非晶質磁性体薄膜からなる偽造防止体及び該偽造防止体の真偽判別方法
【課題】 特異な磁気特性を有し、偽造困難で、かつ、真偽判別を簡単にする。
【解決手段】 樹脂基材上に、非晶質磁性体薄膜を形成した偽造防止体２を安全保護紙１に挿入又は埋設する。偽造防止材料は抗磁力が小さく、飽和磁束密度Ｂｍが大で、短時間で製膜可能。真偽判定装置Ｉの励磁コイル３から磁気線条２の偽造防止膜に交流磁界を印加すると、その磁束密度変化を磁気ヘッド４が検出し、周波数分析器６により励磁周波数の倍数位置に出力電圧が発生する周波数スペクトラムを得る。判定回路７は、真正な磁性体薄膜の周波数スペクトラムの周波数分布位置及びその出力値との比較により真偽を判定する。磁気異方性が少ないので、真偽判別の際の励磁の方向に関係なく検出出力が発生する。
【解決手段】 樹脂基材上に、非晶質磁性体薄膜を形成した偽造防止体２を安全保護紙１に挿入又は埋設する。偽造防止材料は抗磁力が小さく、飽和磁束密度Ｂｍが大で、短時間で製膜可能。真偽判定装置Ｉの励磁コイル３から磁気線条２の偽造防止膜に交流磁界を印加すると、その磁束密度変化を磁気ヘッド４が検出し、周波数分析器６により励磁周波数の倍数位置に出力電圧が発生する周波数スペクトラムを得る。判定回路７は、真正な磁性体薄膜の周波数スペクトラムの周波数分布位置及びその出力値との比較により真偽を判定する。磁気異方性が少ないので、真偽判別の際の励磁の方向に関係なく検出出力が発生する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、証券類のような偽造防止を必要とする安全保護紙に挿入又は貼り付けて用いる非晶質磁性体薄膜からなる偽造防止体及び該偽造防止体の判別方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、証券類等の安全保護紙の偽造防止策としてホログラムのような一般に偽造が困難な光学的変化素子、特殊印刷技術による偽造防止材料、磁気インクによる偽造防止材料、紫外線又は赤外線に反応する偽造防止材料がある。更に、樹脂、糸又はホログラムを偽造防止材料として紙の中に埋め込むものが一般に知られており、これらは特に、安全線条と呼ばれている。
【０００３】
これらの偽造防止材料を備えた証券類等の真偽を判別するには、紫外線又は赤外線を照射して、これらの反射、吸収の量を検出する方法や、電磁波の反射、吸収の量を検出する方法、磁気変化を検出する方法等が知られている。
また、本出願人等が先に出願した安全線条に強磁性体の箔、糸又は薄膜を用いて、安全保証用データを記憶させたものや、素材の有する磁気特性を利用した安全保護紙とその真偽判別装置（例えば、特許文献１参照）もある。
【０００４】
更に、偽造防止膜に外部から磁界強度が複数段階で変化するように励磁し、励磁された偽造防止膜の磁気履歴特性を表示するか、偽造防止膜から検出した磁束密度変化に含まれる周波数スペクトルを測定して真偽判別する方法（例えば、特許文献２参照）がある。
【０００５】
一方、Ｃｏ−Ｚｒ−Ｎｂ系磁性材料は既に知られており（例えば、特許文献３参照）、それの用途は、磁芯であり、その合金組成は、Ｚｒを７〜１５原子％、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａから選ばれた１種類又は２種類以上を５〜２０原子％、残部をＣｏとするものである。
【０００６】
前記磁性材料を用いた偽造防止材料を、所定の構造及び読み取り条件（例えば、特許文献４参照）で検出した場合、これらの組成範囲すべてが特異な磁気特性を有するわけではなく、例えば、パーマロイ、センダスト等の磁気材料と区別することは困難であった。
