JP2013196165A

JP2013196165A - 識別媒体および識別用インキ

Info

Publication number: JP2013196165A
Application number: JP2012060746A
Authority: JP
Inventors: Miho Minamikawa; 美穂南川; Satoshi Gocho; 智牛腸; Hideki Ochiai; 英樹落合
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2012-03-16
Filing date: 2012-03-16
Publication date: 2013-09-30

Abstract

【課題】偽造防止等のための識別が可能であるとともに、識別に用いる励起光または発光光のピーク波長を除いた残りのピーク波長領域を吸収する赤外線吸収色素をマークに用いることにより、専用の識別装置での識別が可能で、かつ、専用の識別装置以外での識別を難しくして信頼性を高めることができる識別媒体および識別用インキを提供する。
【解決手段】基材１１の上の少なくとも一部に識別用のマーク２０が設けられている識別媒体１であって、マーク２０は、基材１１の上に設けられ、励起スペクトルにおいて複数のピークを持つ燐光体を含む第１の層２１と、第１の層２１の上に設けられ、第１の層２１における燐光体の励起スペクトルの励起させる複数のピークのうちの１つのピークを除く、残りのピークの波長領域を吸収する色素を含む第２の層２２とを備えて成る。
【選択図】図２

Description

本発明は、赤外蛍光体を発光することにより識別が可能なマークを備える識別媒体およびそのマークに用いる識別用インキに係わり、特にマークが赤外蛍光材料と赤外吸収色素の両方を備える識別媒体および識別用インキに関する。

有価証券、カードおよび通行券などの貴重印刷物や、運転免許証、パスポートおよび保険証など個人を認証する証明証書、物品を真正と証明するステッカー等の識別媒体に付されるマークは、第三者に偽造および改竄されないために常に新たな偽造防止技術を盛り込むことが要求され、併せて識別媒体が真正品であるかどうかの判断が可能な真偽判別方法が求められている。

マークの偽造防止技術としては、セキュリティ性を高めるために、マイクロ文字、コピー牽制パターン、赤外線吸収インキあるいは蛍光発光インキなどを用いる技術が普及している。これらの技術のうち、蛍光発光インキを用いる手段は、通常の可視光下では肉眼による目視では視認がしにくく、紫外線や赤外線を照射することにより、目視あるいは検出器によってマークを検出することが可能となるインキ等が用いられる。

上記の蛍光発光インキは、通常の印刷用のインキに用いられる可視光領域に吸収を持つ有色の有機顔料あるいは無機顔料の代わりに、蛍光性の顔料が用いられる。蛍光発光インキの他の成分としては、ビヒクルおよび補助剤などがある。上記の蛍光発光インキは、通常のオフセット印刷等の公知の印刷方式にて蛍光印刷部を形成できる。

蛍光印刷部を発光させるためには、励起光を照射する。励起光を照射することにより、蛍光印刷部の蛍光体が励起光を吸収し、発光する。この蛍光は目視または検出器などを利用して蛍光マークとして確認することができる。

可視光を発光する蛍光体は一般に使用されるようになってきており、目視で確認することができる。また、赤外線を発光する燐光体や蛍光体を用いた印刷部では、検出装置で識別し、セキュリティを付与することが可能である。（特許文献１）

特許第３０６９６６９号公報

しかしながら、赤外燐光印刷部を発光させるための励起波長のピークは、複数ある場合が多く、適当な波長の励起光を照射すれば発光し、したがって赤外燐光体が付与されていることが偽造や模造する者に比較的容易に分かってしまうという問題がある。

本発明は、このような従来の課題を解決するためになされたものであり、偽造防止等のための識別が可能であるとともに、識別に用いる励起光または発光光のピーク波長を除いた残りのピーク波長領域を吸収する赤外線吸収色素をマークに用いることにより、専用の識別装置での識別が可能で、かつ、専用の識別装置以外での識別を難しくして信頼性を高めることができる識別媒体および識別用インキを提供することを目的とする。

上記の課題を解決する手段として、請求項１に記載の発明は、基材の上の少なくとも一部に識別用のマークが設けられている識別媒体であって、前記マークは、前記基材の上に設けられ、励起スペクトルにおいて複数のピークを持つ燐光体を含む第１の層と、少なくとも前記第１の層の上に設けられ、前記第１の層における燐光体の励起スペクトルの励起させる複数のピークのうちの１つのピークを除く、残りのピークの波長領域を吸収する色素を含む第２の層とを備えて成ることを特徴とする識別媒体である。

