ЗАЩИТНЫЙ ЭЛЕМЕНТ С МАГНИТНЫМИ МАТЕРИАЛАМИ, ОБЛАДАЮЩИМИ ОДИНАКОВОЙ ОСТАТОЧНОЙ МАГНИТНОЙ ИНДУКЦИЕЙ И РАЗНОЙ КОЭРЦИТИВНОЙ СИЛОЙ
PROTECTIVE ELEMENT INCLUDING MAGNETIC MATERIALS WITH SAME REMANENT MAGNETIC INDUCTION AND DIFFERENT COERCITIVE FORCE

Настоящее изобретение относится к защитному элементу, предназначенному для защиты ценных документов от подделки и имеющему магнитный материал. Изобретение относится далее к ценному документу, переводному материалу и способам изготовления подобных защитных элементов и ценных документов, а также к способу и устройству для проверки подобного защитного элемента, соответственно ценного документа.
Под ценным документом согласно изобретению могут подразумеваться банкноты, а также акции, свидетельства, почтовые марки, чеки, входные билеты, проездные билеты, билеты на самолет, удостоверения личности, визовые наклейки и иные аналогичные документы, а также этикетки, печати, упаковки, защищенная от подделки бумага или иные аналогичные элементы для защиты продукции от подделки. С учетом этого в последующем описании упрощенное обозначение "ценный документ" или "защитный элемент" всегда охватывает документы указанных типов.
Известно снабжение банкнот магнитным материалом, используемым для проверки их подлинности. Подобный магнитный материал представляет собой, например, компонент печатных красок, наносимый на банкноты при их печатании. Полученное при печатании распределение магнитного материала можно определять для проверки подлинности банкнот и сравнивать с заданным распределением. Известна далее возможность снабжения магнитным материалом защитных элементов, размещаемых на банкноте. Так, например, магнитный материал могут содержать защитные нити, которые при расположении или нанесении на них магнитного материала определенным образом могут также иметь образуемый им код, который можно использовать для проверки подлинности банкноты и/или для определения ее типа (валюты, номинала).
Недостаток подобных защитных элементов, соответственно ценных документов с магнитным материалом состоит в том, что магнитный материал и образованные им коды в любой момент можно обнаружить. По этой причине существует опасность возможной фальсификации защитных элементов, соответственно ценных документов, поскольку распределение магнитного материала из-за возможности его легкого обнаружения можно достаточно просто подделать.
Исходя из вышеизложенного в основу настоящего изобретения была положена задача разработать ценный документ, переводной элемент и защитный элемент, которые должны быть простыми в изготовлении и обладать высокой степенью защиты от подделки.
Еще одна задача изобретения состояла в разработке способа изготовления подобного защитного элемента и ценного документа, а также способа и устройства для проверки подобного защитного элемента, соответственно ценного документа.
Указанные задачи решаются с помощью отличительных признаков соответствующих независимых пунктов формулы изобретения. Различные варианты осуществления изобретения приведены в соответствующих зависимых пунктах формулы изобретения.
Согласно изобретению защитный элемент снабжен по меньшей мере двумя магнитными материалами, которые обладают разной по величине коэрцитивной силой и которые нанесены на защитный элемент и/или внедрены в него таким образом, что их остаточная магнитная индукция одинакова по величине.
Одинаковая по величине остаточная магнитная индукция магнитных материалов в предпочтительном варианте обеспечивается за счет их нанесения слоями разной толщины и/или их использования в разной концентрации.
Изобретением предусмотрены самые разнообразные возможности использования магнитных материалов в предлагаемом в изобретении защитном элементе. Так, например, магнитные материалы можно предусматривать на отдельных участках, прежде всего в виде знаков или узоров, при этом наиболее предпочтительно, чтобы разные магнитные материалы, соответственно участки с разными магнитными материалами непосредственно примыкали друг к другу.
