ЗАЩИТА ЦЕННЫХ ДОКУМЕНТОВ ОТ ПОДДЕЛКИ С ПОМОЩЬЮ ЗАЩИТНЫХ ВЕЩЕСТВ Российский патент 2012 года по МПК G06K19/00 G07D7/12 

Настоящее изобретение относится к защитным веществам, т.е. веществам, которые благодаря наличию у них определенных характерных свойств могут использоваться в качестве признаков подлинности, для защиты ценных документов от подделки, к способу получения таких защитных веществ, к защитным элементам и ценным документам с предлагаемым в изобретении защитным веществом, а также к способу защиты защитных элементов и ценных документов от подделки с помощью предлагаемого в изобретении защитного вещества. Предлагаемые в изобретении защитные вещества содержат по меньшей мере один люминофор, а также по меньшей мере еще одно вещество, которое предпочтительно обладает магнитными или электропроводными свойствами.

Согласно настоящему изобретению под защитными элементами подразумеваются элементы, которые снабжены признаками подлинности и которые для защиты ценного документа от подделки наносят на него или заделывают либо внедряют в его материал. Под ценными документами согласно изобретению подразумеваются такие объекты, как банкноты, чеки, акции, фискальные марки, талоны, купоны, удостоверения личности, паспорта, кредитные карты, свидетельства и иные ценные документы, этикетки, печати и защищаемые от подделки объекты, такие, например, как компакт-диски, упаковки и иные аналогичные объекты. Предпочтительной областью применения изобретения является защита банкнот от подделки.

Использование люминофоров для защиты ценных документов от подделки известно уже достаточно давно. В этих целях преимущественно используют кристаллические люминофоры, основная кристаллическая решетка которых легирована редкоземельными элементами, путем соответствующего подбора которых и их согласования с основной кристаллической решеткой можно в широких пределах варьировать спектры поглощения и излучения люминофора. Известно также применение магнитных и электропроводных материалов для защиты ценных документов от подделки. Параметры магнетизма, электропроводности и люминесцентного излучения можно автоматически контролировать с помощью имеющегося в продаже измерительного оборудования, а люминесцентное излучение, испускаемое в видимой области спектра с достаточно высокой интенсивностью, можно также проверять визуально.

На протяжении всей истории разработки методов защиты ценных документов от подделки приходится сталкиваться с проблемой подделки признаков подлинности ценных документов. Степень защиты ценных документов от подделки можно повысить, например, используя не только одно защитное вещество, но и несколько защитных веществ в сочетании между собой, в частности люминофор в сочетании с магнитным веществом или люминофор в сочетании с влияющим на его люминесцентные свойства веществом.

При необходимости использования в сочетании между собой нескольких защитных веществ до настоящего времени существовала лишь возможность их физического смешения друг с другом с последующим нанесением полученной смеси на поверхность ценного документа или ее заделки в объем ценного документа либо нанесения защитных веществ по отдельности. Раздельное нанесение защитных веществ в две или более стадий является трудоемким и сложным процессом, связанным со значительными затратами времени. Поэтому комбинации защитных веществ используют преимущественно в виде их смесей. Для приготовления таких смесей сначала по отдельности получают индивидуальные защитные вещества и затем полученные, обычно сухие защитные вещества смешивают между собой. В получаемой физической смеси разных защитных веществ их частицы хотя и соприкасаются друг с другом, однако обычно не вступают ни в какие специфические взаимодействия между собой, т.е. защитные вещества могут, желая или не желая того, вновь отделяться друг от друга. При этом никакого объединения или слияния разных защитных веществ в ассоциированный продукт, который невозможно более разделить на составляющие его отдельные компоненты, не происходит.

Недостаток таких смесей состоит в том, что в процессе их переработки и применения может происходить их более или менее выраженное разделение, которое приводит к получению защитных признаков, обладающих неодинаковыми свойствами в зависимости от того, были ли они изготовлены в начале или в конце процесса изготовления одной их партии. Разделение смесей на их составляющие часто происходит и в процессе хранения смеси защитных веществ, прежде всего при хранении смеси защитных веществ в виде дисперсии, например в виде печатной краски. По этой причине необходима регулярная проверка качества смеси защитных веществ на предмет того, не произошло ли самопроизвольное или частичное разделение смеси, приведшее к ее неоднородности и непригодности для применения.