【０００７】
また、前記周波数スペクトルの測定による真偽判別する方法は、外部から偽造防止膜に交流磁界を印加して、偽造防止膜の磁束密度変化に含まれる周波数スペクトルを検出するもので、前記周波数スペクトルは偽造防止膜の磁気履歴曲線の非線形性により外部交流磁界の励磁周波数の倍数の比で出力され、この周波数成分の各次数における大きさが夫々偽造防止膜に固有の値を有する点を利用するものである。前記周波数スペクトルを測定して真偽判別する方法においては、３元合金又は４元合金の磁性薄膜の場合は磁気異方性があるため、真偽判別の際の励磁磁界の印加方向により前記周波数スペクトル出力電圧に差異が生じ、真偽判別置が複雑となり、かつ真偽判別が煩雑となるという問題があった。
【０００８】
【特許文献１】特開平７−３２７７８号公報
【特許文献２】特開平８−１９９４８９号公報
【特許文献３】特開昭５６−８４４３９号公報
【特許文献４】特願平７−１８３４３号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は前記問題点を解消するもので、本発明の目的は、前記安全保護紙及びその真偽判別装置に利用可能な偽造防止材料において、偽造が非常に困難で、かつ、簡単な構成の真偽判別装置により真偽判別が出来る、特異な磁気特性を有する偽造防止材料を提供することである。
【００１０】
一般には、履歴曲線で強磁性体の材料判別を行う方法が行われているが、この方法は履歴曲線が極めて類似な物質の場合は、判別が極めて困難であると問題がある。そこでこの問題を解決するため、本発明においては、強磁性体の材料判別方法を外部交流磁界による磁束密度変化に含まれる周波数スペクトラム分析法により行う。この判別方法は履歴曲線の非線形性が外部交流励磁周波数の倍数の比で出力され、この周波数成分の各次数における大きさは各強磁性体固有の値をもつので、ある固有値を持った強磁性体の値をあらかじめ知っておくことで、その物質であることを簡単かつ、正確に判別することができる。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
１ 本発明は、可とう性の樹脂基材と該樹脂基材上に形成された非晶質磁性体薄膜とからなる偽造防止体であって、前記非晶質磁性体薄膜は抗磁力Ｈc が小さく、飽和磁束密度Ｂｍが大きく、かつ、磁気異方性が少ない磁性材料で、その組成は、Ｍａ−Ｎｂ−Ｘｃ−Ｙｄ−Ｚｅで示され、前記ＭはＣｏ、ＮはＦｅ及びＮｉより選択された少なくとも１種類の元素、ＸはＺｒ、ＹはＷ、Ｎｂ、Ｔａ及びＭｏからなる群より選択された少なくとも１種類の元素、ＺはＣｒ、Ｖ、Ｔｉ、Ｐｔ、Ａｕ及びＣｕからなる群より選択された少なくとも１種類の元素であることを特徴とする偽造防止体である。
【００１２】
２ 本発明は、前記非晶質磁性体薄膜が、前記ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅが原子パーセントを表し、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＝１００、７５≦ａ、２≦ｂ、３≦ｃ、６≦ｄ≦１２、１≦ｅであることを特徴とする前記１に記載の偽造防止体である。
【００１３】
３ 本発明は、可とう性の樹脂基材と該樹脂基材上に形成された非晶質磁性体薄膜とからなる偽造防止体であって、前記非晶質磁性体薄膜は抗磁力Ｈc が小さく、飽和磁束密度Ｂｍが大きく、かつ、磁気異方性が少ない磁性材料で、その組成がＣｏ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｚｒ、Ｔａ、Ｃｒからなりその原子パーセントが、Ｃｏ＋Ｆｅ＋Ｎｉ＋Ｚｒ＋Ｔａ＋Ｃｒ＝１００で、７５≦Ｃｏ、２≦Ｆｅ＋Ｎｉ、３≦Ｚｒ、６≦Ｔａ≦１２、１≦Ｃｒであることを特徴とする偽造防止体である。