請求項２に記載の発明は、基材の上の少なくとも一部に識別用のマークが設けられている識別媒体であって、前記マークは、前記基材の上に設けられ、発光スペクトルにおいて複数のピークを持つ燐光体を含む第１の層と、少なくとも前記第１の層の上に設けられ、前記第１の層における燐光体の発光スペクトルの発光を検出する複数のピークのうちの１つのピークを除く、残りのピークの波長領域を吸収する色素を含む第２の層とを備えて成ることを特徴とする識別媒体である。

請求項３に記載の発明は、前記残りのピークの波長領域が、近赤外線７００〜１２００ｎｍの範囲にあり、吸収する色素が近赤外線吸収色素であることを特徴とする請求項１または２に記載の識別媒体である。

請求項４に記載の発明は、複数の励起スペクトルのピークを持つ燐光体を含む識別用インキであって、前記燐光体の励起スペクトルの励起させる複数のピークのうちの１つのピークを除く、残りのピークの波長領域を吸収する色素を含んで成ることを特徴とする識別用インキである。

請求項５に記載の発明は、複数の発光スペクトルのピークを持つ燐光体を含む識別用インキであって、前記燐光体の励起スペクトルの励起させる複数のピークのうちの１つのピークを除く、残りのピークの波長領域を吸収する色素を含んで成ることを特徴とする識別用インキである。

請求項６に記載の発明は、前記残りのピークの波長領域が、近赤外線７００〜１２００ｎｍの範囲にあり、吸収する色素が近赤外線吸収色素であることを特徴とする請求項４または５に記載の識別用インキである。

請求項７に記載の発明は、請求項４乃至６のいずれかに記載の識別用インキを用いて、基材の上に光学読み取り用のマークを設けて成ることを特徴とする識別媒体である。

本発明は、以上の構成であるから、下記に示す効果を奏する。

即ち、上記請求項１に係る発明によれば、励起スペクトルにおいてピークが複数ある燐光体を含むマークが、識別に使用する励起スペクトルの１つのピークを除く、残りのピークの波長領域を吸収する色素を含む層を備えるため、燐光体を識別する波長以外の光を用いて識別することが難しくなり、偽造や模造をする者に対して気付かれ難いという効果を奏する。

上記請求項２に係る発明によれば、発光スペクトルにおいてピークが複数ある燐光体を含むマークが、検出に使用する発光スペクトルの１つのピークを除く、残りのピークの波長領域を吸収する色素を含む層を備えるため、燐光体を識別する波長以外の光を用いて識別することが難しくなり、偽造や模造をする者に対して気付かれ難いという効果を奏する。

上記請求項４に係る発明によれば、請求項１と同様の効果が得られるとともに、マークを一層で構成でき、印刷が容易となるという効果が得られる。

上記請求項５に係る発明によれば、請求項２と同様の効果が得られるとともに、マークを一層で構成でき、印刷が容易となるという効果が得られる。

上記請求項３および請求項６に係る発明によれば、励起または発光の波長が赤外線領域である燐光体を含むインキに、識別に用いる励起および発光の波長以外のピークの波長領域を吸収する赤外線吸収色素を共に含ませることにより、識別に使用される波長をわかりにくくする効果が得られる。

上記請求項７に係る発明によれば、光学的にコード化して識別情報を読み取ることにより、識別情報をより第三者に気付かれ難い形で設けることが可能となる効果が得られる。

本発明の第１の実施形態に係る識別媒体を説明するための平面図。図１中のＸ−Ｘ´線に沿う断面の構成を説明するための断面図。本発明の第２の実施形態に係る識別媒体を説明するための平面図。図３中のＹ−Ｙ´線に沿う断面の構成を説明するための断面図。（Ａ）は本発明の実施形態に係る識別媒体における波長と相対発光強度との関係を示すグラフ図、（Ｂ）は本発明の実施形態に係る識別媒体における波長と反射率との関係を示すグラフ図。