Защитный элемент можно либо непосредственно выполнять на ценном документе, либо предварительно подготавливать на отдельной основе. На выбор материала ценного документа, соответственно отдельной основы, на которой расположен защитный элемент, не накладывается при этом никаких ограничений. Предпочтительно, однако, использовать в качестве такого материала бумагу или полимерный материал, в том числе и в виде пленок. Защитный элемент при его изготовлении на отдельной основе может быть выполнен, например, в виде самонесущей этикетки, предпочтительно на полимерной основе. Предлагаемый в изобретении защитный элемент особенно предпочтительно выполнять в виде защитной нити.
Поскольку в некоторых случаях могут возникнуть сложности со снабжением непосредственно ценного документа магнитными материалами, может оказаться целесообразным выполнять защитный элемент в виде переводного материала, по меньшей мере частично подготавливая образующую защитный элемент слоистую структуру на соответствующей подложке.
При изготовлении защитного элемента в виде переводного материала магнитные материалы можно наносить на соединенную или соединяемую с полосой-подложкой бесконечную основу и/или внедрять в нее. Для прикрепления подобного защитного элемента к защищаемому ценному документу используется клеевой слой, наносимый либо на ценный предмет, либо на самый верхний слой переводного материала. Для этой цели предпочтительно использовать термоплавкий клей. Для придания защитному элементу требуемых очертаний можно либо предусматривать клеевой слой только на предназначенных для переноса на ценный предмет участках переводного материала, либо только на таких участках активировать клей, например, термоплавкий клей. После переноса защитного элемента на защищаемый ценный документ полосу-подложку переводного материала удаляют, в результате чего на защищаемом ценном документе остается только собственно защитный элемент.
Ценный документ, на который наносят защитный элемент, может представлять собой, например, защищенную от подделки бумагу, защищенный от подделки документ или же упаковку. Очевидно, что предлагаемым в изобретении защитным элементом можно снабжать и иные ценные предметы, требующие их защиты от подделки.
Другие преимущества и варианты осуществления изобретения более подробно рассмотрены ниже со ссылкой на прилагаемые чертежи. На приведенных на этих чертежах изображениях пропорции (что относится прежде всего к толщине различных слоев) не обязательно соответствуют реальным соотношениям размеров и служат исключительно для более наглядного пояснения лежащих в основе изобретения принципов.
Ниже изобретение исключительно для наглядного пояснения его сущности более подробно рассмотрено только на примере банкноты. Очевидно, однако, что изобретение вполне может использоваться и применительно к ценным документам всех указанных выше типов.
На прилагаемых к описанию чертежах, в частности, показано:
на фиг.1 - схематичный вид банкноты с предлагаемым в изобретении защитным элементом,
на фиг.2 и 3 - схематичный вид в разрезе показанного на фиг.1 защитного элемента, выполненного по разным вариантам,
на фиг.4 - схематичный вид выполненной еще по одному варианту банкноты с предлагаемым в изобретении защитным элементом,
на фиг.5 - принципиальная схема устройства для проверки предлагаемого в изобретении защитного элемента и
на фиг.6 - примеры петель гистерезиса магнитных материалов, используемых в предлагаемом в изобретении защитном элементе.
На фиг.1 схематично показана банкнота 1 из бумаги или полимера, снабженная проходящим по всей ее ширине защитным элементом 2 в виде полосы. Очевидно, что банкнота 1 может иметь и другие защитные признаки, такие как водяные знаки, оттиски со стальных гравюр, защитные нити, люминесцирующие надпечатки и иные элементы защиты от подделки.
Защитный элемент 2 расположен на банкноте 1, например, напечатан на ней, наклеен на нее, внедрен в ее материал или нанесен на нее каким-либо иным способом. Защитный элемент 2 имеет участки 3а, 3b с магнитными материалами, обладающими разной по величине коэрцитивной силой. Однако остаточная магнитная индукция на участках 3а, 3b одинакова по величине. Обеспечить это можно, например, путем соответствующего выбора толщины слоев на участках 3а, 3b и/или путем соответствующего выбора концентрации магнитных материалов на участках 3а, 3b.
