JP4376299B1 - 潜像形成・表示方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】基材に複数の常磁性シードを像状に固定することによって潜像を形成し、また、この潜像を前記常磁性コロイド粒子分散液に浸漬し、潜像と常磁性コロイド粒子分散液に磁界を付加することによって潜像を顕像化する。
【選択図】図3
Description
また、偽造防止の別の方法としては、クレジットカードや有価証券等の一部に真正であることを示す情報を目に見えない潜像の形で設けておいて、これを顕像化して真正を確認するという方法もある。このような潜像としては、偏光潜像が知られている(特許文献1)。
そして、以上の現象を利用すれば、永久磁石のような入手が容易な手段によって顕像化できる潜像を提供することができることを見出した。また、以上の現象を利用すると、極めて秘匿性の高い情報記録も実現できることを見出した。
本実施態様においては、微小(数ナノメートル)な常磁性シードを基材に固定して潜像を形成し、この潜像を常磁性コロイド粒子分散液に浸漬して磁界を付与することによって、固定化された常磁性シードを起点として常磁性コロイド粒子を鎖状に凝集させ、潜像を現像して表示する。
なお、本明細書及び特許請求の範囲において、「常磁性」には超常磁性も含む。
基材を構成する材料に限定はない。例えば、酸化ケイ素等のセラミックス、ガラス、高分子材料、紙等が挙げられるが、これに限定されない。また、基材は、紙幣、有価証券、クレジットカード、各種証明書等であってもよい。
また、常磁性シードとしては、基材に固定でき、常磁性を有するものであれば特に限定はない。
また、常磁性シードの磁化の強さは、20〜30emu/g程度であってよく、さらに、40〜100emu/g程度であってもよい。
ここで、常磁性粉の具体例としては、マグネタイト、ヘマタイト、フェライト等の酸化鉄が挙げられるが、これに限定されない。また、常磁性粉の粒径は、例えば、1nm〜10nm程度であってもよい。粒径がこのような範囲内にあると、磁性粉は超常磁性を示すが、その粒径が大きくなると、磁性粉は強磁性に転じる傾向にある。
また、上記高分子材料の具体例としては、ポリスチレン、スチレン系共重合体、ポリエステル等が挙げられるが、これに限定されない。常磁性シード中の常磁性粉の濃度は、例えば、3.0g/cm3以上とすることができる。
また、例えば、基材を公知の方法を用いて予め像状に表面化学修飾し、この表面化学修飾基と常磁性シードとの間の結合(イオン結合、共有結合等)を利用して化学的に固定してもよい。その際、常磁性シードにも表面化学修飾基を付与し、これと基材の表面化学修飾基とを結合させてもよい。
また、例えばマイクロマニピュレーター(Kleindiek社等)を用いて走査型電子顕微鏡で観察しながら、基材上に常磁性シードを像状に置き、任意の方法で基材に固定してもよい。固定方法に限定はなく公知の方法が採用でき、例えば、基材と常磁性シードの接触点に電子線を照射して固定してもよいし、高分子材料等を用いて物理的に接着してもよい。
ただし、常磁性コロイド粒子分散液に付加する磁界の強さが高すぎる場合、基材上の常磁性シードのない箇所に常磁性コロイド粒子が付着して、そこを起点に凝集が始まり、潜像が正しく現像されないことがある。また、磁界の強さが低すぎる場合、常磁性シードに常磁性コロイド粒子が捕捉されず、潜像の顕像化が起こらないことがある。
磁界の強さの適切な範囲は、常磁性シードの粒径、磁化の強さ;常磁性コロイド粒子の粒径、磁化の強さ;基材上に存在する常磁性シードの密度;常磁性コロイド粒子分散液の濃度等に依存して決まる。したがって、潜像を表示する際に付加する磁界の強さは、事前に予備実験をするなどして適宜決定しておいてもよい。
