RU2417898C2 - Method of documents protection by magnetic nanoparticles - Google Patents

Method of documents protection by magnetic nanoparticles Download PDF

Info

Publication number
RU2417898C2
RU2417898C2 RU2009102274/12A RU2009102274A RU2417898C2 RU 2417898 C2 RU2417898 C2 RU 2417898C2 RU 2009102274/12 A RU2009102274/12 A RU 2009102274/12A RU 2009102274 A RU2009102274 A RU 2009102274A RU 2417898 C2 RU2417898 C2 RU 2417898C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
document
magnetic
paper
documents
dye
Prior art date
Application number
RU2009102274/12A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2009102274A (en
Inventor
Владимир Николаевич Никифоров (RU)
Владимир Николаевич Никифоров
Виктор Геннадьевич Средин (RU)
Виктор Геннадьевич Средин
Original Assignee
Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого filed Critical Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого
Priority to RU2009102274/12A priority Critical patent/RU2417898C2/en
Publication of RU2009102274A publication Critical patent/RU2009102274A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2417898C2 publication Critical patent/RU2417898C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Paper (AREA)
  • Inspection Of Paper Currency And Valuable Securities (AREA)
  • Inks, Pencil-Leads, Or Crayons (AREA)
  • Credit Cards Or The Like (AREA)

Abstract

FIELD: printing industry.
SUBSTANCE: invention relates to methods to protect documents made on paper, cardboard, etc. with application of dyes, ink, etc. by means of application of texts, symbols, codes, manually or with the help of any printing device, onto their surface. Method is based on adding nanoparticles of ferromagnetic material or ferromagnetic material mixture with previously specified magnetic resonant properties. At the same time the document authenticity is verified at EPR spectrometre by comparison of magnetic resonance curve type of separate symbols or other document fragments with reference dye curve, which is produced at the moment of its manufacturing.
EFFECT: increased extent of documents counterfeit protection, at the same time authenticity check is carried out using complex measurement procedure and is characterised by high security.
1 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к способам защиты документов, изготовленных на бумаге, картоне и т.д. с использованием красителей, чернил и т.д., путем нанесения на их поверхность текстов, символов, кодов, выполненных вручную или с помощью какого-либо печатающего устройства.The invention relates to methods for protecting documents made on paper, cardboard, etc. using dyes, inks, etc., by applying to their surface texts, symbols, codes, made by hand or using any printing device.

Известны многочисленные способы, препятствующие подделке оригиналов документов или созданию их незаконных копий. Первоначально защиту осуществляли путем использования специальных сортов бумаги (пергаментов, папирусов) и заверения их различными печатями либо создавали на бумаге систему водяных знаков. Дальнейшее развитие этого направления можно проследить на примере увеличения числа степеней защиты денежных ассигнаций: с этой целью используют водяные знаки, включение в состав бумаги цветных волокон, металлизированных полос, нанесение надписей в виде микроотверстий и использование сложных микроузоров, голографических знаков, изменяющих окраску при освещении под различными углами падения света. Основными недостатками этих способов являются: их легкая различимость, локализация на отдельных частях документа, высокая сложность нанесения, требующая использования специальной техники. Кроме того, указанные защитные меры легко могут быть нарушены или искажены на защищаемом документе, что приведет к проблеме признания его подлинности.Numerous methods are known to prevent counterfeiting of original documents or the creation of illegal copies thereof. Initially, protection was carried out using special grades of paper (parchment, papyrus) and assuring them with various seals or creating a watermark system on paper. Further development of this direction can be traced on the example of an increase in the number of degrees of protection of bank notes: for this purpose watermarks are used, the inclusion of colored fibers, metallized stripes in the composition of the paper, the application of inscriptions in the form of microholes and the use of complex micro-blocking, holographic signs that change color when illuminated under different angles of incidence of light. The main disadvantages of these methods are: their easy distinguishability, localization on separate parts of the document, high complexity of application, requiring the use of special equipment. In addition, these protective measures can easily be violated or distorted on the protected document, which will lead to the problem of recognition of its authenticity.

