СПОСОБ ЗАЩИТЫ ОТ ПОДДЕЛКИ И КОНТРОЛЯ ПОДЛИННОСТИ ИЗДЕЛИЙ
METHOD FOR PROTECTION FROM COUNTERFEITING AND CHECKING AUTHENTICITY OF OBJECTS

Изобретение относится к средствам хранения информации, предназначенных для защиты от подделок ценных бумаг, этикеток и других аналогичных изделий массового производства, контролируемых с помощью специальных приборов в ходе выборочных контрольных проверок за оборотом продукции.
Современная практика применения защитных технологий условно выделяет три основные формы защиты: объявленные, сертифицированные и скрытые. Каждая из этих основных групп защитных технологий предназначена и работает на определенный уровень контроля потребителя, производителя и соответствующих государственных структур. Объявленная защита подразумевает наличие необходимой потребителю информации для принятия решения о подлинности того или иного продукта. Такой информационной поддержкой, например, служит реклама. Среди других, весьма наглядных методов открытой идентификации товаров можно выделить высокотехнологичные деметаллизированные голограммы на прозрачных основах. Применение открытых форм защиты от фальсификации и нелегального товарооборота требует постоянного и широкого рекламного сопровождения и законодательной поддержки. Сертифицированные средства маркировки товаров - это комплекс скрытых и видимых технических мер защиты от фальсификации, технология применения и способ контроля которых известны только производителю продукции и/или владельцу товарной марки. Наличие и описание таких защитных мер, как и способ их идентификации, может быть коммерческой тайной производителя (владельца товарной марки) или частично раскрыт им в сертификате защищенности продукта. К этим способам относятся в первую очередь различные полиграфические технологии (водяной знак, микротекст, термо- и фотохромные добавки в красители), особые виды бумажных материалов для этикеток, скрытые способы маркировки продукции. Применяются и скрытые способы занесения и считывания информации, заложенные в видимые защитные технологии - микротекст в голограммах, скрытый штрих-код, специальные способы полиграфической печати. Данные виды защиты, как правило, контролируются с помощью специальных приборов в ходе выборочных контрольных проверок за оборотом продукции.
Известен способ формирования носителя защитной информации (RU 2318677, B23D 15/00, B44F 1/12, опубл. 2008.03.10 2008) /1/, представляющий собой структуру полимерного материала, имеющего рельефную поверхность в виде травленых каналов в трековой мембране, заполненных веществом. При этом заполнение травленых каналов осуществляют металлом путем его гальванического осаждения, до образования на поверхности полимерного материала полусферических зеркальных металлических микрообразований. Полусферическая форма данных микрообразований устанавливается в отражающем оптическом микроскопе с использованием либо подвижного точечного источника света, либо при круговом освещении носителя информации заданным количеством точечных источников света. Такой носитель защитной информации сложен в изготовлении.
Известен способ защиты от подделки путем нанесения информационной идентифицирующей метки с ее фиксацией посредством клеевого слоя к поверхности защищаемого элемента (RU заявка №2006129804, D21H 21/40, 2008.02.27) /2/. В состав клеевого слоя вводят светочувствительный белок бактериородоксина, при этом идентифицирующую метку или ее часть выполняют прозрачной, а соответствующий участок поверхности защищаемого объекта выполняют прозрачным или зеркально отражающим покрытием. Способ контроля подлинности объекта заключается в освещении светочувствительного элемента двумя источниками света с длинами волн, соответственно, в полосе поглощения основного и промежуточного состояний бактериородоксина.
Известен защитный элемент и способ его изготовления (RU 2314930, С2, B42D 15/00, B44F 1/12, G09F 3/02, 2008.01.20) /3/, имеющий более высокую степень защиты от подделки за счет легко и четко различимым цветовым эффектам и переменным оптическим эффектам, например голографический элемент. Однако известный способ маркировки визуально различимыми графическими образами имеет недостаточно высокую степень защиты, так как может быть скопирован с помощью полиграфического оборудования.