При необходимости расположения защитных веществ по определенной схеме или в виде определенного рисунка, например в виде рисунка, образующего люминесцирующий код, до настоящего времени существовала лишь возможность нанесения печатанием защитного вещества, соответственно смеси защитных веществ на поверхность защитного элемента или ценного документа в виде требуемого рисунка, например кода. Непосредственное же внедрение или заделывание защитных веществ в объем ценного документа или защитного элемента с их расположением в виде определенного рисунка или создание определенного рисунка из защитных веществ на поверхности ценного документа или защитного элемента иными методами, кроме как печатанием, до настоящего времени было невозможно. При создании кодов неоднородность смесей защитных веществ, обусловленная частичным разделением их смесей на индивидуальные составляющие, представляет собой особо серьезную проблему, поскольку может привести к получению неверного или не читаемого кода.

Исходя из вышеизложенного, в основу настоящего изобретения была положена задача предложить комбинацию из по меньшей мере двух разных защитных веществ, которые образовывали бы не разделяемую на индивидуальные составляющие систему.

В предпочтительном варианте подобная комбинация защитных веществ должна допускать также возможность ее нанесения на ценный документ или защитный элемент либо заделывания в объем ценного документа или защитного элемента в виде определенного рисунка не только методами печати, но и иными методами.

Задача настоящего изобретения состояла также в разработке способа получения подобной комбинации защитных веществ.

Еще одна задача настоящего изобретения состояла в разработке способа защиты ценного документа или защитного элемента от подделки с использованием подобной комбинации защитных веществ.

Задача настоящего изобретения состояла, кроме того, в разработке защитного элемента или ценного документа с по меньшей мере одним признаком подлинности на основе подобной комбинации защитных веществ.

Указанные задачи решаются с помощью объектов изобретения, заявленных в независимых пунктах формулы изобретения. Различные предпочтительные варианты осуществления изобретения представлены в соответствующих зависимых пунктах формулы изобретения.

В предлагаемой в изобретении комбинации защитных веществ используется по меньшей мере один люминофор с возбуждаемой излучением инфракрасной, и/или видимой, и/или ультрафиолетовой области спектра люминесценцией, предпочтительно флуоресценцией. В предлагаемой в изобретении комбинации защитных веществ используются, кроме того, наночастицы, которые силами адгезии связаны с поверхностью частиц люминофора. При этом силы сцепления наночастиц с поверхностью частиц люминофора достаточно велики для того, чтобы при хранении и переработке не происходило отделение люминофора и наночастиц друг от друга, по крайней мере не в той степени, при которой невозможно было бы изготовление защитных признаков. Опасность отделения люминофора и наночастиц друг от друга отсутствует и при хранении их комбинации в виде дисперсии.

Тем самым под предлагаемой в изобретении комбинацией защитных веществ подразумевается “комбинированное защитное вещество”, которое хотя и состоит из по меньшей мере двух разных веществ, однако может рассматриваться как одно единственное защитное вещество. Свойства такого комбинированного защитного вещества представляют собой сочетание свойств люминофора и наночастиц. При этом “сочетание свойств” может представлять собой исключительно аддитивное их сочетание и/или сочетание, возникшее в результате взаимного влияния свойств компонентов комбинированного защитного вещества.

В изобретении используется явление, которое в аналогичной форме применяют для стабилизации эмульсий и при суспензионной полимеризации.

В 1907 г. Пикерингом была обнаружена возможность стабилизации прямых эмульсий (эмульсий типа "масло в воде") коллоидами, спонтанно скапливающимися на граничной поверхности капелек. В так называемых “эмульсиях Пикеринга” мельчайшие твердые частицы действуют как эмульгаторы, т.е. позволяют получать эмульсионные системы без поверхностно-активных веществ. Твердые частицы располагаются на поверхности раздела между масляной и водной фазами, образуя плотную упаковку, окружающую капельки эмульсии. Подобный образованный твердой фазой каркас создает механический барьер, который предотвращает коалесценцию капелек и таким путем стабилизирует эмульсию.

Твердые частицы могут действовать как “эмульгаторы Пикеринга” при условии, что их размер по меньшей мере в 10 раз меньше требуемого размера капелек и что твердое вещество смачивается масляной и водной фазами, но при этом обладает разным сродством к обеим этим фазам. В химической технологии эмульгаторы Пикеринга применяют при суспензионной полимеризации в качестве стабилизаторов, предотвращающих склеивание растущих суспендированных частиц. Эмульгаторы Пикеринга располагаются на поверхности раздела между суспендированными частицами и жидкой фазой, образуя на суспендированных частицах оболочку и предотвращая таким путем их коалесценцию. Первое условие, необходимое для проявления твердыми частицами действия эмульгаторов Пикеринга, состоит в том, что эмульгатор должен быть нерастворим в жидкой фазе, а размеры его частиц должны быть много меньше стабилизируемой суспендированной частицы. Необходимым же условием для накопления твердых частиц в качестве эмульгатора на межфазной поверхности является приемлемая сила взаимодействия, т.е. адгезия, между стабилизируемой суспендированной частицей и эмульгатором Пикеринга, который, однако, одновременно должен также обладать достаточно хорошей смачиваемостью окружающей его жидкостью.