以下、本発明の実施の形態について説明する。

図１及び図２には本発明の第１の実施形態に係る識別媒体１を示してあり、この識別媒体１は、基材１１の表面の上に識別用のマーク２０が設けられている。このマーク２０は、複数の励起波長または発光波長のピークを持つ燐光体を含む第１の層２１と、この第１の層２１の上に設けられ、第１の層２１が持つ複数の励起波長または発光波長のピークのうちの、識別する励起波長または発光波長のピークを除く、残りの近赤外線領域７００〜１２００ｎｍの範囲にあるピークを吸収する赤外線吸収色素を含む第２の層２２とで構成されている。なお、マーク２０は基材１１の上の少なくとも一部に設けられる。また、基材１１の表面の一部には絵柄印刷３０が施されている。

一方、図３及び図４に示す本発明の第２の実施形態に係る識別媒体１は、基材１１の上に設けられたマーク４０が識別用インキによる印刷で施されている。マーク４０を構成する識別用インキは、複数の励起波長または発光波長のピークを持つ燐光体を含み、さらに、その燐光体が持つ複数の励起波長または発光波長のうちの、燐光体を識別する励起波長または発光波長のピークを除く、残りの近赤外線領域７００〜１２００ｎｍの範囲にあるピークを吸収する赤外線吸収色素を含んでいる。

蛍光とは、エネルギーを吸収するとそのエネルギーを光で放出する現象で、その発光現象のうち、光（紫外・可視光）のエネルギーを吸収し発光する物質が蛍光体である。光はE＝hν（E:エネルギー、h:プランク定数、ν:振動数）で表されるエネルギーを持っている。光が物質にあたるとき、光の持つエネルギーが物質に吸収される場合があり、エネルギーの吸収により、安定なエネルギー状態（基底状態）にあった物質は、一時的に高いエネルギー状態（励起状態）になる。そして、物質はエネルギーを放出し、安定な基底状態に戻ろうとする。このとき、差分のエネルギーを熱などではなく、光として放出する現象のことを発光という。多くの物質では、吸収したエネルギーの一部を熱エネルギーとして放出するため、吸収した光よりも長波長の光を生じるが、中には短い波長の光を生じるものもある。

光刺激による発光には、蛍光と燐光があるが、言葉としては区別せずに使用することもあり、本発明では蛍光を含めて燐光と記載している。厳密には、蛍光では、吸収したエネルギーの一部は熱として放出し、残りのエネルギーを光として放出する。一方、燐光の場合も同様に熱を放出する。この際、項間交差が起こり、すぐに基底状態に戻れず、ゆっくりと発光し続ける現象が燐光である。大抵の場合、蛍光はナノ秒オーダー、燐光はマイクロからミリ秒オーダーで発光する。紫外、可視光を物質が吸収する場合、電子遷移を生じる。この電子にはスピンの向きがあり、二つの電子が逆向きで存在するという決まり（パウリの排他原理）がある。通常の励起ではスピンの向きは逆向きのままであるが、燐光の場合、項間交差が起こり、スピンが同じ向きになり、そのままでは基底状態に戻れなくなり、基底状態に戻るのに時間がかかる。

燐光体を含む前記第１の実施形態に係るマーク２０の第１の層２１は、所定の燐光体と樹脂を含んで成る。用いられる燐光体としては、硫化物燐光体（ＺｎＳ，ＣａＳ）があげられる。その一例として、硫化カルシウムを母体とし、これにサマリウム（Ｓｍ）およびユーロピウム（Ｅｒ）を賦活剤として添加したものがあげられる。また、アルカリ土類硫化物の混合物を母体とし、ビスマスおよびサマリウムを活性化剤として含むもの、硫化マグネシウムと硫化ストロンチウムの混合物（Ｍｇ_xＳｒ_1-xＳ）を母体とし、マグネシウムやストロンチウムを混合したものがあげられる。さらに、また、特開平１０−１５８６４３号公報に記載の赤外蛍光体も使用できる。特に、励起波長または発光波長のピークが複数あるものが使用できる。また、樹脂としては、例えば、プロセスインキにおいて一般に使用されているものを使用することができる。