Известен также способ, основанный на использовании магнитных кодов, записываемых на магнитный носитель, представляющий собой специальную полосу магнитного материала, которую наносят на поверхность кредитных карт, удостоверений, проездных билетов и т.д. Основным недостатком указанного способа является низкая механическая прочность магнитной полосы: при изгибах, растяжениях в полосе возникают нарушения целостности, приводящие к размагничиванию и утере информации. Записанная информация представляет собой код, состоящий из некоторых символов, которые могут быть утеряны при размагничивании во внешнем электромагнитном поле либо похищены ввиду распространенности считывающих устройств. Кроме того, магнитная защита при использовании указанного способа локализована только на части документа, позволяя тем самым в принципе изменять содержание иных его частей.Also known is a method based on the use of magnetic codes recorded on magnetic media, which is a special strip of magnetic material that is applied to the surface of credit cards, certificates, travel tickets, etc. The main disadvantage of this method is the low mechanical strength of the magnetic strip: when bending, stretching in the strip, integrity violations occur, leading to demagnetization and loss of information. The recorded information is a code consisting of some characters that can be lost during demagnetization in an external electromagnetic field or stolen due to the prevalence of reading devices. In addition, magnetic protection when using this method is localized only on parts of the document, thereby allowing, in principle, to change the content of its other parts.

Наиболее близким к предлагаемому способу является способ, описанный в [1]. Он заключается во введении в составные части бумаги (защищаемого документа) ферромагнитных компонентов, которые добавляют в краску, в результате чего они приобретают магнитные свойства. Диагностика наличия ферромагнитных компонентов и их топографического распределения осуществляется с помощью детекторов, встроенных в соответствующие устройства, или специальных визуализаторов типа «Магнитоскоп 2». Эти детекторы работают на основе эффекта Фарадея - вращения плоскости поляризации света при прохождении через магнитную среду.Closest to the proposed method is the method described in [1]. It consists in introducing into the constituent parts of the paper (security document) ferromagnetic components that are added to the paint, as a result of which they acquire magnetic properties. Diagnostics of the presence of ferromagnetic components and their topographic distribution is carried out using detectors built into the appropriate devices, or special visualizers such as Magnetoscope 2. These detectors operate on the basis of the Faraday effect - rotation of the plane of polarization of light as it passes through a magnetic medium.

Недостатками прототипа являются:The disadvantages of the prototype are:

- локализация средств защиты только на отдельных фрагментах документа, что оставляет возможность изменения содержания или вида всех незащищенных его частей;- localization of protective equipment only on certain fragments of the document, which leaves the possibility of changing the content or appearance of all its unprotected parts;

- усложнение процедуры изготовления документа: нанесение защиты по предлагаемому способу представляет собой отдельную технологическую операцию, выполняемую в несколько этапов;- the complexity of the procedure for the production of the document: the application of protection by the proposed method is a separate process operation, performed in several stages;

- деградация с течением времени магнетооптических характеристик материала, снижающая амплитуду регистрируемого с помощью считывающих устройств сигнала.- degradation over time of the magneto-optical characteristics of the material, which reduces the amplitude of the signal recorded by means of readers.

Целью настоящего изобретения является устранение недостатков прототипа, усложнение возможности фальсификации документов.The aim of the present invention is to eliminate the disadvantages of the prototype, complicating the possibility of falsification of documents.