Известны печатные краски и тонеры для защитной маркировки и нанесения защитных меток с целью выявления и подделок (RU 2289599, С09В 47/04б C07D 487/22, С09В 11/02, G03G 9/09. 2006.12.20) /4/. Описывается применение в технологии защиты от подделки композиции печатной краски, включающей генерирующее заряд вещество и среду, в которой генерирующее заряд вещество имеет максимум поглощения как в ближней инфракрасной области электромагнитного спектра в интервале от 700 до 1500 нм, так и видимой области электромагнитного спектра в интервале от 400 до 700 нм, при этом генерирующее заряд вещество представляет собой сложное химическое соединение. Установление подлинности изделия или субстрата заключаются в определении характеристического поглощения метки в ближней инфракрасной области. Изобретение обеспечивает эффективную защиту изделий или субстратов при использовании печатных красок, содержащих, например, голубые или зеленые красители, полоса поглощения которых может сдвигаться в инфракрасную область и частично маскировать абсорбционные свойства маркера. К недостаткам технологии защиты от подделки с помощью композиции печатной краски относится ограниченный диапазон цветовых решений. В частности, при изготовлении или маркировке упаковки продуктов питания, этикеток для алкогольной продукции и других товаров для обеспечения привлекательности используется более широкая гамма цветов, как правило не менее шести красочных композиций.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является способ защиты от подделки и контроля подлинности ценных изделий (RU 2276409 С2, G07D 7/06, G06K 19/14, 2006.05.10) /5/, принимаемый за прототип. Для уменьшения затрат при промышленной реализации на изделии формируют пассивное защитное средство заданной структуры, которая 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. Известный способ предназначен для промышленного использования, преимущественно при крупномасштабном производстве и санкционированном воспроизводстве защищаемых изделий, таких как банкноты и иные ценные бумаги, а также различного вида кредитные документы.
Недостатки способа-прототипа состоят в следующем:
- в качестве пассивного защитного средства используют металлизированную, по меньшей мере, трехслойную резонансную фильтровую сложную структуру;
- экономическая целесообразность использования возможна только при крупномасштабном производстве для защиты от подделки и контроля подлинности особо ценных изделий;
- возможность контроля подлинности защищаемых изделий широким кругом пользователей доступными средствами контроля и идентификации, что снижает степень защиты от подделки.
Задачей настоящего изобретения является разработка способа защиты от подделки и контроля подлинности как ценных изделий, так и любых товаров широкого потребления с высокой степенью защиты.
Техническим результатам настоящего изобретения является снижение стоимости изготовления защитных меток как для ценных изделий, так товаров широкого потребления при обеспечении высокой степени защиты от подделки.
-5
-6
-7
-8
Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе защиты от подделки и контроля подлинности изделий, при котором на изделии формируют защитное средство заданной структуры, которое обеспечивает возможность контроля наличия и подлинности упомянутого средства физическим методом анализа, детектирование параметров определенных информативных признаков в отклике защитного средства на упомянутое внешнее воздействие с последующим автоматическим сопоставлением зарегистрированных признаков с эталонными значениями, заложенными в памяти средства детектирования, согласно изобретению в качестве защитного средства используют нанесенный на защищаемое изделие лакокрасочный материал с добавкой равномерно распределенных в его объеме химических элементов с концентрацией n(10-10)г/г, где n=1-9, отсутствующих в химическом составе лакокрасочного материала, и 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.
Снижение стоимости изготовления и контроля защитного средства достигается за счет использования применяемых в полиграфии лакокрасочных материалов с добавками химических элементов. Неограниченное количество вариаций сочетаний химических элементов и их концентраций и низкий предел обнаружения используемого рентгеновского спектрометра обеспечивает высокую степень защиты от подделки и контроля подлинности изделий.
Изобретение иллюстрируется чертежами.
На фиг.1 представлена блок-схема рентгеновского флуоресцентного спектрометра РСА-001, используемого для регистрации и идентификации защитных меток на изделиях.
На фиг.2 представлен фоновый рентгеновский спектр изделия без защитной метки.