Ниже некоторые предпочтительные варианты выполнения защитного элемента более подробно рассмотрены со ссылкой на фиг.2 и 3, на которых для наглядного представления структуры защитного элемента 2 банкнота 1 показана в разрезе плоскостью А-А, обозначенной штрихпунктирной линией на фиг.1.
В показанном на фиг.2 варианте на бумажную или полимерную основу банкноты 1 наносят содержащий разные магнитные материалы 3а, 3b слой 3 в виде плашек, знаков, узоров и т.д. Для улучшения сцепления слоя 3 с основой, наносимого на нее, например, печатанием, на основу, прежде всего бумажную, можно нанести так называемый грунтовочный слой. Подобный грунтовочный слой может представлять собой, например, бесцветный полимерный слой или красочный слой, поверхность которого имеет лишь незначительную шероховатость.
В определенных вариантах выполнения, например, защитных элементов, которые при нахождении снабженных ими ценных документов в обращении подвергаются значительной механической нагрузке или значительному химического воздействию, магнитные материалы 3а, 3b рекомендуется покрывать защитным слоем 4. Подобный защитный слой 4 может представлять собой пленку, нанесенную ламинированием поверх защитного элемента 2, или слой защитного лака. Слой защитного лака можно при этом наносить сплошным, покрывающим всю поверхность защитного элемента слоем либо только на отдельные участки защитного элемента. Для этой цели можно использовать, например, отверждаемые под действием ультрафиолетового излучения (УФ-отверждаемые) лаки, гибридные лаки, переводные лаки или дисперсионные лаки одно-, соответственно двухкомпонентного типа. Слой защитного лака предпочтительно наносить печатанием, например, методом флексографской или офсетной печати.
Защитный элемент 2 может также представлять собой отдельный элемент, наносимый на банкноту 1. Отдельный защитный элемент 2 может иметь структуру, которая соответствует показанной на фиг. 3. В этом случае на банкноту 1 наклеивают подложку 5 защитного элемента 2, например полимерную пленку. Подложка 5 защитного элемента 2 имеет слой 3, содержащий магнитные материалы 3а, 3b. При этом образующий подложку 5 защитного элемента полимер может представлять собой термоплавкий клей. Для защиты слоя 3 можно предусмотреть защитный слой 4.
В отличие от рассмотренного выше варианта в подложке 5 и/или на ней можно предусмотреть содержащий магнитные материалы 3а, 3b слой 3, на который в последующем наносят клеевой слой 6, которым защитный элемент 2 прикрепляют к банкноте 1. Для этого можно использовать термоплавкий клей. В этом случае можно отказаться от использования дополнительного защитного слоя, поскольку его функцию выполняет подложка 5.
Во всех описанных выше вариантах клей можно наносить не на защитный элемент 2, а на банкноту 1 для прикрепления к ней защитного элемента 2.
На фиг.4 показана выполненная еще по одному варианту банкнота 1 с защитным элементом 2. При этом защитный элемент 2 по меньшей мере частично заделан в основу банкноты 1 в виде, например, так называемой ныряющей защитной нити и поэтому виден только на определенных участках 2а, на которых он выходит ("выныривает") на поверхность банкноты. Вместе с тем защитный элемент 2 может быть и полностью заделан в основу банкноты 1. В обоих случаях сохраняется возможность обнаружения магнитных материалов 3а, 3b.
Защитный элемент 2 можно также выполнять в виде переводного материала со структурой, описанной выше со ссылкой на фиг.1-3. В этом случае слои наносят на подложку переводного материала в обратном порядке. После этого защитный элемент 2 в виде переводного материала наносят на банкноту и затем подложку переводного материала полностью или частично удаляют.
Защитный элемент 2 можно также выполнять в виде так называемой пластинки, помещаемой предпочтительно на поверхность основы банкноты.