Указанную цель достигают путем введения в состав красителя, который используют для нанесения текста документа, всех его атрибутов, включая титулы, государственную или фирменную символику, наночастиц ферромагнитных материалов с заранее установленными магнитно-резонансными свойствами. В результате любой фрагмент документа или защищаемого текста может быть подвергнут проверке на подлинность путем исследования электронного магнитного резонанса отдельных его символов. Проверку осуществляют путем сопоставления вида кривой ферромагнитного резонанса от фрагмента документа с эталонной кривой, которую получают в процессе изготовления красителя, причем эта информация носит закрытый характер, а тип красителя имеет уникальные свойства. Изменение этих свойств осуществляют путем изменения концентрации наночастиц в красителе, использования смесей наночастиц различных ферромагнитных материалов или изменения химического состава самого красителя.This goal is achieved by introducing into the composition of the dye, which is used to apply the text of the document, all its attributes, including titles, state or company symbols, nanoparticles of ferromagnetic materials with pre-set magnetic resonance properties. As a result, any fragment of a document or protected text can be verified for authenticity by examining the electronic magnetic resonance of its individual characters. The verification is carried out by comparing the type of the curve of the ferromagnetic resonance from the fragment of the document with the reference curve, which is obtained during the manufacturing process of the dye, and this information is confidential, and the type of dye has unique properties. These properties are changed by changing the concentration of nanoparticles in the dye, using mixtures of nanoparticles of various ferromagnetic materials, or changing the chemical composition of the dye itself.

Предлагаемый способ создает принципиально новое качество защиты документов, недоступное в других случаях. Действительно, при использовании предлагаемого способа область защиты распространяется на всю площадь документа. Предлагаемый способ, кроме того, может применяться в комбинации с любыми другими методами защиты. Его отличает простота, т.к. он не требует использования специального оборудования или применения дополнительных технологических операций, благодаря чему этот способ отличает дешевизна. Кроме того, защита документа в соответствии с заявляемым способом отличается повышенной скрытностью, т.к. установить наличие защиты можно только с помощью достаточно сложной измерительной процедуры с использованием магнитно-резонансных спектрометров, и может быть выполнена только в специализированных лабораториях специально обученным персоналом.The proposed method creates a fundamentally new quality of document protection, not available in other cases. Indeed, when using the proposed method, the protection area extends to the entire area of the document. The proposed method, in addition, can be used in combination with any other methods of protection. It is distinguished by simplicity, because it does not require the use of special equipment or the use of additional technological operations, so this method is notable for low cost. In addition, the protection of the document in accordance with the claimed method is characterized by increased secrecy, because it is only possible to establish the presence of protection using a rather complicated measuring procedure using magnetic resonance spectrometers, and can only be performed in specialized laboratories by specially trained personnel.

Проведенный заявителем анализ уровня развития техники, включая поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного технического решения, не обнаружил источников, характеризующихся признаками, тождественными или идентичными всем существенным признакам заявленного способа. Выделение из перечня выявленных аналогов прототипа как наиболее близкого по совокупности признаков аналога позволило установить ряд существенных по отношению к предлагаемому заявителем техническому решению отличительных признаков способа защиты документов, приведенных в формуле изобретения. Следовательно, заявленный способ соответствует критерию "новизна".An analysis of the level of development of technology by the applicant, including a search by patent and scientific and technical sources of information and identification of sources containing information about analogues of the claimed technical solution, did not find sources characterized by signs that are identical or identical to all the essential features of the claimed method. The selection from the list of identified analogues of the prototype as the closest in the totality of the features of the analogue made it possible to establish a number of distinguishing features of the method of protecting documents described in the claims with respect to the technical solution proposed by the applicant. Therefore, the claimed method meets the criterion of "novelty."

Проведенный заявителем дополнительный поиск не выявил известные решения, содержащие признаки, совпадающие с отличительными от прототипа признаками заявленного способа. Следовательно, для специалиста заявленное техническое решение не вытекает явным образом из известных ранее решений, т.к. существенные признаки патентуемого способа не возникают в результате преобразования известных методов. Заявленное техническое решение не основано также на изменении количественного признака (признаков), представлении таких признаков во взаимосвязи либо изменении вида известных аналогов и прототипа. Следовательно, заявленный способ соответствует критерию "изобретательский уровень".An additional search conducted by the applicant did not reveal known solutions containing signs that match the distinctive features of the claimed method from the prototype. Therefore, for a specialist, the claimed technical solution does not follow explicitly from previously known solutions, because the essential features of the patented method do not arise as a result of the conversion of known methods. The claimed technical solution is also not based on a change in the quantitative sign (s), the presentation of such signs in conjunction or a change in the type of known analogues and prototype. Therefore, the claimed method meets the criterion of "inventive step".