【００１４】
４ 本発明は、前記偽造防止体の非晶質磁性体薄膜に印加された交流磁界に対応して発生する磁束密度変化に含まれる高調波の周波数スペクトラムが、前記非晶質磁性体薄膜に固有の値を有する特異な磁気履歴特性を示すことを特徴とする前記１、２又は３に記載の偽造防止体である。
【００１５】
５．本発明は、前記可とう性の樹脂基材の厚さが４ミクロン以上３０ミクロン以下で、その上に形成された非晶質磁性体薄膜の厚さが０．１ミクロン以上０．５ミクロン以下であることを特徴とする前記１、２又は３に記載の偽造防止体である。
【００１６】
６ 本発明は、真偽判別対象である前記偽造防止体に設けた磁性体薄膜に交流磁界を印加し、これに対応して発生する磁束密度変化に含まれる高調波の周波数スペクトラムと、前記１乃至５に記載の真正な非晶質磁性体薄膜の高調波周波数スペクトラムとの一致・不一致により真偽判別を行うことを特徴とする前記１乃至５のいずれか１つに記載の偽造防止材料の真偽判別方法である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は、交流磁界の印加により、交流周波数の高調波のスペクトラムを発生するという、特異な磁気履歴特性を有する非晶質磁性体薄膜からなる偽造防止体を紙層内及び／又は表面に付与しているので偽造が困難であり、安全性が極めて高い。また、本発明による真偽判別装置は、本発明の偽造防止体を付与した安全保護紙を対象としてその真偽判別を容易に、迅速かつ確実に、簡単な装置構成により行うことができるため、安全保護紙の取扱い及び信用性を著しく高めることができる。
【００１８】
一般には、一履歴曲線で強磁性体の材料判別を行おうとした場合、履歴曲線が極めて類似な物質であるとき、被検査材料の大きさを調整したものを用いることで判別が極めて困難になるおそれがあるが、本発明による、外部交流磁界による磁束密度変化に含まれる周波数スペクトラム分析法を用いることにより、履歴曲線の非線形性が外部交流励磁周波数の倍数の比で出力され、この周波数成分の各次数における大きさは各強磁性体固有の値をもつので、ある固有値を持った強磁性体の値をあらかじめ知っておくことで、その物質であることを簡単かつ正確に判別することができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明は、特異な磁気特性を有する非晶質磁性体薄膜を可とう性の樹脂基材上に形成した偽造防止体を挿入した安全保護紙及び該安全保護紙の真偽判別方法に関する。
偽造防止体を挿入した安全保護紙１は、図１（ａ）に示すように、外部から偽造防止体２が目視できないように紙（又はシート）１Ａの内部に偽造防止体（磁気線条、磁気スレッド）２を挿入又は埋設した構造で、図１（ｂ）に示すように、可とう性の樹脂基材２Ｂ（例えば、ポリエステルフィルム）の上に特異な磁気特性を有する非晶質磁性体薄膜２Ａを形成したものである。
【００２０】