При создании изобретения неожиданно было установлено, что вещества типа тех, которые обладают действием эмульгаторов Пикеринга, при определенных условиях можно также использовать для получения защитных веществ, которые можно использовать для защиты ценных документов от подделки и которые можно при этом получать с не достижимыми до настоящего времени свойствами.

Согласно изобретению частицы люминофора покрывают оболочкой из наночастиц, обычно с образованием монослоя из наночастиц, в котором они образуют плотную упаковку. Однако в некоторых случаях может оказаться достаточным заключать частицы люминофора и в частично, предпочтительно практически полностью, покрывающую их оболочку из наночастиц. Средний размер частиц люминофора составляет примерно от 1 до 100 мкм. Объем наночастиц по меньшей мере на один порядок величин, а предпочтительно на 2-3 порядка величин меньше объема частиц люминофора.

Заключение сердцевины-частицы люминофора в оболочку из наночастиц позволяет объединять разные защитные вещества в единственное защитное вещество, состоящее из сердцевины и оболочки. Предлагаемое в изобретении защитное вещество поэтому представляет собой собственно систему защитных веществ, свойства которой определяются сочетанием свойств отдельных ее компонентов.

На выбор люминофоров, которые можно использовать для получения предлагаемых в изобретении защитных веществ, не накладывается никаких особых ограничений. В принципе для применения в этих целях пригодны все те вещества, прежде всего люминофоры, которые при их облучении возбуждающим оптическим излучением инфракрасной, и/или видимой, и/или ультрафиолетовой области спектра способны испускать излучение, прежде всего люминесцировать. Испускаемое такими веществами излучение, соответственно люминесцентное излучение предпочтительно также должно лежать в инфракрасной, и/или видимой, и/или ультрафиолетовой области спектра. В предпочтительном варианте люминофоры представляют собой флуоресцирующие вещества.

В качестве примера пригодных для применения в предусмотренных изобретением целях люминофоров можно назвать кристаллические люминофоры, основная кристаллическая решетка которых легирована редкоземельными элементами, в частности гранаты или перовскиты, легированные иттербием, празеодимом, неодимом и иными редкоземельными элементами, а также минеральные люминофоры, такие как сульфиды, оксиды, селениды, содержащие в следовых количествах тяжелые металлы, такие как серебро, медь, марганец или европий. Подобный перечень люминофоров должен, однако, рассматриваться лишь как примерный и не ограничен указанными выше люминофорами. Помимо этого можно также использовать органические люминофоры, например родамины, перилены, изоиндолионы, хинофталоны и оксазиноны. Способы получения люминофоров хорошо известны специалистам в данной области. Способы получения люминофоров описаны, например, в WO 81/03508 А1. Некоторые люминофоры имеются также в продаже, например люминофор Paliosecure Gelb, выпускаемый фирмой BASF, и люминофор Cartax, выпускаемый фирмой Clariant.

Для образования оболочки на частицах люминофоров в принципе пригодны все те твердые вещества, которые можно измельчить до достаточно мелких частиц и которые в измельченном состоянии, т.е. в виде наночастиц, способны осаждаться на частицах люминофора и либо сами обладают свойствами защитного вещества, либо по меньшей мере модифицируют люминесцентные свойства люминофора.

К веществам, модифицирующим люминесцентные свойства люминофора, относятся, например, таковые, которые поглощают излучение в определенных диапазонах длин волн, в которых люминофор испускает излучение, и таким путем изменяют спектр люминесценции. Одна из подобных комбинаций рассмотрена в примере 9 указанной выше публикации WO 81/03508 А1 и представляет собой комбинацию из люминофора и наночастиц Fe₃O₄.

В качестве наночастиц можно далее использовать и люминофоры, т.е. по существу те же самые вещества, которые также пригодны для образования сердцевины предлагаемого в изобретении защитного вещества. При использовании разных люминофоров в их комбинации между собой получаемый спектр люминесценции представляет собой суперпозицию спектров люминесценции индивидуальных люминофоров.