В настоящей работе в качестве среды, содержащей наночастицы магнитных материалов, избраны тонеры, используемые в лазерных принтерах обычных персональных ЭВМ, а именно красители фирм-изготовителей Canon и Hewlett-Packard (HP). Они сдержат наночастицы оксида железа, но у различных производителей размер, концентрация и т.д. наночастиц в составе красителя отличаются. С помощью стандартного печатающего устройства персональной ЭВМ был воспроизведен на одинаковых листах бумаги один и тот же текст с использованием тонеров указанных фирм.In this work, we chose the toners used in laser printers of ordinary personal computers, namely, dyes from Canon and Hewlett-Packard (HP), as the medium containing nanoparticles of magnetic materials. They contain iron oxide nanoparticles, but different manufacturers have size, concentration, etc. nanoparticles in the composition of the dye are different. Using a standard personal computer printing device, the same text was reproduced on identical sheets of paper using toners from these companies.

Измерения электронного магнитного резонанса (ЭМР) проводились при комнатной температуре на ЭПР спектрометре X-диапазона (частота ≈9.1 ГГц) Varian E-4. Образец в виде узкой бумажной полоски с напечатанной буквой «I» - фактически отрезок прямой, равномерно окрашенный тонером - опускали на дно кварцевой ампулы, которую помещали в резонатор спектрометра. Ориентация плоскости бумажной полоски была либо перпендикулярна, либо параллельна квазистационарному магнитному полю. Внешнее магнитное поле изменяли в диапазоне 0-6 кГс. Эффективное резонансное поле определяли как среднее арифметическое максимума и минимума кривой первой производной от поглощенной мощности в единицах индукции магнитного поля. Ширину линии ΔВ определяли как расстояние между максимумом и минимумом на кривой первой производной интенсивности поглощенной мощности в единицах индукции магнитного поля.Electron magnetic resonance (EMR) measurements were carried out at room temperature on an X-band EPR spectrometer (frequency ≈9.1 GHz) Varian E-4. A sample in the form of a narrow paper strip printed with the letter “I” - in fact, a straight line segment, evenly colored with toner - was lowered to the bottom of a quartz ampoule, which was placed in the resonator of the spectrometer. The orientation of the plane of the paper strip was either perpendicular or parallel to the quasistationary magnetic field. The external magnetic field was varied in the range of 0-6 kG. The effective resonance field was determined as the arithmetic mean of the maximum and minimum of the curve of the first derivative of the absorbed power in units of magnetic field induction. The line width ΔB was determined as the distance between the maximum and minimum on the curve of the first derivative of the intensity of the absorbed power in units of magnetic field induction.

На чертеже представлены спектры ЭМР образцов тонеров. Все спектры состоят из одиночной интенсивной резонансной линии с параметрами, приведенными в таблице.The drawing shows the EMR spectra of toner samples. All spectra consist of a single intense resonance line with the parameters given in the table.

Спектры электронного магнитного резонанса изображения буквы «I» получены с использованием тонеров фирм Canon и HP. Линии, сдвинутые в область низких (высоких) магнитных полей, получены для ориентации плоскости бумаги параллельно (перпендикулярно) внешнему магнитному полю.The electron magnetic resonance spectra of the image of the letter “I” were obtained using toners from Canon and HP. The lines shifted to the region of low (high) magnetic fields are obtained for the orientation of the paper plane parallel to (perpendicular) to the external magnetic field.