逆に、使用を予定している磁界の強さが予め決まっている場合には、これに合わせて、常磁性シードの粒径、磁化の強さ;常磁性コロイド粒子の粒径、磁化の強さ;基材上に存在する常磁性シードの密度;常磁性コロイド粒子分散液の濃度等を決定することもできる。
なお、磁界の付与には、永久磁石を用いてもよいし、コイルに電流を流して磁場を発生させてもよい。
常磁性コロイド粒子の具体例としては、前述の常磁性シードの説明で挙げたものと同じものを使用することができ、常磁性コロイド粒子中の常磁性粉の濃度は、例えば、1〜10g/cm3とすることができる。
また、常磁性コロイド粒子の1000Oeの磁界中における磁化は、1〜1000emu/g程度であってよく、さらに、10〜100emu/g程度であってもよい。
常磁性コロイド粒子の磁化の強さ、粒径の適切な範囲は、常磁性シードの粒径、磁化の強さ;基材上に存在する常磁性シードの密度;常磁性コロイド粒子分散液の濃度;付加する磁界の強さ等に依存して決まる。したがって、潜像を表示する際に用いる常磁性コロイド粒子分散液は、事前に予備実験をするなどして適宜決定しておいてもよい。
分散媒中の常磁性コロイド粒子の分散が安定であると、潜像の顕像化が安定して行えるので、分散媒の種類は、安定な分散が実現できるよう使用する常磁性コロイド粒子に合わせ適宜選択することができる。なお、分散媒中の常磁性コロイド粒子の分散の安定化のために、界面活性剤を用いることもできる。
顕像化した潜像を光学的に検出する場合には、使用する光源の光に対する分散媒の光透過率が高いと高感度で検出できるので、分散媒の種類は、検出に使用する光源の波長に合わせて適宜選択してもよい。
分散媒の具体例としては、水、生理食塩水等の水系溶媒やエタノール等の有機溶媒が挙げられるが、これに限定されない。分散媒の粘度は、粘度調整剤を添加するなどして適宜調整してもよい。
顕像化に要する時間に限定はなく、例えば、5秒〜60秒程度である。
顕像化の際には、常磁性コロイド粒子分散液は静置してもよいし、超音波等を与えて常磁性コロイド粒子が近くの常磁性シードに捕捉されるのを補助してもよい。
本実施態様の真偽判定手段付き物品においては、物品の真偽判定手段に永久磁石を近づけるなどして磁界を付加して、潜像が顕像化され所定の像が表示されることを確認することによって、真正品であることを確認する。
このような、真偽判定手段付き物品の具体例としては、クレジットカードや各種証明書等が挙げられる。
真偽判定手段11は、内部が観察可能で密閉されたセル12を有し、このセルは、常磁性コロイド粒子13が分散した分散液で充填され、その底部には複数の目視不可能な微小な常磁性シード14が像状に固定された潜像部を有する基材15が配置されている。
図1の例においては、真偽判定手段11の下部に永久磁石16が配置され、永久磁石16から発生した磁界により、常磁性シード14の上に常磁性コロイド粒子13が鎖状に凝集し、これにより、常磁性シード14により形成された潜像が目視可能な像として顕れている。
常磁性シードの粒径、磁化の強さ;常磁性コロイド粒子の粒径、磁化の強さ;基材上に存在する常磁性シードの密度;常磁性コロイド粒子分散液の濃度は、真偽判定時、すなわち、顕像化の際、に用いる磁界の強さを想定し、この磁界の強さで潜像が顕像化するような範囲に設定することができる。
[実施例1]