前記非晶質磁性体薄膜２Ａは、Ｍａ−Ｎｂ−Ｘｃ−Ｙｄ−Ｚｅで示され、前記ＭはＣｏ、ＮはＦｅ及びＮｉからなる群より選択された少なくとも１種類の元素、ＸはＺｒ、ＹはＷ、Ｎｂ、Ｔａ及びＭｏからなる群より選択された少なくとも１種類の元素、ＺはＣｒ、Ｖ、Ｔｉ、Ｐｔ、Ａｕ及びＣｕからなる群より選択された少なくとも１種類の元素であって、前記ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅは、原子パーセントを表し、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＝１００、７５≦ａ、２≦ｂ、３≦ｃ、６≦ｄ≦１２、１≦ｅである。非晶質磁性体薄膜２Ａは抗磁力Ｈc が小さく、飽和磁束密度Ｂｍが大きく、磁気異方性がが少ないものが望ましい。そして、非晶質磁性体薄膜２Ａの膜厚は０．１ミクロン以上０．５ミクロン以下が望ましい。可とう性の樹脂基材２Ｂとしては、ポリエステルフィルム（ＰＥＴ）等が適し、その基材の厚さは４ミクロン以上３０ミクロン以下が望ましい。
【００２１】
非晶質磁性体薄膜２Ａとして、本発明においては、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｚｒ、Ｔａ、Ｃｒ（成分比（原子パーセント）：７５≦Ｃｏ、２≦Ｆｅ＋Ｎｉ、３≦Ｚｒ、６≦Ｔａ≦１２、１≦Ｃｒ）からなる６元合金の非晶質磁性体薄膜を採用した。
この非晶質磁性体薄膜は、抗磁力Ｈc が小さいことにより、真偽判別の際に印加する交流磁界が少ない磁界強度でスペクトラム検出できるので、他の磁性体との判別が容易となる。また、スパッタ装置のターゲット上での透過磁束密度Ｂｍが大きく、磁気異方性が少ないので、非晶質磁性体薄膜に印加する交流磁界の方向に関係なく、周波数スペクトラム出力電圧を検出することができる。非晶質磁性体薄膜をマグネトロンスパッタ法により製膜する場合、ターゲット上の磁束密度が製膜効率及び製膜対象物であるポリエステルフィルム（ＰＥＴ）に熱的ダメージを与えることを考慮すると、ターゲット上の透過磁束密度が大きなことが必要である。
【００２２】
ターゲットとなる磁性合金は磁束が透過し易い（透過磁束密度Ｂｍが大きい）ことが望ましい。その根拠を以下に説明する。
マグネトロンスパッタ法では、ターゲット裏面に磁石を置き、直交電磁界を形成することにより、電子をサイクロイド運動させ、ターゲット近傍に閉じ込める。その結果、高密度プラズマを発生させるとともに、電子とプラズマが樹脂基材に衝突するのを抑制して、スパッタリング速度の向上と、樹脂基材の温度上昇の防止及び樹脂基材のダメージの防止を同時に実現することができる。しかし、磁性金属ターゲットは磁気を透過し難いため、電子をターゲット近傍に閉じ込めるために必要な電磁界強度を得ることは、非磁性合金ターゲットと比較して困難であるが、磁性合金ターゲットは磁束が透過しやすい（透過磁束密度Ｂｍが大きい）ことが望ましい。
【００２３】
なお、図２に示すように、Ｃｏが７５％未満では飽和磁束密度（Ｂｍ）が低下するので、７５％≦Ｃｏが望ましい。
図３に示すように、Ｆｅ及びＮｉからなる群より選択された少なくとも１種類の元素が２％未満では磁気異方性が強くなるので、２％≦Ｆｅ＋Ｎｉ、が望ましい。
図４に示すように、Ｚｒが３％未満では保磁力（Ｈc ）が増大するので、３％≦Ｚｒ、が望ましい。
図５に示すように、Ｗ、Ｎｂ、Ｔａ及びＭｏからなる群より選択された少なくとも１種類の元素が６％未満では保磁力（Ｈc ）が増大し、また、１２％以上では溶融法によるターゲットに髭等が多発し、蒸着時に異常放電の要因となるので、６％≦Ｔａ≦１２％、が望ましい。
図６に示すように、Ｗ、Ａｕ及びＣｕからなる群より選択された少なくとも１種類の元素が１％未満ではターゲット上の透過磁束密度（ｋＧ）が小さくなり、可とう性の樹脂基材であるポリエステルフィルム（ＰＥＴ）が熱で損傷するので、１％≦Ｃｒ、が望ましい。
【００２４】