Такой сигнал ЭМР типичен для суперпарамагнитных наночастиц оксидов железа [2, 3]. В образце "HP" ширина сигнала ЭМР заметно больше, а резонансное поле меньше, чем в образце "Canon". Это различие достигает наибольшего значения для ориентации образцов параллельно направлению вектора индукции квазистационарного магнитного поля. Различие формы резонансных кривых вызвано различием размеров магнитных частиц в различных красителях.Such an EMR signal is typical for superparamagnetic nanoparticles of iron oxides [2, 3]. In the HP sample, the width of the EMR signal is noticeably larger, and the resonance field is smaller than in the Canon sample. This difference reaches its maximum value for the orientation of the samples parallel to the direction of the induction vector of the quasistationary magnetic field. The difference in the shape of the resonance curves is caused by the difference in the sizes of magnetic particles in different dyes.

Тип образца Sample Type ΔВрр, Тл ΔB pp , T Эффективное резонансное Effective resonance "Canon", поле перпендикулярно бумаге "Canon" box perpendicular to paper 0.123 0.123 0.358 0.358 "Canon", поле параллельно бумаге "Canon", box parallel to paper 0.113 0.113 0.320 0.320 "HP", поле перпендикулярно бумаге "HP" box perpendicular to paper 0.177 0.177 0.352 0.352 "HP", поле параллельно бумаге" "HP, box parallel to paper" 0.168 0.168 0.239 0.239

Таким образом, вид спектров ЭМР позволяет по характерным особенностям однозначно различить красители по концентрации и размерам содержащихся в них магнитных наночастиц.Thus, the shape of the EMR spectra allows one to unambiguously distinguish dyes by their characteristic features by the concentration and size of the magnetic nanoparticles contained in them.

ЛитератураLiterature

1. И.А.Павлов, А.Б.Потапов. Контроль подлинности документов, ценных бумаг и денежных знаков. М.: Техносфера. 2006, с.86.1. I.A. Pavlov, A. B. Potapov. Verification of the authenticity of documents, securities and banknotes. M .: Technosphere. 2006, p. 86.

2. Yu.A.Koksharov, S.P.Gubin, I.D.Kosobudsky, М.Beltran, Y.Khodorkovsky, A.M.Tishin. Low-temperature electron paramagnetic resonance anomalies in Fe-based nanoparticles, J. Appl. Phys., v.88, N1, (2000), pp.587-592.2. Yu.A. Koksharov, S.P. Gubin, I.D. Kosobudsky, M. Beltran, Y. Khodorkovsky, A.M. Tishin. Low temperature electron paramagnetic resonance anomalies in Fe-based nanoparticles, J. Appl. Phys., V. 88, N1, (2000), pp. 587-592.

3. Yu.A.Koksharov, S.P.Gubin, I.D.Kosobudsky, G.Yu.Yurkov, D.A.Pankratov, L.A.Ponomarenko, M.G.Mikheev, Y.Khodorkovsky, М.Beltran, A.M.Tishin. Electron-paramagnetic-resonance spectra near spin-glass transition in iron-oxide nanoparticles. Phys. Rev. B.63 (2001), pp.12407-12410.3. Yu.A. Koksharov, S.P. Gubin, I.D.Kosobudsky, G.Yu.Yurkov, D.A. Bankratov, L.A. Ponomarenko, M.G. Mikheev, Y. Khodorkovsky, M. Beltran, A.M. Tishin. Electron-paramagnetic-resonance spectra near spin-glass transition in iron-oxide nanoparticles. Phys. Rev. B.63 (2001), pp. 12407-12410.

