磁性防伪元件及磁性防伪产品

技术领域

本发明涉及磁性防伪技术领域，以及使用磁性防伪元件保护的有价文件，具体地涉及一种磁性防伪元件和一种磁性防伪产品。

背景技术

在有价文件中施加磁性防伪元件，比如防伪条或防伪线等，是一种越来越多被采用的防伪手段。磁性防伪元件用于检查有价文件的真实性，实现有价文件的快速清分。传统的磁性防伪元件将磁性墨水直接在基材上进行印刷，然后用磁性传感器检测剩磁的有无或大小，专利GB1127043、EP0310707等介绍了这种技术。EP0428779、EP2229286、US20100219245、CN102971748等专利对传统的磁性防伪元件进行了提升，采用高、低矫顽力两种磁性材料在基材上印刷磁性区域，磁性传感器能够检测到磁性材料剩磁特征之外的矫顽力特征，这项技术增加了磁性防伪元件的信息承载能力，提升了磁性防伪元件的防伪性。然而，随着科学技术的不断发展，只具有高、低矫顽力属性的磁性材料越来越容易获得，因此单纯的采用两种矫顽力的磁性墨水进行印刷的磁性防伪元件也逐渐面临着被仿造的危险。

发明内容

本发明的目的在于提供一种同时具有剩磁、高低矫顽力和磁各向异性检测特征的磁性防伪元件及磁性防伪产品。

为了实现上述目的，本发明实施例提供一种磁性防伪元件，该磁性防伪元件包括：

基材；

所述基材表面上有印刷的磁性区域，且所述磁性区域包括可编码的第一磁性区域和第二磁性区域，所述第一磁性区域由具有磁各向异性的高矫顽力磁性材料组成，所述第二磁性区域由具有磁各向异性的低矫顽力磁性材料组成，所述第一磁性区域和第二磁性区域中的磁性材料有磁性颗粒，所述第一磁性区域和所述第二磁性区域中的主要磁性颗粒呈规则排布。

可选的，所述第一磁性区域或所述第二磁性区域中的主要磁性颗粒的规则排布规律是在印刷过程中，通过磁场磁化的磁性油墨经干燥成型后得到的。

可选的，所述第一磁性区域和所述第二磁性区域中的主要磁性颗粒沿直线方向规则排列。

可选的，所述第一磁性区域中主要磁性颗粒的排列方向与所述第二磁性区域中主要磁性颗粒的排列方向垂直。

可选的，所述第一磁性区域中主要磁性颗粒的排列方向上直线和所述第二磁性区域中主要磁性颗粒的排列方向上直线所构成的平面，与所述基材表面平行。

可选的，所述第一磁性区域中主要磁性颗粒的排列方向和所述第二磁性区域中主要磁性颗粒的排列方向，与沿所述基材的长度方向均不平行。

可选的，所述第一磁性区域或所述第二磁性区域中主要磁性颗粒的排列方向与所述基材表面垂直。

可选的，所述第一磁性区域中主要磁性颗粒的排列方向与所述基材表面垂直，所述第二磁性区域中主要磁性颗粒的排列方向与沿所述基材的长度方向平行。

可选的，所述第一磁性区域中的磁性材料的矫顽力大小范围为1000Oe～3500Oe。

可选的，所述第一磁性区域中的磁性材料为BaFe

所述第一磁性区域中的磁性材料的形貌结构为六角结构。

可选的，所述第二磁性区域中的磁性材料的矫顽力大小范围为200Oe～700Oe。

可选的，所述第二磁性区域中的磁性材料为γ-Fe

所述第二磁性区域中的磁性材料的形貌结构为针状结构或片状结构。

可选的，所述第一磁性区域和所述第二磁性区域以文字数字式字符或图案的形式施加于所述基材表面。

可选的，所述磁性防伪元件保护的对象是防伪纸、防伪文件或产品包装。

本发明实施例提供一种磁性防伪产品，该磁性防伪产品包括前述的磁性防伪元件。

可选的，该磁性防伪产品包括有价证券或有价文件。

由于根据本发明的磁性防伪元件采用具有磁各向异性的低矫顽力和具有磁各向异性的高矫顽力磁性材料印刷磁性区域，而非前述技术采用单纯的高矫顽力和低矫顽力磁性材料印刷磁性区域，具有磁各向异性的高、低矫顽力磁性材料更难获取，防伪性更高。更重要的是，本发明中磁性防伪元件中的磁性材料颗粒是规则排列。具体是第一磁性区域和第二磁性区域中的主要磁性颗粒呈规则排列，形成不同方向的各向异性场，在不同的预磁化模式下，磁性防伪元件具有显著的检测信号特征，而非前述技术中的随机排列，并且是目前常规磁性防伪元件所不能实现。本发明增加了磁性防伪元件及产品的生产装置和生产工艺的防伪性，本发明磁性防伪元件的制造过程容易简单，同时产品又具备独特的磁性特点，难以伪造，因此具有更高的防伪性。