-5
-5
-5
-5
-5
На фиг.3 представлен рентгеновский спектр изделия с защитной меткой, содержащей добавку химических элементов в концентрации, в г/г: 2×10 Cr, 2×10 Mn, 2×10 Fe, 2×10 Со, 2×10 Ni.
-6
-6
-6
-6
На фиг.4 представлен рентгеновский спектр изделия с защитной меткой, содержащей добавку химических элементов в концентрации, в г/г: 3×10 Fe, 3×10 Со, 3×10 Ni, 3×10 Cu.
-5
-6
-2
-3
Способ защиты от подделки и контроля подлинности изделий осуществляется следующим образом. На изделие, например на самоклеющуюся этикетку для алкогольной продукции, наносят лакокрасочное покрытие, преимущественно полиграфическую краску, отверждаемую ультрафиолетовым излучением, которые отличаются от спирто- и водорастворимых красок более высокой механической и химической стойкостью. В лакокрасочное покрытие предварительно вносят не менее трех химических элементов из диапазона с атомными номерами от 24(Cr) до 30(Zn) с концентрацией n(10-10)г/г, где n=1-9 г/г, где n=1-9. Так как УФ-краски спирторастворимы, то добавка химических элементов в лакокрасочный состав осуществляется путем тщательного перемешивания этих красок со спирторастворимыми соединениями в виде окислов и солей выбранных химических элементов. Для обеспечения равномерности распределения химических элементов по объему в одном литре лакокрасочного материала использовалась известная в химии методика последовательного растворения, согласно которой спирторастворимое соединение химических элементов растворяют в небольшом объеме растворителя (изопропилового спирта) в концентрации 1-2%, затем полученный раствор добавляют микродозатором фирмы EPPENDORF в лакокрасочный материал, находящийся в вязкожидком состоянии в количестве n(10-10)г, где n=1-9 и тщательно перемешивают. Полученный состав наносят на изделие, например на самоклеящуся бумагу, используемую при изготовления этикеток алкогольной продукции, методом флексографической печати. Флексографический метод печати позволяет перенести лакокрасочный состав на рулонный материал с помощью полимерной печатной формы. Печатная секция флексографической машины содержит красочную ванну с лакокрасочным составом в вязкожидком состоянии, вал краскозабора, линеатурный вал, на внешней поверхности которого нанесены штрихи, обеспечивающие краскоперенос на полимерную печатную форму с выгравированным или вытравленным необходимым графическим изображением. Самоклеющаяся бумага с заданной скоростью от электромеханического привода печатной машины перемещается между полимерной формой с нанесенным на нее лакокрасочным материалом и прижимным валом. При этом лакокрасочный материал, покрывающий выдающиеся относительно других частей части формы переносится на поверхность рулонного материала.
-7
-8
Выбор диапазона химических элементов с атомными номерами от 24(Cr) до 30(Zn) обусловлен тем, что в рентгеновских спектрах флуоресценции самоклеющейся бумаги, а также в рентгеновских спектрах использованных красок, отверждаемых ультрафиолетовым излучением (УФ-краски), аналитическая область спектров в диапазоне энергий от 5,4 КэВ (К-альфа линия Cr) до 8,64 КэВ (К-альфа линия Zn) имеет малоинтенсивную фоновую составляющую, что позволяет в этой области вести элементный анализ с пределом обнаружения элементов на уровне n(10-10)г/г, где n=1-9.