一方、赤外線吸収色素を含む第２の層２２は、所定の近赤外線吸収色素と樹脂とを含んでいる。この近赤外線吸収色素としては、例えば、フタロシアニン化合物、ナフタロシアニン化合物、アントラキノン化合物、ジイモニウム化合物、及びシアニン化合物からなる群より選択される少なくとも１つを使用することができる。また、樹脂としては、例えば、プロセスインキにおいて一般に使用されているものを使用することができる。吸収する波長としては、近赤外線領域である７００〜１２００ｎｍに吸収を持つものであれば良い。励起させたり、発光を読み取ったりするセンサーの汎用性や費用面から８００〜１０００ｎｍが最も好ましい。

また、第２の実施形態に係るマーク４０の識別用インキは、少なくとも上記の燐光体と赤外線吸収色素、および樹脂から成り、適宜溶剤や印刷適性を付加するための添加剤を付与することができる。

本発明では、使用する近赤外線吸収色素と燐光体における２つの関係が必要となる。燐光体は、励起波長または発光波長のピークが複数あるもので、励起波長または発光波長のピークのうち少なくとも１つのピークの波長域を吸収する近赤外線吸収色素を選定できる。

図５（Ａ）、（Ｂ）は、これを説明する図で、図５（Ａ）は燐光体の光を照射する波長と発光強度から励起スペクトルを表したグラフ図で、図５（Ｂ）は赤外線吸収色素の波長と反射率を表したグラフ図である。図５（Ａ）では励起波長のピーク３１、３２、３３と３つの励起のピークがある。ここでは例えば１つのピーク３３の励起波長を用いて、検出を行うとすると、ピーク３１とピーク３２は検出に用いない。そのため、図５（Ｂ）にあるように残りの全部のピーク３１とピーク３２の波長を覆うような吸収ピーク４１を用いて、その波長を吸収する。ピーク３１とピーク３２の波長を覆うには吸収ピーク４１のように吸収のバンド幅の大きい赤外線吸収色素を用いても、吸収のバンド幅の小さい赤外線吸収色素を複数用いても良い。

さらに、別の例として、８００ｎｍ、９００ｎｍに励起波長があり、９５０ｎｍを発光する燐光体に対して、８００ｎｍを吸収する赤外線吸収色素を用いることをあげることができる。８００ｎｍを吸収する赤外線吸収色素を用いることにより、８００ｎｍで励起したときの燐光体の発光を検知することが難しくなり、燐光体の存在が模造者に対して、気付かれ難くなる。

燐光体を含むマーク２０の第１の層２１および赤外線吸収色素を含む第２の層２２は、オフセット印刷、フレキソ印刷、グラビア印刷、インクジェット印刷、スクリーン印刷、パッド印刷で設けることが好ましいが、その他の印刷方式で設けることもでき、また、転写機やラミネート機を用いることにより設けることもできる。

マーク４０を構成する識別用インキは、オフセットインキ、フレキソインキ、グラビアインキ、インクジェットインク、スクリーンインキ、パッド用インキであり、マーク４０は適した印刷方式にて印刷される。

印刷はコードを印刷することで、その読み取り方法を知っていれば、容易に読み取ることができるが、模造する人が調査する場合には、吸収があるため、発光が気付かれ難い。マーク２０の第２の層２２の赤外線吸収色素は、第１の層２１とは別のパターンで印刷しておくことも可能である。好ましくは赤外線吸収色素が燐光体を覆うように異なる情報を印刷し、模造者が識別情報を読み取っていると思っても、異なる情報を読み取るようにすることも可能である。

通常、蛍光体の励起波長が全くわからない場合、蛍光体の分光スペクトルを測定し、吸収波長を調べて、吸収のある波長で励起させ、発光を調べ、より詳しく調査する。しかし、本発明の識別媒体のマークは蛍光体の他に、赤外線吸収色素を含んでいるため、分光スペクトルをとろうとして、マークの分光スペクトルを測定しても、赤外線吸収色素のスペクトルと合わさった分光スペクトルが検出されるため、燐光体自体の励起による吸収波長を識別するのを非常に難しくしている。