Защитный элемент 2 может быть выполнен, как указано выше, непосредственно на банкноте 1 или в виде отдельного, прикрепляемого к ней защитного элемента. При выполнении защитного элемента 2 в виде отдельного защитного элемента его окончательную структуру можно также формировать, например снабжать защитным слоем, лишь после его прикрепления к банкноте 1.
На фиг.5 показано выполненное по одному из вариантов устройство для проверки предлагаемого в изобретении защитного элемента 2.
На фиг.5а показано первое намагничивающее устройство 6, состоящее из двух магнитов 6а и 6b. В показанном на чертеже примере магниты 6а и 6b обращены друг к другу своими северными магнитными полюсами. Вместе с тем магниты 6а и 6b могут быть также обращены друг к другу своими южными магнитными полюсами. Через образованный между магнитами 6а и 6b зазор проверяемые банкноты с защитным элементом 2 могут перемещаться в направлении Т не показанным на чертеже транспортировочным устройством. Защитный элемент 2 имеет предпочтительно непосредственно примыкающие друг к другу участки с магнитными материалами 3а, 3b, которые обладают разной коэрцитивной силой, но одинаковой по величине остаточной магнитной индукцией.
a
b
3
4
a
b
На фиг.6 показаны примеры петель гистерезиса магнитных материалов 3а и 3b, используемых в предлагаемом в изобретении защитном элементе 2. На этом чертеже хорошо видно, что первый магнитный материал 3а имеет коэрцитивную силу K, которая больше коэрцитивной силы K второго магнитного материала 3b. Остаточная же магнитная индукция R у обоих магнитных материалов 3а и 3b одинакова, однако может несколько различаться в допустимых пределах. В качестве магнитных материалов 3а и 3b используются магнитотвердые материалы, которые для снабжения ими защитного элемента 2 описанным выше путем могут быть представлены, например, в виде пигментов. Подобные магнитные материалы 3a и 3b могут представлять собой, например, магнитные пигменты на основе FеO, которые выпускаются с разной коэрцитивной силой, например, фирмой BASF. Так, например, первый магнитный материал 3а, представляющий собой магнитный материал с большей коэрцитивной силой К, может иметь коэрцитивную силу, равную 28 кА/м, а второй магнитный материал 3b, представляющий собой магнитный материал с меньшей коэрцитивной силой К, может иметь коэрцитивную силу, равную 18 или 21 кА/м.
a
a
b
Показанное на фиг.5а первое намагничивающее устройство 6 создает магнитное поле, напряженность которого превышает наибольшую коэрцитивную силу применяемых магнитных материалов 3а и 3b, т.е. превышает коэрцитивную силу К первого магнитного материала 3а. По этой причине при прохождении банкноты, соответственно защитного элемента 2 мимо намагничивающего устройства происходит намагничивание и первого 3а, и второго 3b магнитных материалов, которые намагничиваются в одном направлении m и m соответственно, совпадающем с направлением намагничивающего поля, создаваемого намагничивающим устройством 6.
а
b
При дальнейшем перемещении банкноты, соответственно защитного элемента 2 мимо магниточувствительного элемента 8 при каждом изменении магнитного поля защитного элемента 2 формируется импульс, который для возможности получения на основании него, например, информации о подлинности и/или типе банкноты может обрабатываться и анализироваться устройством 9 обработки, например, микрокомпьютером. Поскольку, как указано выше, оба магнитных материала 3а и 3b имеют одинаковую остаточную магнитную индукцию и поскольку оба магнитных материала 3а и 3b намагничены в одном направлении m и m, в выдаваемом магниточувствительным элементом 8 сигнале 10 присутствуют импульсы, появляющиеся только в начале и конце защитного элемента 2.
