СПОСОБ ЗАЩИТЫ ОТ ПОДДЕЛКИ И КОНТРОЛЯ ПОДЛИННОСТИ ИЗДЕЛИЙ ИЗ БЛАГОРОДНЫХ МЕТАЛЛОВ
METHOD FOR COUNTERFEIT PROTECTION AND AUTHENTICATION OF ARTICLES MADE OF PRECIOUS METALS

Изобретение относится к способам защиты ценных изделий от подделки, а также для обеспечения возможности последующего определения их подлинности с использованием технических средств.
Из уровня техники хорошо известны технические решения аналогичного характера.
Так, известен способ защиты от подделки банкнот, ценных бумаг и документов (Патент РФ №2074420, кл. G07D 7/00, 27.02.1997) - аналог, включающий введение в материал защищаемого предмета или нанесение на него метки, в качестве которой используют стабильный изотоп осмия-187 или его соединение, а контроль наличия метки осуществляют методом ядерного магнитного резонанса.
Недостатком способа является сложный, дорогой и длительный процесс выделения изотопов осмия-187.
Также известен способ защиты от подделки ценных изделий (Патент РФ №2144216, кл. G07D 7/00, 10.01.2000) - аналог, включающий в качестве средства защиты изотопный индикатор на основе смеси стабильных изотопов. Защитную метку формируют посредством упомянутого изотопного индикатора таким образом, чтобы обеспечивалась возможность контроля ее наличия на защищаемом изделии (при детектировании), по меньшей мере, одним из методов спектрального анализа (например, рентгенофлуоресцентным или люминесцентным методами).
Недостатком данного способа является недостаточная эффективность защиты от подделки из-за простоты расшифровки средства защиты от подделки.
Известен также способ защиты от подделки и контроля подлинности ценных изделий (Патент РФ 2276409, кл. G07D 7/06, 10.05.2006) - аналог, включающий формирование на изделии пассивного защитного средства заданной структуры, которое обеспечивает возможность контроля наличия и подлинности упомянутого средства физическим методом анализа по резонансным эффектам в процессе внешнего воздействия на него зондирующим электромагнитным излучением заданной радиочастоты и детектирование параметров определенных информативных признаков в резонансном отклике защитного средства на упомянутое внешнее воздействие с последующим автоматическим сопоставлением зарегистрированных параметров этих информативных признаков с эталонными значениями. В качестве пассивного защитного средства используют металлизированную, по меньшей мере, трехслойную резонансную фильтровую структуру. В качестве зондирующего излучения используют радиочастоту СВЧ-диапозона, в качестве информативных признаков используют характерные пиковые значения частотной характеристики коэффициентов прямой передачи и обратного отражения.
Недостатком данного способа является возможность контроля подлинности защищаемых изделий широким кругом пользователей доступными средствами контроля и идентификации, что снижает степень защиты от подделки.
-5
-6
-7
-8
Ближайшим аналогом для заявленного способа является способ защиты от подделки и контроля подлинности изделий (Патент РФ 2379757, кл. G07D 7/00, 20.01.2010) - прототип, включающий нанесение на защищаемое изделие лакокрасочного материала с добавкой равномерно распределенных в его объеме не менее трех химических элементов из диапозона с атомными номерами от 24(Cr) до 30(Zn) с концентрацией n(10-10) г/г, где n=1-9, отсутствующих в химическом составе лакокрасочного материала. Контроль наличия и подлинности защитного средства осуществляют путем сравнения интенсивностей характеристического рентгеновского излучения в спектрах флуоресценции атомов химических элементов добавки в процессе возбуждения этих спектров в проверяемом и эталонном защитных средствах источником рентгеновского излучения и регистрации спектров рентгеновским спектрометром с пределом обнаружения указанных элементов n(10-10) г/г, где n=1-9. Нанесенное на изделие лакокрасочное покрытие, преимущественно полиграфическую краску, отверждают ультрафиолетовым излучением.
Недостатком данного способа является недостаточная надежность защитного средства.
Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является повышение уровня надежности защиты от подделок и копирования ценных изделий из благородных металлов.
Указанная задача решается тем, что в способе защиты от подделки и контроля подлинности изделий из благородных металлов на изделии формируют защитное средство с добавкой химических элементов, обеспечивающее возможность контроля наличия и подлинности защитного средства методом рентгенофлуоресцентного анализа, и в качестве защитного средства, нанесенного на защищаемое изделие, используют керамическую краску, в которую в качестве химического элемента добавляют лантаноид в количестве 1,0-10,0% с последующим высушиванием и обжигом изделия при температуре 700-800°С, а контроль наличия и подлинности защитного средства на изделии осуществляют по имеющимся аналитическим линиям атомов лантаноида в рентгенофлуоресцентном спектре или путем сравнения рентгенофлуоресцентных спектров защитного средства, одновременно нанесенного на изделие и на металлическую пластину, являющуюся химическим паспортом изделия, а именно по их идентичности при длине волны указанного лантаноида.
Для формирования защитного средства на изделии в качестве добавки, которую вводят в керамическую краску, выбирают элементы из группы лантаноидов. Подбор осуществляют таким образом, чтобы длина волны L-α линии лантаноида в первом порядке отражения (самом мощном) имела значение, отличное от длин волн основы (материал, из которого изготовлено защищаемое изделие), на которое наносится защитное средство. Выбор α линий обусловлен тем, что β линии в несколько раз слабее. В таблице №1 приведены данные по длинам волн L-α линий лантаноидов.