前記特異な磁気履歴特性とは、磁性体薄膜（偽造防止膜）に外部交流磁界を印加すると、これに対応して発生する偽造防止膜の磁束密度変化に含まれる周波数スペクトラムの周波数成分に磁性体薄膜固有の出力値を生ずるもので、以下、このような特異な磁気履歴特性を利用した真偽判別法を周波数スペクトラムによる真偽判別法という。前記周波数スペクトラムによる真偽判別法において、周波数スペクトラムは偽造防止膜の磁気履歴曲線の非線形性により外部交流磁界の励磁周波数の倍数の比で出力され、この周波数成分の各次数における出力値の大きさ、すなわち、周波数成分及びその出力値（以下これを周波数スペクトラム・パターンという。）が個々の磁性体薄膜に固有の値を有する点を利用するものである。
【００２５】
一般には、一履歴曲線で強磁性体の材料判別を行おうとした場合、履歴曲線が極めて類似な物質であるとき、被検査材料の大きさを調整したものを用いることで判別が極めて困難になるおそれがあるが、本発明においては、前記周波数スペクトルによる真偽判別法を採用する。あらかじめ設定された真正の強磁性体に固有の周波数周波数スペクトラム・パターンと、周波数スペクトラム真偽判別法により測定した周波数スペクトラム・パターンとを比較・照合して、その一致・不一致により、その物質が本物か偽物かを簡単かつ正確に判別するものである。
【００２６】
図７は周波数スペクトラム分析法を採用した真偽判定装置９の概念図である。
交流電源Ｖ0 から電流調整抵抗９（Ｒ1 ，Ｒ2 ，Ｒ3 ）及び励磁電流制御スイッチＳを介して励磁コイル３に励磁電流が流れ、安全保護紙１に挿入又は埋設された偽造防止体２（磁気線条、磁気スレッド）の磁性薄膜２Ａに交流磁界が印加される。必要に応じてスイッチの切り替え段数を増やすか可変抵抗にしてもよく、また、交流電源Ｖ0 の電圧Ｖｏを変えることで同じ効果を得ることができる。電流コントロールの指示ＩＣは判定回数７より与えられ、どの程度の強さで励磁しているかが常にモニターすることができるようにしておく。励磁コイル３には効率よく偽造防止体２（磁気線条、磁気スレッド）を励起するために透磁率の大きなコアがコイルの中心に挿入される。磁性薄膜２Ａを挟んで励磁コイル３と対向する側（図示の状態）又は励磁コイル３と同じ側（図示せず。）に磁気ヘッド４を設け、磁気ヘッド４により励磁された磁性薄膜２Ａからの磁束密度の変化を検出する。なお、磁気ヘッド４以外でも磁束密度の変化を検出できるものであればホール素子、ＭＲ素子，磁気コイル等を使用しても同様な効果を得ることができる。磁気ヘッド４によって検出した磁束密度の変化に比例した電圧を増幅器５で増幅する。増幅器５で増幅された検出電圧は周波数分析器６で周波数分析された後、判定回路７で判定される。判定回路７は分析の対象である磁性薄膜２Ａから得られた周波数成分及びその出力値（周波数スペクトラム・パターン）が予め設定された基準となる（真正な）磁性薄膜の周波数成分及びその出力値（周波数スペクトラム・パターン）と比較して一致していれば検査された磁性薄膜２Ａを含む偽造防止体２（磁気線条、磁気スレッド）が挿入又は埋設された安全保護紙１は真正であると判別し、違っていれば偽造であると判断する。判定回路７ではこのようにして周波数スペクトラム・パターンを真の材料の値と比例し一致、不一致で真偽判定を行う。この判定回路７は一般にマイクロコンピュータを利用したもので、前述周波数分析器６の分析結果を読み出す機能と励磁電流を制御する機能と、真の材料のスペクトラム強度をあらかじめ記憶する機能とを有する。周波数分析器６の有する機能をこのマイクロコンピュータで行わせることも可能である。
【００２７】