酸化ケイ素基板を用意し、その表面を格子状(30μm間隔で、各格子点の面積が約5μm×5μm)に3−(2アミノエチルアミノ)プロピルトリメトキシシラン]で修飾した。次いで、[3−(2アミノエチルアミノ)プロピルトリメトキシシラン]で修飾した部分に、常磁性(超常磁性)シード(カルボキシル基修飾Fe2O3(マグネタイト)粒子(Micromod(ドイツ)社製nanomag−D PEG−COOH)、粒径:約130nm、1000Oeの磁界中における磁化:43emu/g)を、約5μm×5μmの各エリア内に約20個ずつ、[3−(2アミノエチルアミノ)プロピルトリメトキシシラン]の末端のアミノ基と常磁性シードのカルボキシル基との間のイオン結合によって固定し、格子状の潜像を形成した。
また、平均粒径2.8μmの常磁性粒子(ポリマー−カルボキシル基修飾Fe2O3(マグネタイト)粒子(Dynal社製M−270)を、常磁性粒子:水(体積比)=1:10となるように純水に分散させたコロイド分散液を用意した。
続いて、シャーレーに前述の潜像を形成した酸化ケイ素基板を配置し、これに上述の常磁性コロイド粒子分散液を注ぎ、約250Oeの外部磁界(永久磁石)の上に静置した。
図2はこの系を真上から見たときの写真である。各常磁性シードが固定されたエリア上に常磁性コロイド粒子がトラップされ凝集し、潜像が顕像化された。また、この系において、磁場をずらして凝集を傾けたところ、各エリアにはいずれも約8個の常磁性コロイド粒子が鎖状に連結していることが確認できた。
酸化ケイ素基板を用意し、その表面を数字の4の形状に3−(2アミノエチルアミノ)プロピルトリメトキシシラン]で修飾した。次いで、[3−(2アミノエチルアミノ)プロピルトリメトキシシラン]で修飾した部分に、実施例1で用いたのと同じ常磁性(超常磁性)シードをほぼ均等に約32,400個、[3−(2アミノエチルアミノ)プロピルトリメトキシシラン]の末端のアミノ基と常磁性シードのカルボキシル基との間のイオン結合によって固定し、数字の4の形状の潜像を形成した。
続いて、シャーレーに潜像を形成した酸化ケイ素基板を配置し、これに実施例1で調製したコロイド分散液と同じ常磁性コロイド粒子分散液を注ぎ、シャーレーの横側(数字の4に対して左側)に約100Oeの永久磁石を配置した。
図3はこの系を真上から見たときの写真である。潜像上に常磁性コロイド粒子がトラップされ、4の字が顕像化された。
11 真偽判定手段
12 セル
13 常磁性コロイド粒子
14 常磁性シード
15 基材
16 永久磁石
Claims (5)
- 基材上に像状に固定された複数の常磁性シードからなる潜像と、常磁性コロイド粒子分
散液を用意し、
前記潜像を前記常磁性コロイド粒子分散液に浸漬し、
前記潜像と前記常磁性コロイド粒子分散液に磁界を付加し、
顕像化した像に基づいて真偽判定を行う、真偽判定方法。 - 基材上に像状に固定された複数の常磁性シードからなる潜像と、常磁性コロイド粒子分
散液を用意し、
前記潜像を前記常磁性コロイド粒子分散液に浸漬し、
前記潜像と前記常磁性コロイド粒子分散液に磁界を付加する、
潜像の顕像化方法。 - 基材上に像状に固定された複数の常磁性シードからなる潜像と、常磁性コロイド粒子分
散液を用意した後に、
さらに前記基材の前記潜像が形成されている面を親水化する、
請求項2に記載の潜像の顕像化方法。 - 複数の常磁性シードが像状に固定された潜像を有する情報記録媒体と、常磁性コロイド
粒子分散液を用意し、
前記潜像を前記常磁性コロイド粒子分散液に浸漬し、
前記潜像と前記常磁性コロイド粒子分散液に磁界を付加する、
記録再生方法。 - 内部が観察可能で密閉されたセルと、
前記セルの底部に配置された、複数の常磁性シードが像状に固定された潜像部を有する
基材と、
前記セル中に充填された常磁性コロイド粒子分散液と
を含む、真偽判定手段を有する物品。
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