本发明实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施例，但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中：

图1是本发明实施方式提供的磁性防伪元件的侧视示意图；

图2是本发明第一实施例提供的磁性防伪元件的俯视示意图；

图3是本发明实施例中对磁性防伪元件进行一种预磁化的侧视示意图；

图4是本发明实施例中对磁性防伪元件进行一种预磁化的侧视示意图；

图5是本发明实施例中对磁性防伪元件进行检测方式的侧视示意图；

图6是本发明第一实施例中传感器检测到的磁性防伪元件经过三种预磁化后的波形信号；

图7是本发明第二实施例提供的磁性防伪元件的俯视示意图；

图8是本发明实施例中对磁性防伪元件进行一种预磁化的侧视示意图；

图9是本发明第二实施例中传感器检测到的磁性防伪元件经过三种预磁化后的波形信号。

具体实施方式

以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。

在图1中示出磁性防伪元件MAG的示例，为侧视示意图，其中包含具有磁各向异性高矫顽力磁性区域MAG-H和具有磁各向异性的低矫顽力磁性区域MAG-L。

优选的，第一磁性区域MAG-H和第二磁性区域MAG-L中的磁性材料有磁性颗粒，示例地，该磁性材料可以是磁性颗粒类型的材料，该磁性颗粒可以是微米/纳米尺度；第一磁性区域MAG-H所选用的磁性材料为BaFe

在图2中示出第一实施例中磁性防伪元件MAG的俯视示意图，其中具有磁各向异性高矫顽力的第一磁性区域(MAG-H1)和具有磁各向异性的低矫顽力的第二磁性区域(MAG-L2)主要磁性颗粒沿直线方向排列，所述MAG-H1和MAG-L2中主要磁性颗粒的排列方向垂直，二者所在直线构成的平面与基材表面平行，其中MAG-H1中主要磁性颗粒的排列方向与基材的长度方向呈45度夹角，MAG-L2中主要磁性颗粒的排列方向与基材的长度方向呈135度夹角。其中，基材可以是带状的，基材的延展方向可以是长度方向，如可令为x轴方向。MAG-H1和MAG-L2中主要磁性颗粒的规则排列规律可以在印刷过程中，通过磁场磁化的磁性油墨经干燥成型后得到的。磁性区域中印刷的磁性油墨中有磁性颗粒，磁场磁化的磁性油墨中磁性颗粒可被磁化装置的磁场约束，呈现出规则排布，这些具有规则排布特点的磁性颗粒，在干燥成型后，则是该磁性区域的主要磁性颗粒；相对于磁性油墨中磁性材料的形貌结构而言，主要磁性颗粒的规则排列规律可以用光学显微镜观测。

本发明中第一实施例中的磁性防伪元件MAG通过凹版印刷的方式加工生产，其中第一印刷色组印刷第一磁性区域(MAG-H1)，第二印刷色组印刷第二磁性区域(MAG-L2)，在印刷过程中磁性油墨先经过磁化装置磁化，然后干燥成型，具体的，印刷第一磁性区域MAG-H1的磁性油墨经过磁力线与印刷方向呈锐角的磁化装置，锐角例如45度，然后干燥成型。印刷第二磁性区域MAG-L2的磁性油墨经过磁力线与印刷方向呈钝角的磁化装置，钝角例如135度，然后干燥成型；其中，可在任意一个印刷的磁性区域干燥成型之后，印刷另一个磁性区域；印刷方向可以是基材的长度方向。

在图3中示出第一实施例中磁性防伪元件MAG印刷成型后的在磁性传感器Sensor检测之前的预磁化过程，为侧视示意图，其中用于预磁化的磁铁Magnet的N极(或N极段)垂直于基材，该磁铁的N极可在所述基材的长度方向上，磁场强度约5000Oe。

在图4中示出第一实施例中磁性防伪元件MAG印刷成型后的在磁性传感器Sensor检测之前的预磁化过程，为侧视示意图，其中用于预磁化的磁铁Magnet的N极垂直于基材，磁场强度约有600Oe和5000Oe两种模式。

在图5中示出了磁性防伪元件MAG的检测方式，Sensor为磁性传感器，优选为线圈式磁性传感器，在Sensor检测之前，MAG经过了图3或图4或图8中磁铁Magnet的预磁化。

在图6中示出了磁性传感器Sensor检测到的磁性区域MAG-H1和MAG-L2的信号特征，左侧为MAG-H1的检测信号，右侧为MAG-L2的检测信号。

图6(a)示出的是磁性防伪元件MAG经过图3所示的方式预磁化后，磁性传感器Sensor检测到的信号特征，左侧为MAG-H1的检测信号，右侧为MAG-L2的检测信号，二者信号相同，检测信号可以是两个全波检测信号。