-8
-5
-6
3
Контроль наличия и подлинности защитного средства осуществлялся рентгеновским флуоресцентным спектрометром РСА-001, с пределом обнаружения химических элементов не менее 10 г/г, который выпускается опытным производством НИИ физики Южного федерального университета. Рентгеновский спектрометр (фиг.1) содержит малогабаритную рентгеновскую трубку БС-1 (РТ) 1 с Мо-анодом, излучение которой направлено на вторичный излучатель 2, изготовленный в форме диска и представляющий собой массивную таблетку, спрессованную из SrCO. Контролируемое изделие 3 с лакокрасочным покрытием 4 установлено на держателе напротив входного окна 5 регистрирующего энергодисперсионного Si (Li)-детектора 6, подключенного через интерфейс 7 к анализатору спектра 8 на базе персонального компьютера. Индуцированное РТ1 излучение атомов материала вторичного излучателя 2 попадает на лакокрасочное покрытие 4, нанесенное на изделие 3, и возбуждает характеристическое флуоресцентное рентгеновское излучение атомов лакокрасочного материала с введенной добавкой химических элементов заданных концентраций, которое формируется коллиматором 9 и регистрируется детектором 6. Импульсные сигналы от энергодисперсионного детектора 6 поступают на анализатор спектра 8 и на дисплее компьютера наблюдают спектры рентгеновской флуоресценции лакокрасочного материала с добавками химических элементов. На первом этапе осуществления способа защиты и подделки и контроля подлинности изделий измеряют фоновый спектр лакокрасочного материала (фиг.2) и определяют диапазон энергий рентгеновского излучения с минимальным уровнем фона. В зависимости от требуемой степени защиты изделия выбирают количество вводимых в добавку химических элементов, энергии рентгеновских флуоресцентных линий которых расположены в области спектра с минимальным уровнем фона, и задают их концентрации в пределах диапазона n(10-10)г/г, где n=1-9. Сформированный состав добавки вводят в лакокрасочный материал. Лакокрасочный материал с добавкой (защитную метку) наносят на часть поверхности защищаемого изделия, которое устанавливают на держатель образца рентгеновского спектрометра в зону угловой апертуры детектора 6, сформированную коллиматором 9. После регистрации флуоресцентного спектра нанесенной на изделие защитной метки, его характеристики заносятся в память входящего в комплект спектрометра компьютера.
-5
-6
В конкретном примере выполнения способа в качестве защищаемого изделия использовали самоклеющуюся бумагу производства фирмы «Fasson», Германия, краску, отверждаемую ультрафиолетовым излучением, производства «Dupon», Германия, и печатную флексографическую машину фирмы «Focus», Великобритания. Как следует из фиг.2, в состав фона входит интенсивная линия К-альфа серии Са. Остальная часть спектра в диапазоне энергий 4,5-12 КэВ имеет низкую фоновую составляющую. Следовательно, в состав защитной метки могут быть введены все химические элементы, линии К-серии рентгеновских спектров которых находятся в этом диапазоне энергий, что позволяет проводить элементный анализ с низким пределом обнаружения. На фиг.3 в рентгеновском спектре присутствуют линии К-серии химических элементов Cr, Mn, Fe, Co, Ni в равных концентрациях 2×10 г/г, а на фиг.4 в рентгеновском спектре присутствуют линии К-серии химических элементов Cr, Mn, Fe, Co, Ni в равных концентрациях 3×10 г/г. При сравнении спектров фиг.3 и фиг.4, которое проводится программно в компьютере спектрометра, видна разность в интенсивностях рентгеновских линий спектров одних и тех же химических элементов, но с разными концентрациями. Совокупность количества введенных в добавку химических элементов и их концентрации являются химическим паспортом подлинности изделия. Любые отклонения от характеристики паспорта свидетельствуют о фальсификации защитной метки. Выполненные эксперименты подтвердили эффективность заявляемого способа защиты и контроля подлинности самоклеющихся этикеток. Ориентировочная себестоимость изготовления защитной метки заявляемым способом составляет порядка 0,01 рубля при тираже в 100 тысяч экземпляров, что на три порядка ниже, чем у прототипа.
Источники информации
1. RU 2318677, B23D 15/00, B44F 1/12, опубл. 2008.03.10 2008.
2. RU заявка №2006129804, D21H 21/40, 2008.02.27.
3. RU 2314930 С2, B42D 15/00, B44F 1/12, G09F 3/02, 2008.01.20.
4. RU 2289599, С09В 47/046 C07D 487/22, С09В 11/02, G03G 9/09. 2006.12.20.
5. RU 2276409 С2, G07D 7/06, G06K 19/14, 2006.05.10 - прототип.