Предпочтительно, однако, использовать для образования оболочки из наночастиц вещества, обладающие автоматически обнаруживаемым или проверяемым свойством, которое отличается от обнаруживаемого свойства материала сердцевины, например магнитные или намагничиваемые вещества, электропроводные вещества и полупроводники. Такие вещества должны быть стабильными в среде их применения. Так, в частности, железо в виде частиц с нанометровыми размерами (наночастиц) не стабильно в воде, но после смачивания водой превращается в более детально не поддающийся определению магнитный оксид (металлы в виде наночастиц обычно являются пирофорными). При выборе материалов необходимо учитывать, что они не должны обладать высокой способностью поглощать излучение в тех областях спектра, которые имеют важное значение для идентификации спектра люминесценции. Наночастицы не должны оказывать отрицательного влияния на спектр люминесценции. Та степень допустимого изменения спектра люминесценции, которая принимается за еще не оказывающую на него отрицательного влияния, зависит в основном от предполагаемого назначения защитного вещества. В некоторых же случаях изменение или ослабление спектра люминесценции и/или спектра поглощения может даже оказаться целесообразным для осложнения идентификации.

В качестве примера материала в виде наночастиц можно назвать углеродные нанотрубки (УНТ). УНТ представляют собой микроскопические трубчатые структуры из углерода. Стенки таких трубок состоят из sp²-гибридизированного углерода, который образует соты, как у плоскостей графита. Диаметр подобных трубок обычно составляет от 1 до 50 нм, однако возможно также изготовление трубок меньшего диаметра. Длина отдельных трубок может достигать нескольких миллиметров. Несколько одностенных углеродных нанотрубок (ОСУНТ) могут располагаться соосно одна в другой, образуя тем самым многостенные углеродные нанотрубки (МСУНТ). В зависимости от конкретной структуры нанотрубки она может обладать электропроводностью металлов или полупроводников.

УНТ имеются в продаже (например, выпускаются фирмой MER Corporation или фирмой NanoLab Inc.), и их можно измельчать обычными методами, например путем размола, до частиц требуемых размеров.

В качестве примера других материалов в виде наночастиц, которые можно использовать в комбинации с люминофорами с получением предлагаемых в изобретении защитных веществ, можно назвать α-железо в виде наночастиц, Fe₃C₄ в виде наночастиц и NiFe₂O₄ в виде наночастиц. Защитные вещества с наночастицами α-железа, наночастицами Fe₃C₄ и наночастицами NiFe₂O₄ обладают люминесцентными и магнитными свойствами.

Ниже представлены некоторые не ограничивающие объем изобретения примеры двухкомпонентных комбинаций из люминофора с нанопорошками. Такие комбинации представляет собой комбинации из соединения, описанного в примере 9 в указанной выше публикации WO 81/03508 А1, в качестве люминофора и

МСУНТ (с диаметром 20-50 нм),

МСУНТ (с диаметром 20-30 нм),

МСУНТ (с диаметром 40-70 нм),

наночастиц α-железа (APS 25 нм),

наночастиц Fe₃C₄ (APS 20-30 нм) или

наночастиц NiFe₂O₄ (APS 20-30 нм).

Указанное выше в скобках сокращение APS означает диаметр углеродных трубок.

Подобные материалы выпускаются, например, фирмой MER Corporation.

Средний размер частиц нанопорошков может составлять примерно от 1 до 1000 нм, а оптимальные размеры их частиц зависят также от размера частиц люминофора. Обычно средний размер частиц люминофора составляет примерно от 1 до 100 мкм, откуда следует, что размеры наночастиц по меньшей мере на 1 порядок величин, предпочтительно на 2-3 порядка величин, меньше размера частиц люминофора. Предпочтительный средний размер частиц нанопорошка составляет от 1 до 500 нм, наиболее предпочтительно от 10 до 100 нм.

Массовые соотношения между люминофором и материалом в виде наночастиц зависят от типа и размера частиц обоих материалов. Помимо этого они зависят от точных характеристик требуемого защитного вещества, т.е. от того, необходимо ли получение защитного вещества с оптимально покрытыми оболочкой из наночастиц частицами люминофора, от того, считается ли достаточным также частичное покрытие частиц люминофора оболочкой из наночастиц, или от того, должны ли при определенных условиях присутствовать также свободные (не покрытые оболочкой) частицы люминофора либо свободные наночастицы. При необходимости получения защитного вещества, у которого частицы люминофора максимально полно покрыты оболочкой из наночастиц, но которое не содержит свободные частицы люминофора и свободные наночастицы, массовое соотношение между люминофором и нанопорошком обычно должно составлять примерно 1:1.

Вместе с тем массовое соотношение между люминофором и нанопорошком можно также варьировать в гораздо более широких пределах, например от 100:1 до 1:100, предпочтительно от 5:1 до 1:3, и прежде всего в том случае, когда предлагаемое в изобретении защитное вещество должно содержать дополнительные свободные частицы люминофора и/или наночастицы. При наличии подобных добавок сначала проведением предварительных экспериментов необходимо проверять стойкость полученной системы к разделению образующей ее смеси на индивидуальные компоненты.

