способ идентификации и защиты акцизных марок, банкнот, ценных бумаг, документов и изделий и носитель скрытого изображения в качестве идентификационной и защитной метки

Формула изобретения

1. Способ идентификации и защиты акцизных марок, банкнот, ценных бумаг, документов и изделий, включающий нанесение на поверхность изделия заданных по размеру и форме участков защитного покрытия и облучение участков излучением, отличающийся тем, что защитное покрытие выполнено из антистоксового люминесцентного соединения или включает антистоксовое люминесцентное соединение, представляющее собой кристаллическую структуру, в решетке которой находятся одновременно атомы иттрия, иттербия, эрбия и тулия, а облучение производят инфракрасным излучением.

2. Носитель скрытого изображения, включающий нанесенные на поверхность изделия заданные по форме и размеру участки защитного покрытия, отличающийся тем, что защитное покрытие выполнено из антистоксового люминесцентного соединения или включает антистоксовое люминесцентное соединение, представляющее собой кристаллическую структуру, в решетке которой находятся одновременно атомы иттрия, иттербия, эрбия и тулия.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области создания скрытых рисунков и надписей на поверхности изделий, в частности акцизных и идентификационных марок, банкнот, ценных бумаг и документов, бланков строгой отчетности, знаков соответствия товаров и изделий.

Традиционным способом создания и контурных изображений является нанесение на поверхность изделия тонких слоев из веществ, имеющих значительную разницу в оптических свойствах (коэффициенте пропускания или отражения) от соседних участков матрицы. Носитель скрытого (латентного) изображения представляет собой либо специальные чернила, содержащие специальный красящий компонент (например, патент США 4889559, 26.12.1989). Проявление таких изображений требует специальных растворов.

Наиболее близкими к предложенным способу и устройству являются способ идентификации и защиты и носитель изображения по патенту США 4930438, 05.06.1990. В данных способе и устройстве используют электромагнитные или электростатические латентные изображения, нанесенные на поверхность изделия, либо изображения из люминофоров, облучаемых в ультрафиолетовой области. Эти материалы, в частности люминофоры, являются простыми веществами и могут быть легко приготовлены в любой химической лаборатории. Известно свыше 5000 ультрафиолетовых люминофоров, что позволяет подобрать конкретное свечение либо из множества аналогичных, порой отличающихся только интенсивностью свечения, либо сымитировать эффект путем сложения нескольких люминофоров. Кроме того, указанные способы, в частности способ идентификации и защиты люминофорами, работающими в ультрафиолетовой области, требует достаточно громоздкого стационарного оборудования с питанием от электрической сети. Следует отметить также высокую вредность для здоровья человека от воздействия отраженных от изделия ультрафиолетовых лучей.

Технической задачей изобретения является повышение степени защиты от подделки изображения, повышение химической устойчивости изображения и упрощение способа создания и проявления изображения за счет использования простых способов физического воздействия на объект.

Технический результат, обеспечиваемый изобретением, заключается в увеличении коэффициента преобразования инфракрасного излучения в видимое, т.е. увеличении интенсивности видимого излучения антистоксового соединения при неизменности интенсивности его облучением инфракрасным излучением. Благодаря этому появляется возможность обнаруживать видимое излучение антистоксового соединения невооруженным глазом и из технических средств использовать только светодиод.

Указанный технический результат достигается в способе идентификации и защиты акцизных марок, банкнот, ценных бумаг, документов и изделий, который включает нанесение на поверхность изделия заданных по размеру и форме участков защитного покрытия и облучение участков излучением, при этом защитное покрытие выполнено из антистоксового люминесцентного соединения или включает антистоксовое люминесцентное соединение, представляющее собой кристаллическую структуру, в решетке которой находятся одновременно атомы иттрия, иттербия, эрбия и тулия, а облучение производят инфракрасным излучением.

Именно одновременное использование всех четырех редкоземельных материалов позволяет значительно увеличить интенсивность свечения антистоксового соединения.

При этом облучение производят инфракрасным излучением арсенид-галлиевого светодиода.

В частном случае используют атомы редкоземельных элементов, находящиеся в краске, металлическом сплаве, смоле, пластмассе, резине или стекле.