а
b
b
а
а
b
На фиг.5б показано второе намагничивающее устройство 7, состоящее из двух магнитов 7а и 7b. В показанном на чертеже примере магниты 7а и 7b обращены друг к другу своими южными магнитными полюсами. В принципе же ориентация магнитов 7а и 7b друг относительно друга всегда должна быть обратной по отношению к ориентации друг относительно друга магнитов 6а и 6b первого намагничивающего устройства 6. Через образованный между магнитами 7а и 7b зазор проверяемые банкноты с защитным элементом 2 могут перемещаться в направлении Т не показанным на чертеже транспортировочным устройством. До прохождения через второе намагничивающее устройство магнитные материалы 3а и 3b имеют описанную выше со ссылкой на фиг.5а однонаправленную намагниченность m и m. Второе намагничивающее устройство 7 создает магнитное поле, напряженность которого больше коэрцитивной силы К используемого второго магнитного материала 3b, но меньше коэрцитивной силы К первого магнитного материала 3a. В результате при прохождении банкноты, соответственно защитного элемента 2 через второе намагничивающее устройство происходит перемагничивание только второго магнитного материала 3b, после чего магнитные материалы 3а и 3b оказываются намагничены в разных (противоположных) направлениях m и m'соответственно. По этой причине в выдаваемом магниточувствительным элементом 8 сигнале 10' дополнительно присутствуют импульсы, появляющиеся в тех местах защитного элемента 2, в которых магнитные материалы 3а и 3b граничат друг с другом.
b
а
а
b
b
На фиг.5б дополнительно показано, что в другом варианте второе намагничивающее устройство 7 может быть также образовано электромагнитом, создающим переменное магнитное поле, напряженность которого больше коэрцитивной силы К используемого второго магнитного материала 3b, но меньше коэрцитивной силы К первого магнитного материала 3а. Тем самым при прохождении банкноты, соответственно защитного элемента 2 через такое намагничивающее устройство происходит размагничивание только второго магнитного материала 3b, после чего первый магнитный материал 3а все еще сохраняет свою направленную намагниченность m, тогда как второй магнитный материал 3b имеет нулевую намагниченность m''. По этой причине в выдаваемом магниточувствительным элементом 8 сигнале 10' и в этом случае дополнительно присутствуют импульсы, появляющиеся в тех местах защитного элемента 2, в которых магнитные материалы 3а и 3b граничат друг с другом. Однако такие импульсы имеют меньший уровень, чем импульсы в предыдущем варианте, поскольку магнитный материал 3b имеет нулевую намагниченность m'' и поэтому напряженность магнитного поля защитного элемента 2 на границах между магнитными материалами 3а и 3b изменяется на меньшую величину.
На фиг.5в в качестве примера показана полная схема устройства для проверки предлагаемого в изобретении защитного элемента 2. Такое устройство состоит из показанных на фиг.5а и 5б компонентов, а именно: из первого намагничивающего устройства 6, второго намагничивающее устройства 7, которое по выбору может быть образовано постоянными магнитами 7а, 7b или электромагнитом 7, а также из магниточувствительного элемента 8, связанного с устройством 9 обработки. Проверяемые банкноты 1, соответственно защитные элементы 2 могут перемещаться через подобное устройство в направлении Т не показанной транспортировочной системой. При таком перемещении проверяемых банкнот, соответственно защитных элементов через устройство магниточувствительный элемент 8 формирует описанный выше со ссылкой на фиг.5б сигнал 10', который используется устройством 9 обработки, например, для проверки подлинности и/или типа (валюты, номинала) банкноты 1.
Очевидно, что в рассмотренные выше варианты можно вносить различные изменения и модификации.