Предлагаемое в изобретении защитное вещество не ограничено использованием только комбинаций из люминофора одного типа и наночастиц одного типа. Более того, в комбинации между собой можно использовать два или более разных типов люминофоров и/или два или более разных типов наночастиц. Таким путем можно получить, например, люминофор, который обладает также магнитными и электропроводными свойствами.

Комбинированные свойства предлагаемого в изобретении защитного вещества проверяются таким же путем, которым традиционно проверяют люминесцентные, магнитные и электропроводные свойства отдельных защитных веществ. Необходимые для этого спектрометры, контрольные приборы для обнаружения люминесценции или магнитных свойств и измерители электропроводности имеются в продаже.

Способ получения предлагаемого в изобретении защитного вещества исключительно прост в осуществлении и заключается в том, что люминофор или люминофоры и материал в виде нанопорошка либо при необходимости несколько разных материалов в виде нанопорошков добавляют в диспергатор и перемешивают между собой до получения дисперсии. Такую дисперсию можно применять как таковую, однако более предпочтительно отделять защитное вещество от дисперсии, обычно путем фильтрации, и подвергать сушке.

В качестве диспергатора предпочтительно использовать воду. Исходные материалы, прежде всего нанопорошок, лишь с трудом диспергируются в воде, однако с течением времени количество наночастиц, связывающихся с поверхностью частиц люминофора за счет адгезии, постоянно увеличивается, и поэтому в отсутствие избытка наночастиц в конечном итоге получают дисперсию защитного вещества уже без присутствующих в ней “комков” наночастиц. Процесс ассоциации наночастиц с частицами люминофора занимает несколько часов. Подобный процесс ассоциации предпочтительно проводить при комнатной температуре, но можно проводить и при несколько повышенной температуре, однако нагрев лишь очень редко приводит к ускорению процесса отложения наночастиц на частицах люминофора. Сушку отфильтрованного от дисперсии защитного вещества предпочтительно проводить при повышенной температуре, которая зависит от выбранного диспергатора. При использовании воды в качестве диспергатора сушку предпочтительно проводить при температуре примерно 110°С.

При фильтрации через обычные стандартные фильтры диспергированные наночастицы не задерживаются ими. Отфильтровывание наночастиц при возникновении в этом необходимости возможно с использованием специальных фильтров. Таким образом, при необходимости получения защитного вещества, у которого поверхность частиц люминофора максимально полно покрыта наночастицами, но которое при этом более не должно содержать свободные наночастицы, подобное защитное вещество можно получить простым путем, используя нанопорошок в значительном избыточном количестве, перемешивая дисперсию в течение достаточно длительного промежутка времени (в течение примерно 10 часов) и затем фильтруя ее. Наночастицы, которые остались не связанными в виде покрытия с частицами люминофора, проходят через фильтр или в зависимости от плотности плавают на поверхности дисперсии, тогда как защитное вещество оседает и в последующем остается на фильтре. При наличии оставшихся в дисперсии “комков” наночастиц, также задерживаемых фильтром, их можно устранить путем осторожного растирания и последующей промывки диспергатором либо путем предшествующего счерпывания (например, при использовании МСУНТ с меньшей плотностью или при наличии крупнообъемных воздушных включений в наночастицах оксидов).

Предлагаемые в изобретении защитные вещества представляют собой продукты, свойства которых (люминесцентные, магнитные, электропроводные) и внешний вид которых, например цвет, определяются смесью составляющих их исходных компонентов. При покрытии, например, белых или бесцветных частиц люминофора оболочкой из черного или коричневого нанопорошка получают однородный порошок защитного вещества серого, соответственно светло-коричневого цвета.

Предлагаемое в изобретении защитное вещество используется для защиты ценных документов или защитных элементов от подделки.

Ценные документы и защитные элементы имеют соответственно по меньшей мере по однослойной основе и в некоторых случаях могут иметь и другие слои. Помимо этого ценные документы и защитные элементы имеют по меньшей мере один признак подлинности, образуемый одним или несколькими защитными веществами. В отличие от ценного документа защитный элемент выпускается в обращение не как таковой, а только вместе с ценным документом, на который его наносят или в объем которого его заделывают или внедряют.

Предлагаемые в изобретении защитные элементы и ценные документы имеют по меньшей мере один признак подлинности, образуемый предлагаемым в изобретении защитным веществом.

Предлагаемое в изобретении защитное вещество с точки зрения возможных методов снабжения им ценных документов и защитных элементов не отличается от обычных люминофоров. Его можно, например, заделывать в объем или в отдельные части объема бумажной либо полимерной основы защитного элемента или ценного документа. В другом варианте защитное вещество можно наносить в виде покрытия на по меньшей мере одну поверхность или на отдельные участки по меньшей мере одной поверхности защитного элемента или ценного документа.