В рентгенофлуоресцентном спектре защитного средства на линии лантаноидов могут накладываться линии основы не только из первого порядка отражения, но и из второго порядка отражения. Это необходимо учитывать при выборе состава защитного средства. В таблице №2 приведены длины волн спектральных линий драгоценных металлов, используемых для изготовления ценных изделий - платины (Pt), палладия (Pd), золота (Au), и набор лантаноидов, используемых для введения в состав защитного средства.
По полученным интенсивностям рассчитывают концентрацию указанного лантаноида. Данная концентрация должна соответствовать заявленным значениям в сопроводительных документах на изделие.
В случае особо ценных изделий используют следующий метод контроля. На защищаемое изделие и отдельную металлическую пластину (например, из нержавеющей стали), являющуюся химическим паспортом изделия, наносят одно и то же защитное средство. Контроль наличия и подлинности защитного средства осуществляют путем сравнения рентгенофлуоресцентных спектров по их идентичности при длине волны указанного лантаноида.
На рис. 1 представлен рентгенофлуоресцентный спектр изделия из платины без защитного средства в диапазоне длин волн 1870-2600 mA в первом порядке отражения.
Примеры выполнения способа.
Пример 1.
В керамическую краску, например люстровую, вводят органическое соединение неодима в таком количестве, чтобы концентрация лантаноида в покрытии составляла 1,0-10,0%. Полученное средство в виде метки кисточкой или штампом наносят на изделие из благородного металла, например на слиток платины. После высушивания изделия при комнатной температуре и затем обжига его при температуре 700-800°С в течение 15 минут метка прочно закрепляется на поверхности изделия.
Контроль наличия и подлинности защитного средства осуществлялся рентгеновским флуоресцентным спектрометром «Спектроскан-МАКС», выпускаемым НПО «Спектрон», г. Санкт-Петербург, блок-схема которого представлена на рис. 5.
Принцип действия спектрометра основан на выделении характеристических линий флуоресцентного излучения исследуемого образца, возбуждаемого излучением острофокусной рентгеновской трубки, регистрации интенсивности этих линий и пересчете их в концентрации соответствующих элементов.
Спектрометр содержит рентгеновскую трубку БХ-7 (2) с Мо-анодом, излучение которой возбуждает в контролируемом покрытии изделия (1) флуоресцентное излучение, которое через входную щель (3) попадает на фокусирующий кристалл-анализатор (4), выделяющий из спектра покрытия характеристическую линию, соответствующую условиям отражения по закону Вульфа-Брэгга. Выделенное излучение кристалл-анализатор (4) фокусирует в приемную щель (5) блока детектирования (6), сигнал с которого поступает на вход усилителя-дискриминатора, затем на вход счетного устройства. Число импульсов, зарегистрированное за установленное время экспозиции, пропорционально содержанию соответствующего химического элемента в покрытии и может быть пересчитано в процент концентрации или массовую долю элемента.
На рис. 2 представлен рентгенофлуоресцентный спектр изделия из платины с защитным средством, содержащим в своем составе неодим в концентрации 6.0% (Nd, длина волны (λ) линии L-α - 2370 mA).
Пример 2.
Осуществляется аналогично примеру 1, но в керамическую краску вводят органическое соединение диспрозия в таком количестве, чтобы концентрация лантаноида в покрытии составляла 1,0-10,0%.
На рис. 3 представлен рентгенофлуоресцентный спектр изделия из платины с защитным средством, содержащим в своем составе диспрозий в концентрации 1.6% (Dy, длина волны (λ) линии L-α - 1909 mA).
Пример 3.
Осуществляется аналогично примеру 1, но в керамическую краску вводят органическое соединение празеодима в таком количестве, чтобы концентрация лантаноида в покрытии составляла 1,0-10,0%.
На рис. 4 представлен рентгенофлуоресцентный спектр изделия из платины с защитным средством, содержащим в своем составе празеодим в концентрации 3,8% (Pr, длина волны (λ) линии L-α - 2463 mA).
Пример 4.
Осуществляется аналогично примеру 1, но в керамическую краску, например люстровую, вводят органическое соединение неодима в таком количестве, чтобы концентрация лантаноида в покрытии составляла 1,0-10,0%. Полученное средство в виде метки кисточкой или штампом наносят на изделие из благородного металла, например слиток платины, и на металлическую пластину, например из нержавеющей стали (12Х18Н10Т), являющуюся химическим паспортом изделия. После высушивания изделия и пластины при комнатной температуре и затем обжига при температуре 700-800°С в течение 15 минут метка прочно закрепляется на поверхности изделия и металлической пластины.
Контроль наличия и подлинности защитного средства на изделии осуществляют по идентичности рентгенофлуоресцентных спектров защитного средства на изделии и на металлической пластине при длине волны линии неодима (L-α - 2370 mA).
На рис. 6 представлен рентгенофлуоресцентный спектр металлической пластины без защитного средства в диапазоне длин волн 1870-2600 mA в первом порядке отражения.
На рис. 7 представлен рентгенофлуоресцентный спектр металлической пластины с защитным средством, содержащим в своем составе неодим в концентрации 6.0% (Nd, длина волны (λ) линии L-α - 2370 mA), а на рис. 2 - рентгенофлуоресцентный спектр изделия из платины с аналогичным защитным средством.
Введенный в защитное средство лантаноид и его концентрация являются химическим паспортом подлинности изделия. Любые отклонения от характеристики паспорта свидетельствуют о фальсификации защитной метки. Таким образом, использование предлагаемого способа защиты ценных изделий от подделок обеспечивает гарантированную защиту ценных изделий от подделки и дает возможность определения их подлинности с помощью известных технических средств.