図８は周波数分析器６の一構成図である。増幅器５を介して入力された安全線条２からの磁気検出信号は分析上周波数以上をローパスフィルタ６２によりカットする。帯域制限されたアナログ信号はＡ／Ｄ変換器６３によりディジタル信号に変換される。ディジタル化された信号は一時メモリ６４に記憶される。メモリ６４に記憶された情報はＦＦＴ演算器６５でフーリエ変換され周波数スペクトラム成分に変換される。変換された周波数スペクトラム成分はメモリ６６に記憶され分析結果として判断時に参照される。これらの制御は主制御部６１により行われる。
【００２８】
本発明においては、安全保護紙１に挿入又は埋設された偽造防止体２（磁気線条、磁気スレッド）に形成された非晶質磁性体薄膜２Ａとして、以下に示す６元合金非晶質磁性体薄膜が最適の材料であることを解明した。
本発明の６元合金非晶質磁性体薄膜は、Ｃｏ、Ｚｒ、Ｎｉ、Ｔａ、Ｆｅ、Ｃｒ（６元合金）（成分比（％）：７５≦Ｃｏ、２≦Ｆｅ＋Ｎｉ、３≦Ｚｒ、６≦Ｔａ≦１２、１≦Ｃｒ）からなる非晶質磁性体薄膜である。
【００２９】
本発明の６元合金非晶質磁性体薄膜と従来から採用されているＣｏ、Ｚｒ、Ｎｉ、Ｃｕ（４元合金）からなる４元合金磁性体薄膜非晶質磁性体薄膜（従来例）との材料特性の比較を以下に行う。
図９と図１０は、透磁率等の磁気物性が良く似た２種類の強磁性体について周波数スペクトラム分析法でそれぞれ分析した結果である。横軸は周波数（Ｈｚ）、縦軸はスペクトラムの出力値（Ｖ）である。図面上では比較しやすくするため励起スペクトラムは除いてある。図９は６元合金非晶質磁性体薄膜であり、図１０は４元合金非晶質磁性体薄膜である。図１１に示すように、６元合金非晶質磁性体薄膜は磁気異方性がないため、薄膜に印加する交流磁界の方向に関係なく、周波数スペクトラムの出力電圧を検出することができる。すなわち、短冊状の６元合金非晶質磁性体薄膜の場合、長尺方向、幅方向のいずれの場合においてもそのスペクトラムの出力値（Ｖ）に顕著な差はない。それに対して、４元合金非晶質磁性体薄膜は磁気異方性があるため、薄膜に印加する交流磁界の方向が特に関係し、特定方向のみ周波数スペクトラムの電圧出力を検出することができる。すなわち、短冊状の４元合金非晶質磁性体薄膜の場合、長尺方向、幅方向のいずれか一方向に励磁した場合のみ周波数スペクトラムの電圧出力値（Ｖ）を得るという特性がある。
【００３０】
本発明の６元合金非晶質磁性体薄膜と従来の４元合金非晶質磁性体薄膜とを製膜段階での特性を比較する。
両者共に、４インチＲＦスパッタリング装置を用い、スパッタリング条件を、以下のように設定して、製膜した。
温度：２４゜Ｃ、湿度：６０％、交流電源、到達圧力：５×１０-4Ｐａ、スパッタ圧力：３×１０-1Ｐａ、Ａｒ流量：２０ＳＣＣＭ、スパッタ電力：５００Ｗ、プレスパッタ時間：１０分、スパッタ時間：１２分３０秒（膜厚０．２５μｍを想定して）。製膜した磁性体薄膜の膜厚（μｍ）を測定した結果、図１２に示すように、本発明の６元合金非晶質磁性体薄膜は０．２６８１μｍであるのに対して、４元合金非晶質磁性体薄膜は０．２４３７μｍであった。
その結果、６元合金非晶質磁性体薄膜は４元合金非晶質磁性体薄膜と比較して製膜効率が良く、同一のスパッタ時間で膜厚の厚い膜を得ることができることが判明した。また、同一の膜厚のものであれば６元合金非晶質磁性体薄膜は４元合金非晶質磁性体薄膜よりも短時間で製膜することができる。
【００３１】
また、本発明の６元合金非晶質磁性体薄膜と４元合金非晶質磁性体薄膜との、ターゲット上の透過磁束密度（ｋＧ）の比較結果は、図１３に示すように、６元合金非晶質磁性体薄膜は４元合金非晶質磁性体薄膜と比較して、ターゲット上の透過磁束密度が大きいことが証明された。
【００３２】