В еще одном варианте защитное вещество можно добавлять в печатную краску, которой печатают на защитном элементе или ценном документе. Предлагаемое в изобретении защитное вещество в каждом случае используют в таких же концентрациях, в которых обычно используют и люминофоры в конкретной области их применения, т.е. в количестве примерно от 0,05 до 1 мас.% при включении защитного вещества в объем бумажного слоя и в количестве примерно от 10 до 40 мас.% при добавлении защитного вещества в печатную краску.

Защитные элементы с предлагаемым в изобретении защитным веществом в предпочтительном варианте представляют собой защитные нити, меланжевые волокна, пластинки и этикетки, которые заделывают в объем основы ценного документа или наклеивают на поверхность основы ценного документа или на поверхность иного его слоя.

Для изготовления защитного элемента предлагаемое в изобретении защитное вещество можно, например, растиранием добавлять в лак, который затем перерабатывают в лаковую пленку, нарезаемую далее на размеры, которые должен иметь защитный элемент. В качестве примера пригодного для применения в этих целях лака можно назвать полиамидный лак, к которому защитное вещество можно добавлять в количестве примерно от 0,1 до 1 мас.%.

Особое преимущество предлагаемых в изобретении защитных веществ проявляется при необходимости распределения предлагаемого в изобретении защитного вещества по определенной схеме, например, в виде кода. Подобный код образован участками с высокой концентрацией защитного вещества и чередующимися с ними заданным образом участками с малой концентрацией защитного вещества, соответственно участками вовсе без защитного вещества. Подобная система, соответственно подобный код из определенным образом расположенных участков с высокой и с низкой концентрациями защитного вещества (соответственно без защитного вещества) допускает возможность ее, соответственно его автоматического считывания. До настоящего времени такие коды можно было создавать только надпечатыванием люминофоров в виде определенного рисунка. Непосредственно же в объеме ценного документа подобные коды создавать не удавалось.

Однако особенность предлагаемых в изобретении защитных веществ состоит в наличии у них не только люминесцентных свойств, но и предпочтительно магнитных свойств или способности к намагничиванию либо электропроводных свойств. В электрическом или магнитном поле наночастицы, образующие оболочку на частицах люминофора, определенным образом ориентируются в нем, и защитное вещество начинает проявлять тенденцию к перемещению в таком поле. Предпосылкой к подобной ориентации наночастиц и к возможному перемещению защитного вещества является нахождение защитного вещества в достаточно жидкой для возможности перемещения защитного вещества окружающей его среде. На практике сказанное означает, что при приложении соответствующего магнитного или электрического поля предлагаемое в изобретении защитное вещество может ориентироваться или двигаться в материале основы или в печатной краске в требуемом направлении при условии, что материал основы все еще остается достаточно мягким или влажным, соответственно печатная краска все еще остается достаточно жидкой. Рисунок из участков с высокой и низкой концентрациями защитного вещества можно создавать в бумажном слое, например, путем заделывания предлагаемого в изобретении защитного вещества с люминесцентными и магнитными свойствами в бумагоделательной машине в изготавливаемую в ней влажную бумагу, вблизи которой по схеме, соответствующей требуемому коду, расположена система из магнитов. В этом случае магнитные наночастицы защитного вещества ориентируются в определенном направлении во влажной бумажной массе, и частицы защитного вещества начинают перемещаться к магнитам, занимая в результате положение, в котором они воспроизводят схему расположения магнитов, т.е. образуют необходимый код. Такой код можно считывать, например, спектрометрически.

Ниже рассмотрен общий способ получения предлагаемого в изобретении защитного вещества.

В химический стакан с примерно 50 мл воды добавляют 2 г люминофора, описанного в указанном выше примере 9 в публикации WO 81/03508 А1, и 1,5 г нанопорошка МСУНТ и перемешивают в течение одного дня при комнатной температуре. В начале процесса перемешивания нанопорошок всплывает на поверхность воды и отчасти образует крупные комки. После диспергирования труднодиспергируемого нанопорошка в полученной дисперсии до высокодисперсного состояния ее фильтруют. Наноматериал не проходит при этом через поры фильтра. Отфильтрованный материал сушат при 110°С, например оставляют сушиться на ночь при этой температуре.

Затем полученный таким путем материал можно, например, добавлять в эмиссионную бумагу для печатания банкнот в процессе ее изготовления, например, в количестве 0,4 мас.%.

Равным образом этот материал можно также растиранием добавлять в полиамидный лак, который затем перерабатывают в лаковую пленку, содержание в которой защитного вещества также может составлять, например, 0,4 мас.%. Такая лаковая пленка пригодна для ее наклеивания на банкноты.