Так, в частности, вместо описанного выше применения двух магнитных материалов 3а и 3b в защитном элементе 2 можно использовать также три, четыре или более магнитных материалов. Очевидно, что в этом случае для проверки подобного защитного элемента потребуется использовать соответственно три, четыре или более намагничивающих устройств, напряженность создаваемых которыми магнитных полей должна выбираться соответственно величинам коэрцитивной силы используемых магнитных материалов. Равным образом намагничивающие устройства необходимо размещать соответственно напряженности создаваемых ими магнитных полей, т.е. в направлении перемещения банкнот первым должно располагаться намагничивающее устройство с наибольшей напряженностью создаваемого им магнитного поля, тогда как намагничивающее устройство с наименьшей напряженностью создаваемого им магнитного поля необходимо располагать последним. При этом необходимо также учитывать описанную выше противоположную направленность магнитных полей, создаваемых применяемыми намагничивающими устройствами.
Помимо этого наряду с упомянутым выше изготовлением защитного элемента путем его запечатывания красками, содержащими разные магнитные пигменты, защитный элемент можно также изготавливать любым иным методом, позволяющим целенаправленно создавать на защитном элементе участки с различающейся между собой коэрцитивной силой, но с в основном одинаковой по величине остаточной магнитной индукцией. Магнитные материалы можно при этом наносить на поверхность используемой основы и/или внедрять в нее.
Равным образом можно выбирать любые размеры и схемы размещения образующих защитный элемент участков с разной коэрцитивной силой, например, с учетом аспектов, определяемых дизайном банкноты с защитным элементом.
а
b
В равной мере и намагничивающие устройства 6 и 7 можно располагать по иной схеме, отличной от описанной выше. Так, например, магниты 6а и 6b первого намагничивающего устройства 6 могут быть также обращены друг к другу, например, своими северным и южным магнитными полюсами. В этом случае в отличие от показанного на фиг.5а намагничивания в направлениях m, m параллельно плоскости банкноты, соответственно защитного элемента 2 намагничивание магнитных материалов будет происходить перпендикулярно плоскости банкноты, соответственно защитного элемента 2. При использовании и во втором намагничивающем устройстве 7 постоянных магнитов 7а и 7b их ориентация друг относительно друга должна быть, как очевидно, обратной по отношению к ориентации друг относительно друга магнитов первого намагничивающего устройства, т.е. в данном случае они должны быть обращены друг к другу своими южным и северным магнитными полюсами. Очевидно также, что магниты 6а и 6b, соответственно магниты 7а и 7b можно располагать не только в рассмотренном выше порядке, но и в обратном порядке при условии сохранения вторым намагничивающим устройством 7 функции по описанному выше перемагничиванию магнитных материалов. Помимо этого для образования второго намагничивающего устройства 7 можно использовать, как описано выше, электромагнит, создающий переменное магнитное поле.
При использовании для образования намагничивающих устройств 6 и 7 постоянных магнитов последние могут быть изготовлены, например, из SmCo, NdFeB или SrFe и создавать магнитные поля указанной выше напряженности.
а
b
а
b
а
a
b
Помимо этого можно также предусмотреть устранение распознаваемой разнонаправленной ориентации намагниченности m и m магнитных материалов по завершении проверки образованного магнитными материалами 3а и 3b защитного признака с целью исключить всякую возможность его случайного обнаружения. Для этого можно выполнять процесс стирания, позволяющий устранить разнонаправленную ориентацию намагниченности m и m магнитных материалов. Обеспечить это можно, предусмотрев в направлении Т перемещения банкнот после магниточувствительного элемента 8 третье намагничивающее устройство (не показано). Такое третье намагничивающее устройство может создавать, например, магнитное поле, напряженность которого превышает наибольшую коэрцитивную силу используемых магнитных материалов 3а и 3b, т.е. превышает коэрцитивную силу К первого магнитного материала 3а. Тем самым при прохождении банкноты, соответственно защитного элемента 2 через это третье намагничивающее устройство первый магнитный материал 3а и второй магнитный материал 3b будут намагничиваться в одном направлении и соответственно после этого будут иметь однонаправленную намагниченность mи m. Для подобного намагничивания обоих магнитных материалов третье намагничивающее устройство может по выбору создавать постоянное либо переменное магнитное поле.