以上のように、前記本発明の６元合金非晶質磁性体薄膜は、抗磁力Ｈc が小さく、飽和磁束密度Ｂｍが大きく、磁気異方性が少ないことが前記実験結果から証明された。
【００３３】
本発明の実施例では、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｚｒ、Ｔａ、Ｃｒからなる非晶質磁性体薄膜（６元合金）（成分比（％）：７５≦Ｃｏ、２≦Ｆｅ＋Ｎｉ、３≦Ｚｒ、６≦Ｔａ≦１２、１≦Ｃｒ）を例示したが、非晶質磁性体薄膜としては、前記Ｆｅ＋Ｎｉに替えてＦｅ及びＮｉからなる群より選択された少なくとも１種類の元素、前記Ｔａに替えてＷ、Ｎｂ、Ｔａ及びＭｏからなる群より選択された少なくとも１種類の元素、前記Ｃｒに替えてＣｒ、Ｖ、Ｔｉ、Ｐｔ、Ａｕ及びＣｕからなる群より選択された少なくとも１種類の元素からなる非晶質磁性体薄膜も同様の特性を得ることができる。
【００３４】
本発明は、交流磁界の印加により、交流周波数の高調波のスペクトラムを発生するという、特異な磁気履歴特性を有する非晶質磁性体薄膜からなる偽造防止体を紙層内及び／ 又は表面に付与しているので偽造が困難であり、安全性が極めて高い。また、本発明による真偽判別装置は、本発明の偽造防止体を付与した安全保護紙を対象としてその真偽判別を容易に、迅速かつ確実に、簡単な装置構成により行うことができるため、安全保護紙の取扱い及び信用性を著しく高めることができる。
【００３５】
一般には、一履歴曲線で強磁性体の材料判別を行おうとした場合、履歴曲線が極めて類似な物質であるとき、被検査材料の大きさを調整したものを用いることで判別が極めて困難になるおそれがあるが、本発明による、外部交流磁界による磁束密度変化に含まれる周波数スペクトラム分析法を用いることにより、履歴曲線の非線形性が外部交流励磁周波数の倍数の比で出力され、この周波数成分の各次数における大きさは各強磁性体固有の値をもつので、ある固有値を持った強磁性体の値をあらかじめ知っておくことで、その物質であることを簡単かつ正確に判別することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】（ａ）本発明の６元合金非晶質磁性体薄膜からなる偽造防止体（磁気線条、磁気スレッド）の構成図である。 （ｂ）本発明の偽造防止体（磁気線条、磁気スレッド）が挿入又は埋設された偽造防止体の構成図である。
【図２】本発明の６元（多元）合金非晶質磁性体薄膜におけるＣｏの含有量と飽和磁束密度（Ｂｍ）の関係（測定結果）を示す図である。
【図３】本発明の６元（多元）合金非晶質磁性体薄膜におけるＦｅの含有量と信号出力（ｍＶ）の関係（測定結果）を示す図である。
【図４】本発明の６元（多元）合金非晶質磁性体薄膜におけるＺｒの含有量と保磁力（Ｈｃ）の関係（測定結果）を示す図である。
【図５】本発明の６元（多元）合金非晶質磁性体薄膜におけるＮｂの含有量と保磁力（Ｈｃ）の関係（測定結果）を示す図である。
【図６】本発明の６元（多元）合金非晶質磁性体薄膜におけるＣｒの含有量と透過磁束密度（ｋＧ）の関係（測定結果）を示す図である。
【図７】本発明の偽造防止体及び該偽造防止体の真偽判別装置の構成図である。
【図８】本発明の偽造防止体の真偽判別装置における周波数分析器の構成図である。
【図９】本発明の（スパッタ法により製膜された）６元合金非晶質磁性体薄膜の周波数スペクトラム分析法による分析結果（周波数スペクトラム・パターン）を示す図である。
【図１０】従来の（スパッタ法により製膜された）４元合金非晶質磁性体薄膜の周波数スペクトラム分析法による分析結果（周波数スペクトラム・パターン）を示す図である。