Подлинность банкноты можно проверять не только измерением характеристик люминесценции в инфракрасной области спектра, но и измерением электропроводности, обусловленной присутствием нанопорошка. Очевидно, что подлинность банкноты можно проверять и измерением обоих этих свойств.

Вместо нанопорошка, указанного в рассмотренном выше примере, можно также использовать иные нанопорошки, упоминавшиеся выше при ссылке на публикацию WO 81/03508 А1. Помимо этого можно также использовать другие люминофоры.

Изобретение относится к средствам для защиты ценных документов от подделки. Технический результат заключается в обеспечении комбинации разных защитных веществ, образующих не разделяемую на составляющие систему для повышения точности считывания. Защитное вещество содержит по меньшей мере один люминофор в виде частиц и наночастицы, которые по меньшей мере частично покрывают в виде оболочки поверхность частиц люминофора и взаимодействием свойств которых с люминесцентными свойствами люминофора определяют при этом свойства защитного вещества. При этом наночастицы связаны с поверхностью люминофора силами адгезии. В заявке описаны также способ получения такого защитного вещества, способ защиты защитного элемента или ценного документа от подделки с применением подобного защитного вещества, а также защитные элементы и ценные документы с признаки подлинности на его основе. 6 н. и 39 з.п. ф-лы.

1. Защитное вещество для защиты ценных документов от подделки, содержащее по меньшей мере один люминофор в виде частиц с возбуждаемой излучением инфракрасной, и/или видимой, и/или ультрафиолетовой области спектра люминесценцией, и наночастицы, которые по меньшей мере частично покрывают в виде оболочки поверхность частиц люминофора и взаимодействием свойств которых с люминесцентными свойствами люминофора определяются при этом свойства защитного вещества, отличающееся тем, что наночастицы связаны с поверхностью частиц люминофора силами адгезии.

2. Защитное вещество по п.1, отличающееся тем, что люминофор люминесцирует в инфракрасной, и/или видимой, и/или ультрафиолетовой области спектра.

3. Защитное вещество по п.1, отличающееся тем, что частицы люминофора в основном полностью покрыты в основном монослоем наночастиц.

4. Защитное вещество по п.1, отличающееся тем, что люминофор выбран из группы кристаллических люминофоров с легированными по меньшей мере одним редкоземельным элементом основными кристаллическими решетками.

5. Защитное вещество по п.1, отличающееся тем, что люминофор выбран из группы минеральных люминофоров.

6. Защитное вещество по п.1, отличающееся тем, что люминофор выбран из группы органических люминофоров.

7. Защитное вещество по п.1, отличающееся тем, что люминофор представлен в виде частиц со средним размером от 1 до 100 мкм.

8. Защитное вещество по п.1, отличающееся тем, что наночастицы выбраны из группы представленных в виде наночастиц материалов, включающей магнитные, намагничиваемые, электропроводные и полупроводниковые материалы, а также смеси таких материалов между собой.

9. Защитное вещество по п.1, отличающееся тем, что наночастицы выбраны из группы, включающей углеродные нанотрубки, наночастицы α-железа, наночастицы Fe₃O₄, наночастицы NiFe₂O₄ и их смеси.

10. Защитное вещество по п.1, отличающееся тем, что средний размер наночастиц составляет от 1 до 1000 нм, предпочтительно от 1 до 500 нм, наиболее предпочтительно от 10 до 100 нм.

11. Защитное вещество по п.1, отличающееся тем, что массовое соотношение между частицами люминофора и наночастицами составляет от 10:1 до 1:10, предпочтительно от 5:1 до 1:3, наиболее предпочтительно от 2:1 до 1:1.

12. Защитное вещество по п.1, отличающееся тем, что оно содержит также частицы люминофора, не покрытые наночастицами, и/или свободные наночастицы.

13. Защитное вещество по п.1, отличающееся тем, что оно содержит по меньшей мере два разных люминофора и/или наночастицы по меньшей мере двух разных типов.

14. Способ получения защитного вещества по одному из пп.1-13, характеризующийся тем, что по меньшей мере один люминофор в виде частиц и по меньшей мере одно вещество в виде нанопорошка добавляют в диспергатор и перемешивают между собой до получения дисперсии, причем образующие нанопорошок наночастицы связываются с поверхностью частиц люминофора за счет адгезии.

15. Способ по п.14, характеризующийся тем, что дисперсию фильтруют для отделения от нее защитного вещества.

16. Способ по п.15, характеризующийся тем, что отделенное защитное вещество сушат.

17. Способ по п.14, характеризующийся тем, что в качестве диспергатора используют воду.

