。
- 反射性顔料をさらに含む、請求項1〜5のいずれか一つに記載の印刷用インク。
- 請求項1〜6のいずれか一つに記載の少なくとも二種の印刷用インクを含む、印刷用インクのセット。
- 他の印刷用インクの染料または顔料とは異なる染料または顔料をそれぞれ含む請求項1〜5のいずれか一つに記載の少なくとも三種、好ましくは少なくとも四種の異なる印刷用インクを含む、請求項7に記載の印刷用インクのセット。
- 前記異なる染料または顔料が、電磁スペクトルの可視光領域で少なくとも一つの吸収最大をもつ、請求項8に記載の印刷用インクのセット。
- 少なくとも一種の印刷用インク、好ましくは少なくとも二種、より好ましくは少なくとも三種の印刷用インクが、電磁スペクトルの紫外線領域または赤外線領域、好ましくは近赤外線領域に少なくとも一つの吸収最大をもつ染料または顔料を含む、請求項6〜9のいずれか一つに記載の印刷用インクのセット。
- 少なくとも一種の印刷用インクが反射性顔料を含む、請求項6〜10のいずれか一つに記載の印刷用インクのセット。
- 紙幣、書類、切符、ホイル、糸、ラベル、カードまたは商品などの物品をマーキングする方法であって、前記物品上にマーキングを提供する段階を含み、このマーキングは、請求項1〜6のいずれか一つに記載の少なくとも一種の印刷用インク若しくは請求項7〜11のいずれか一つに記載の印刷用インクのセットを使用することにより、または請求項1〜6のいずれか一つに記載の少なくとも一種の印刷用インク若しくは請求項7〜11のいずれか一つに記載の印刷用インクのセットを含む少なくとも一種のコーティング組成物を使用することにより施される、前記方法。
- 前記少なくとも一種のコーティング組成物が、凹版インク、凸版インク及びオフセットインクを含む糊状インクからなる群、スクリーン印刷インク、ヘリオ-フレキソインク、
及びグラビアインクを含む液体インクからなる群、静電若しくは電気泳動印刷用のトナーからなる群、またはドロップ・オン・デマンドインクジェットインク及び連続インクジェットインクを含むインクジェットインクからなる群から選択される、請求項12に記載の方法。 - 紙幣、書類、切符、ホイル、糸、ラベル、カードまたは商品などの物品を認証する方法であって、
a)電磁スペクトルのUV及び/または可視及び/またはIR波長ドメインで、請求項12または13のいずれか一つに記載の方法によりマークした物品の吸収、反射または透過スペクトルを測定し;
b)a)のもとで測定したスペクトル及び/またはそれから誘導された情報と、真正アイテムの対応するスペクトル及び/またはそれから誘導された情報とを比較する、各段階を含む前記方法。 - 前記方法を、貨幣引受機、チケット検証機、または携帯用認証機などの機械で実施する、請求項14に記載の方法。
- 段階a)で前記スペクトルを、選択した数の波長または選択した数の波長ドメインにわたって前記マーキングの吸収及び/または反射及び/または透過を表すデジタル価のベクトルとして測定する、請求項14または15に記載の方法。
- 段階b)を段階a)で測定したデジタル値のベクトルから前記マーキングの統計的に独立のハイパーカラー座標を誘導することによって実施し、次いで前記ハイパーカラー座標の少なくとも一つを真正アイテムの対応する参照値と比較し、次いで所定の決定基準を用いて比較結果から真偽表示を誘導することにより実施する、請求項14または15に記載の方法。
- 前記スペクトルを、広周波数帯放射光供給源と複数の狭周波数帯高感度光検出器との組み合わせを使用して、または広周波数帯高感度光検出器と複数の狭周波数帯放射光供給源との組合せを使用して、または広周波数帯放射光供給源と回折若しくは分散分光計装置との組合せを使用して測定する、請求項14〜17のいずれか一つに記載の物品の認証方法。
- 前記スペクトルを、LEDなどの複数の狭周波数帯放射光供給源と、CCD-若しくはCMOS-カメラなどの広周波数帯高感度画像装置との組み合わせを用いて測定し、スペクトルまたはハイパースペクトル画像情報を得る、請求項14〜17のいずれか一つに記載の物品の認証方法。
- 前記統計的に独立したハイパーカラー座標が、数学的最小二乗アルゴリズムによって測定したスペクトルから誘導される、請求項14〜19のいずれか一つに記載の物品の認証方法。
- 請求項1〜6のいずれか一つに記載の少なくとも一種の印刷用インク及び/または請求項7〜11のいずれか一つに記載の少なくとも1セットの印刷用インクを含む、マーキング。
- 請求項21に記載の少なくとも一つのマーキングを含む、紙幣、書類、切符、ホイル、糸、ラベル、カードまたは商品などの物品。
- 紙幣、書類、切符、ホイル、糸、ラベル、カードまたは商品などの物品にマーキングする及び/またはこれらを認証するための、CIEXYZ系の基調色の吸収最大と実質的に異なる電磁スペクトルの可視光範囲で少なくとも一つの吸収最大をもつか、及び/またはその半値幅が2400cm-1より狭く、好ましくは2000cm-1より狭く、最も好ましくは1500cm-1よりも狭い電磁スペクトルの可視光範囲内に吸収帯をもつ、染料または顔料の使用。
- 紙幣、書類、切符、ホイル、糸、ラベル、カードまたは商品などの物品にマーキングする及び/またはこれらを認証するための、請求項1〜6のいずれか一つに記載の印刷用インクの使用。
- 紙幣、書類、切符、ホイル、糸、ラベル、カードまたは商品などの物品にマーキングする及び/またはこれらを認証するための、請求項7〜11のいずれか一つに記載の印刷用インクのセットの使用。
- 紙幣、書類、切符、ホイル、糸、ラベル、カードまたは商品などの物品を認証するための、請求項21に記載のマーキングの使用。
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