以下に、本発明の具体的な実施例について説明する。

＜実施例１＞
まず、基材としての上質紙に燐光体を含むインキでスクリーン印刷を行い、８０℃の乾燥機に入れて乾燥し、５μｍの厚みの蛍光体を含むマークを設け、識別媒体を得た。
［蛍光体を含むインキの組成］
蛍光体（Ｙｂ₂Ｔi₂Ｏ₇）２４質量部
フタロシアニン色素ＩＲ−２０（日本触媒製）１質量部
塩化酢酸ビニル２５質量部
シクロヘキサノン３０質量部
イソホロン２０質量部
上記で得た識別媒体に、８１０ｎｍの光を照射し、８８０ｎｍ、９３０ｎｍ、９８０ｎｍの光を透過するバンドパスフィルターをつけたカメラでそれぞれ照射し、発光を確認した。

＜比較例＞
上質紙に蛍光体を含むインキでスクリーン印刷を行い、８０℃の乾燥機に入れて乾燥し、５μｍの厚みの蛍光体を含むマークを設け、比較用識別媒体を得た。
［蛍光体を含むインキの組成］
蛍光体（Ｙｂ₂Ｔi₂Ｏ₇）２５質量部
塩化酢酸ビニル２５質量部
シクロヘキサノン３０質量部
イソホロン２０質量部
上記で得た識別媒体に、８１０ｎｍの光を照射し、８８０ｎｍ、９３０ｎｍ、９８０ｎｍの光を透過するバンドパスフィルターをつけたカメラでそれぞれ照射し、発光を確認した。

実施例および比較例において、識別媒体の発光をそれぞれ８８０ｎｍ、９３０ｎｍ、９８０ｎｍの光を透過するバンドパスフィルターをつけたカメラで行い、その結果を表１に示す。

表１から明らかなように、実施例では検証する波長と想定している９８０ｎｍでの発光が確認できたが、検証する波長と想定していない８８０ｎｍと９３０ｎｍの発光の確認はできなかった。
一方、比較例では、検証する波長と想定している９８０ｎｍでの発光が確認できたが、検証する波長と想定していない８８０ｎｍと９３０ｎｍの発光の確認もできてしまった。比較例よりも実施例の識別媒体は、検証する波長以外での読み取りができないが、検証する波長での蛍光の確認をすることができるため、蛍光体の存在が気付かれ難く、設計した検証する波長では蛍光の確認ができるということがわかった。

１…識別媒体
１１…基材
２０…マーク
２１…第１の層
２２…第２の層
３０…絵柄印刷
４０…マーク

Claims

基材の上の少なくとも一部に識別用のマークが設けられている識別媒体であって、前記マークは、前記基材の上に設けられ、励起スペクトルにおいて複数のピークを持つ燐光体を含む第１の層と、少なくとも前記第１の層の上に設けられ、前記第１の層における燐光体の励起スペクトルの励起させる複数のピークのうちの１つのピークを除く、残りのピークの波長領域を吸収する色素を含む第２の層とを備えて成ることを特徴とする識別媒体。
基材の上の少なくとも一部に識別用のマークが設けられている識別媒体であって、前記マークは、前記基材の上に設けられ、発光スペクトルにおいて複数のピークを持つ燐光体を含む第１の層と、少なくとも前記第１の層の上に設けられ、前記第１の層における燐光体の発光スペクトルの発光を検出する複数のピークのうちの１つのピークを除く、残りのピークの波長領域を吸収する色素を含む第２の層とを備えて成ることを特徴とする識別媒体。
前記残りのピークの波長領域が、近赤外線７００〜１２００ｎｍの範囲にあり、吸収する色素が近赤外線吸収色素であることを特徴とする請求項１または２に記載の識別媒体。
複数の励起スペクトルのピークを持つ燐光体を含む識別用インキであって、前記燐光体の励起スペクトルの励起させる複数のピークのうちの１つのピークを除く、残りのピークの波長領域を吸収する色素を含んで成ることを特徴とする識別用インキ。
複数の発光スペクトルのピークを持つ燐光体を含む識別用インキであって、前記燐光体の励起スペクトルの励起させる複数のピークのうちの１つのピークを除く、残りのピークの波長領域を吸収する色素を含んで成ることを特徴とする識別用インキ。
前記残りのピークの波長領域が、近赤外線７００〜１２００ｎｍの範囲にあり、吸収する色素が近赤外線吸収色素であることを特徴とする請求項４または５に記載の識別用インキ。
請求項４乃至６のいずれかに記載の識別用インキを用いて、基材の上に光学読み取り用のマークを設けて成ることを特徴とする識別媒体。