18. Способ по п.14, характеризующийся тем, что защитное вещество смешивают с по меньшей мере одним другим защитным веществом и/или с наночастицами по меньшей мере одного другого типа.

19. Способ защиты защитного элемента или ценного документа от подделки, отличающийся тем, что на по меньшей мере отдельные участки по меньшей мере одной поверхности защитного элемента или ценного документа наносят защитное вещество по одному из пп.1-13 или в по меньшей мере одну отдельную часть объема ценного документа или защитного элемента заделывают защитное вещество по одному из пп.1-13.

20. Способ по п.19, отличающийся тем, что защитный элемент или ценный документ в процессе нанесения на него или заделывания в его объем защитного вещества подвергают воздействию электрических или магнитных полей таким образом, что частицы защитного вещества ориентируются в электрическом или магнитном поле и при определенных условиях перемещаются в нем.

21. Способ по п.20, отличающийся тем, что перемещение частиц защитного вещества приводит к их распределению по определенной схеме, допускающей возможность ее автоматической или визуальной проверки.

22. Способ по п.21, отличающийся тем, что определенная схема распределения частиц защитного вещества образует код.

23. Ценный документ, имеющий основу из по меньшей мере одного материала и по меньшей мере один находящийся на ней или в ее объеме признак подлинности на основе защитного вещества, отличающийся тем, что защитное вещество представляет собой таковое по одному из пп.1-13.

24. Ценный документ по п.23, отличающийся тем, что основа представляет собой бумажную или полимерную основу.

25. Ценный документ по п.23, отличающийся тем, что защитное вещество заделано в объем материала основы.

26. Ценный документ по п.23, отличающийся тем, что защитное вещество находится в слое, нанесенном на по меньшей мере отдельные участки поверхности основы.

27. Ценный документ по п.23, отличающийся тем, что защитное вещество присутствует в печатной краске, нанесенной на поверхность ценного документа.

28. Ценный документ по п.23, отличающийся тем, что защитное вещество распределено по определенной схеме, допускающей возможность ее автоматической или визуальной проверки.

29. Ценный документ по п.28, отличающийся тем, что определенная схема распределения частиц защитного вещества образует код.

30. Защитный элемент, имеющий основу из по меньшей мере одного материала и по меньшей мере один находящийся на ней или в ее объеме признак подлинности на основе защитного вещества, отличающийся тем, что защитное вещество представляет собой таковое по одному из пп.1-13.

31. Защитный элемент по п.30, отличающийся тем, что основа представляет собой бумажную или полимерную основу.

32. Защитный элемент по п.30, отличающийся тем, что защитное вещество заделано в объем материала основы.

33. Защитный элемент по п.30, отличающийся тем, что защитное вещество находится в слое, нанесенном на по меньшей мере отдельные участки поверхности основы.

34. Защитный элемент по п.30, отличающийся тем, что защитное вещество присутствует в печатной краске, нанесенной на поверхность защитного элемента.

35. Защитный элемент по п.30, отличающийся тем, что защитное вещество распределено по определенной схеме, допускающей возможность ее автоматической или визуальной проверки.

36. Защитный элемент по п.35, отличающийся тем, что определенная схема распределения частиц защитного вещества образует код.

37. Защитный элемент по одному из пп.30-36, отличающийся тем, что он выполнен в виде защитной нити, меланжевого волокна, пластинки или этикетки.

38. Ценный документ с защитным элементом, причем ценный документ и/или защитный элемент имеет основу из по меньшей мере одного материала и по меньшей мере один находящийся на ней или в ее объеме признак подлинности на основе защитного вещества, отличающийся тем, что защитное вещество представляет собой таковое по одному из пп.1-13.

39. Ценный документ с защитным элементом по п.38, отличающийся тем, что основа представляет собой бумажную или полимерную основу.

40. Ценный документ с защитным элементом по п.38, отличающийся тем, что защитное вещество заделано в объем материала основы.

41. Ценный документ с защитным элементом по п.38, отличающийся тем, что защитное вещество находится в слое, нанесенном на по меньшей мере отдельные участки поверхности основы.

42. Ценный документ с защитным элементом по п.38, отличающийся тем, что защитное вещество присутствует в печатной краске, нанесенной на поверхность ценного документа или защитного элемента.

43. Ценный документ с защитным элементом по п.38, отличающийся тем, что защитное вещество распределено по определенной схеме, допускающей возможность ее автоматической или визуальной проверки.

44. Ценный документ с защитным элементом по п.43, отличающийся тем, что определенная схема распределения частиц защитного вещества образует код.

45. Ценный документ с защитным элементом по одному из пп.38-44, отличающийся тем, что защитный элемент выполнен в виде защитной нити, меланжевого волокна, пластинки или этикетки.