Claims (1)

Способ защиты документов с помощью магнитных наночастиц, заключающийся в том, что на поверхность бумаги или бумагозаменителя наносят краситель в виде чернил, краски, паст и т.д., краситель изготавливают из материалов с магнитными свойствами, отличающийся тем, что в состав красителя добавляют наночастицы ферромагнитного материала или смеси ферромагнитных материалов с заранее заданными магнитно-резонансными свойствами, причем подлинность документа проверяют на ЭПР спектрометре путем сопоставления вида кривой магнитного резонанса отдельных символов или иных фрагментов документа с эталонной кривой красителя, которую получают в момент его изготовления. A method of protecting documents with magnetic nanoparticles, namely, that a dye in the form of ink, paint, pastes, etc. is applied to the surface of a paper or paper substitute, the dye is made from materials with magnetic properties, characterized in that nanoparticles are added to the dye ferromagnetic material or a mixture of ferromagnetic materials with predetermined magnetic resonance properties, and the authenticity of the document is checked on an EPR spectrometer by comparing the form of the magnetic resonance curve nyh characters or other fragments of the document with a reference dye curve, which is obtained at the time of manufacture.
RU2009102274/12A 2009-01-26 2009-01-26 Method of documents protection by magnetic nanoparticles RU2417898C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009102274/12A RU2417898C2 (en) 2009-01-26 2009-01-26 Method of documents protection by magnetic nanoparticles

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009102274/12A RU2417898C2 (en) 2009-01-26 2009-01-26 Method of documents protection by magnetic nanoparticles

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2009102274A RU2009102274A (en) 2010-08-10
RU2417898C2 true RU2417898C2 (en) 2011-05-10

Family

ID=42698405

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009102274/12A RU2417898C2 (en) 2009-01-26 2009-01-26 Method of documents protection by magnetic nanoparticles

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2417898C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20220326199A1 (en) * 2019-06-04 2022-10-13 Evonik Operations Gmbh Unique identification and authentication of products

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20220326199A1 (en) * 2019-06-04 2022-10-13 Evonik Operations Gmbh Unique identification and authentication of products

Also Published As

Publication number Publication date
RU2009102274A (en) 2010-08-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102245381B (en) Fluorescence notch coding and authentication
US8759794B2 (en) Articles, methods of validating the same, and validation systems employing decay constant modulation
KR20000005449A (en) Valuable document
CN106687301A (en) Banknotes having interrelated features
US20090008922A1 (en) Security Element Comprising Magnetic Materials Having the Same Remanence and a Different Coercive Field Intensity
EP1134704A1 (en) Genuine/counterfeit discriminating method, genuine/counterfeit discrimination object, and genuine/counterfeit discriminating device
CN104710877B (en) A kind of anti-forgery ink
MX2014008734A (en) Multi wavelength excitation/emission authentication and detection scheme.
US8950679B2 (en) Security substrates for security documents
WO1994006102A1 (en) Security document inspection
JP2006268469A (en) Authentication method for metameric image forming body, and metameric image forming body
JP4467646B2 (en) Magnetic particles, sheets containing such particles, protective documents and methods for detecting such particles
EP0744709A2 (en) Read-only magnetic security pattern
RU2417898C2 (en) Method of documents protection by magnetic nanoparticles
CN104160430B (en) Audible voucher for visually impaired people identifies
US20110096368A1 (en) Security system for printed material
RU2526211C2 (en) Counterfeit-proof valuable document and method for determining its authenticity
JP2016501751A (en) Aperiodic tiling document security elements
JP2003335085A (en) Security printed matter printed with fine symbol character group comprising a large number of fine symbol characters
RU2379757C1 (en) Method for protection from counterfeiting and checking authenticity of objects
JP2009226635A (en) Information recording medium and authenticity deciding system
EA002518B1 (en) Method of confirmation of information authenticity
Kumar et al. Forensic analysis of security features in Indian currency denomination of₹ 500 authentication and recognition through Docucenter NIRVIS instrument
RU2510943C2 (en) Method and apparatus for express inspection of documents and bond paper with anti-counterfeit features
DE102006022798A1 (en) Manipulation-protected monetary sheet material e.g. as entrance tickets, vouchers or tickets, has another infrared marking forms common authenticity characteristic as reference marking in printed form for infrared bright thermo-printing

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20110330