图6(b)(图6(b)是在图6(a)的基础上实施)示出的是磁性防伪元件MAG依次经过图3和图4所示的预磁化方式，其中在图4所示的磁化方式中选用磁场强度约为600Oe的Magnet进行预磁化，磁性传感器Sensor检测到的信号特征，左侧为MAG-H1的检测信号，右侧为MAG-L2的检测信号，MAG-H1的检测信号不变且仍为全波检测信号，MAG-L2的检测信号消失。

图6(c)示出的是磁性防伪元件MAG经过图4所示的预磁化方式，选用磁场强度约为5000Oe的Magnet预磁化后，磁性传感器Sensor检测到的信号特征，左侧为MAG-H1的检测信号，仍为全波检测信号，右侧为MAG-L2的检测信号，MAG-L2的检测信号的相位信息与MAG-H1的检测信号相反。

在图7中示出第二实施例中磁性防伪元件MAG的侧视示意图，其中具有磁各向异性高矫顽力的第一磁性区域MAG-H3和具有磁各向异性的低矫顽力的第二磁性区域MAG-L4主要磁性颗粒沿直线方向排列，所述MAG-H3和MAG-L4中主要磁性颗粒的排列方向垂直，其中MAG-H3中主要磁性颗粒的排列方向与基材表面垂直，MAG-L4中主要磁性颗粒的排列方向与基材表面长度方向平行。

本发明中第二实施例中的磁性防伪元件MAG通过凹版印刷的方式加工生产，其中第一印刷色组印刷第一磁性区域MAG-H3，第二印刷色组印刷第二磁性区域MAG-L4，在印刷过程中磁性油墨先经过磁化装置磁化，然后干燥成型，具体的，印刷第一磁性区域MAG-H3的磁性油墨经过磁力线方向与基材垂直的磁化装置，然后干燥成型。印刷第二磁性区域MAG-L4的磁性油墨经过磁力线与基材的长度方向平行磁化装置，然后干燥成型。

在图8中示出第一实施例中磁性防伪元件MAG印刷成型后的在磁性传感器Sensor检测之前的预磁化过程，为侧视示意图，其中用于预磁化的磁铁Magnet的N极平行于基材长度方向，该磁铁的N极相对于其S极距基材更近，磁场强度约5000Oe。

在图9中示出了磁性传感器Sensor检测到的磁性区域MAG-H3和MAG-L4的信号特征，检测方式按照图5执行，左侧为MAG-H3的检测信号，右侧为MAG-L4的检测信号。

图9(a)示出的是磁性防伪元件MAG经过图3所示的方式预磁化后，磁性传感器Sensor检测到的信号特征，左侧为MAG-H3的检测信号，右侧为MAG-L4的检测信号，二者信号相同，检测信号可以是两个全波检测信号。

图9(b)(图9(b)是在图9(a)的基础上实施)示出的是磁性防伪元件MAG依次经过图3和图4所示的预磁化方式，其中在图4所示的磁化方式中选用磁场强度约为600Oe的Magnet进行预磁化，磁性传感器Sensor检测到的信号特征，左侧为MAG-H3的检测信号，右侧为MAG-L4的检测信号，MAG-H3的检测信号不变，MAG-L4的检测信号消失。

图9(c)示出的是磁性防伪元件MAG经过图8所示的方式预磁化后，磁性传感器Sensor检测到的信号特征，左侧为MAG-H3的检测信号，右侧为MAG-L4的检测信号，其中，MAG-H3的检测信号幅值较图9(a)明显增大，形状变为半波形状，MAG-L4的检测信号可以仍为全波检测信号，检测信号幅值较图9(a)基本不变。

本发明实施例还提供了磁性防伪产品，该磁性防伪产品包括前述的磁性防伪元件。该磁性防伪产品包括有价证券或有价文件，有价证券或有价文件例如钞票、银行票据、债券、门票或证件等。

由于本实施例中的磁性防伪元件采用具有磁各向异性的高矫顽力磁性区域MAG-H和具有磁各向异性的低矫顽力磁性材料MAG-L进行编码，磁性防伪元件有机地集成了磁性材料的剩磁、矫顽力、磁各向异性特征等多个磁性特征，能够承载更多的编码信息，检测信号可以实现图6和图9中的多个维度的变化，是常规的磁性防伪元件所不能实现，极大的提升了有价证券的防伪性。

以上结合附图详细描述了本发明实施例的可选实施方式，但是，本发明实施例并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明实施例的技术构思范围内，可以对本发明实施例的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明实施例的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明实施例对各种可能的组合方式不再另行说明。

本领域技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得单片机、芯片或处理器(processor)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质可以是非瞬时的，存储介质可以包括：U盘、硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、闪存(Flash memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

此外，本发明实施例的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明实施例的思想，其同样应当视为本发明实施例所公开的内容。