Указанный технический результат достигается в носителе скрытого изображения, включающем нанесенные на поверхность изделия заданные по форме и размеру участки защитного покрытия, выполненного из антистоксового люминесцентного соединения или включающего антистоксовое люминесцентное соединение, представляющее собой кристаллическую структуру, в решетке которой находятся одновременно атомы иттрия, иттербия, эрбия и тулия.

Одновременное использование всех четырех редкоземельных материалов позволяет значительно увеличить интенсивность свечения антистоксового соединения.

В частных случаях используются атомы редкоземельных элементов, находящиеся в краске, металлическом сплаве, смоле, пластмассе, резине или стекле.

Предлагаемые способ идентификации и защиты и носитель изображения реализуются за счет использования невидимого соединения, состоящего или включающего несколько редкоземельных металлов, так называемых антистоксовых люминесцентных соединений, или трансформаторов частоты вверх, или счетчиков ИК-излучения, или преобразователей ИК-излучения в видимый свет, или преобразователей частоты с переносом энергии, или кооперативных соединений.

Предлагаемые способ идентификации и защиты и носитель изображения предусматривают как отдельное антистоксовое соединение, излучающее конкретный цвет (например, зеленый, или синий, или красный), так и сложную защиту, несущую в себе различные комбинации из двух или трех цветов одновременно. Таким образом обеспечивается возможность изображения двух- или трехцветных сложных геометрических фигур, знаков, надписей и рисунков. При этом наибольшая яркость излучения многоцветной композиции обеспечивается при использовании в составе антистоксового соединения именно четырех редкоземельных материалов - иттрия, иттербия, эрбия и тулия.

Основой кристаллической решетки является иттрий. Иттербий является сенсибилизатором, а остальные - тулий и эрбий являются активаторами. Именно одновременное использование двух и более активаторов позволило получить суммарную кооперативную люминесценцию, по интенсивности значительно превосходящую ранее известные соединения. Автором было получено антистоксовое соединение, в которое входили иттрий, иттербий, эрбий, гадолиний и тулий, каждый из которых имел химическую чистоту не ниже 99,999%. Состав и чистота компонентов подтверждалась спектральным составом излучения. Причем интенсивность видимого излучения в десятки раз превосходила интенсивности излучений ранее известных антистоксовых соединений.

Примером носителя скрытого изображения, полученного автором, является носитель с нанесенным на него антистоксовым люминесцентным соединением белого свечения, способный под воздействием инфракрасного излучения к белой флюоресценции в видимом диапазоне, представляющим собой порошкообразное вещество белого цвета, которое включает (за исключением кислорода), мас.%:

иттрий	61,8±0,6
иттербий	10,7±0,1
эрбий	0,0032±0,0001
тулий	0,1230±0,001
натрий	1,49±0,01
фосфор	0,807±0,018
медь	0,0113±0,0002

При реализации способа идентификации этого носителя, а именно при нанесении на поверхность изделия заданных по размеру и форме участков защитного покрытия, выполненного из антистоксового люминесцентного соединения или включающего антистоксовое люминесцентное соединение, представляющее собой кристаллическую структуру, в решетке которой находятся одновременно атомы иттрия, иттербия, эрбия и тулия, и облучении участков излучением оказалось, что интенсивность его свечения в 30-50 раз превышает интенсивность свечения известных ранее антистоксовых соединений. Это позволило обнаруживать излучение невооруженным глазом при высвечивании метки светодиодом, излучающим в инфракрасной области спектра. Другими словами, детектор состоял из светодиода, выполненного на основе арсенида галлия и миниатюрного источника электропитания (батарейки).

Антистоксовое соединение может быть нанесено на защищаемый предмет полиграфическим или иным способом (в составе краски, клея, чернил и т.п.).

Следует отметить, что антистоксовая люминесценция происходит и в том случае, когда редкоземельные материалы находятся в металлическом или ином сплаве (в смолах, красках, пластмассах, резинах, стекле и др.).

Предлагаемый защитный материал отличается чрезвычайной химической устойчивостью к агрессивным средам. Были произведены испытания: кипячением в концентрированных, а также разбавленных кислотах - серной, соляной и азотной (раздельно); в щелочном расплаве; а также нагревом в присутствии кислорода до 1000°С. Во всех случаях антистоксовое соединение сохранило свои свойства.