【図１１】を本発明の（スパッタ法により製膜された）６元合金非晶質磁性体薄膜と従来の（スパッタ法により製膜された）４元合金非晶質磁性体薄膜における交流磁界の印加方向（幅方向及び長さ方向）に対する出力信号（ｍＶ）特性を比較した図である。
【図１２】スパッタ法で製膜した膜厚について、本発明の６元合金非晶質磁性体薄膜と従来の４元合金非晶質磁性体薄膜とを比較した図である。
【図１３】スパッタ装置のターゲット上の透過磁束密度について、本発明の６元合金非晶質磁性体薄膜と従来の４元合金非晶質磁性体薄膜とを比較した図である。
【符号の説明】
【００３７】
１ 安全保護紙
１Ａ 紙（又はシート）
２ 偽造防止体（磁気線条、磁気スレッド）
２Ａ 磁気薄膜膜
２Ｂ 樹脂基材
３ 励磁コイル
４ 磁気ヘッド
５ 増幅器
６ 周波数分析器
６１ 主制御部
６２ ローパスフィルタ
６３ Ａ／Ｄ変換器
６４ メモリ
６５ ＦＦＴ演算器
６６ メモリ
７ 判定回路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、証券類のような偽造防止を必要とする安全保護紙に挿入又は貼り付けて用いる非晶質磁性体薄膜からなる偽造防止体及び該偽造防止体の判別方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、証券類等の安全保護紙の偽造防止策としてホログラムのような一般に偽造が困難な光学的変化素子、特殊印刷技術による偽造防止材料、磁気インクによる偽造防止材料、紫外線又は赤外線に反応する偽造防止材料がある。更に、樹脂、糸又はホログラムを偽造防止材料として紙の中に埋め込むものが一般に知られており、これらは特に、安全線条と呼ばれている。
【０００３】
これらの偽造防止材料を備えた証券類等の真偽を判別するには、紫外線又は赤外線を照射して、これらの反射、吸収の量を検出する方法や、電磁波の反射、吸収の量を検出する方法、磁気変化を検出する方法等が知られている。
また、本出願人等が先に出願した安全線条に強磁性体の箔、糸又は薄膜を用いて、安全保証用データを記憶させたものや、素材の有する磁気特性を利用した安全保護紙とその真偽判別装置（例えば、特許文献１参照）もある。
【０００４】
更に、偽造防止膜に外部から磁界強度が複数段階で変化するように励磁し、励磁された偽造防止膜の磁気履歴特性を表示するか、偽造防止膜から検出した磁束密度変化に含まれる周波数スペクトルを測定して真偽判別する方法（例えば、特許文献２参照）がある。
【０００５】
一方、Ｃｏ−Ｚｒ−Ｎｂ系磁性材料は既に知られており（例えば、特許文献３参照）、それの用途は、磁芯であり、その合金組成は、Ｚｒを７〜１５原子％、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａから選ばれた１種類又は２種類以上を５〜２０原子％、残部をＣｏとするものである。
【０００６】
前記磁性材料を用いた偽造防止材料を、所定の構造及び読み取り条件（例えば、特許文献４参照）で検出した場合、これらの組成範囲すべてが特異な磁気特性を有するわけではなく、例えば、パーマロイ、センダスト等の磁気材料と区別することは困難であった。
【０００７】
また、前記周波数スペクトルの測定による真偽判別する方法は、外部から偽造防止膜に交流磁界を印加して、偽造防止膜の磁束密度変化に含まれる周波数スペクトルを検出するもので、前記周波数スペクトルは偽造防止膜の磁気履歴曲線の非線形性により外部交流磁界の励磁周波数の倍数の比で出力され、この周波数成分の各次数における大きさが夫々偽造防止膜に固有の値を有する点を利用するものである。前記周波数スペクトルを測定して真偽判別する方法においては、３元合金又は４元合金の磁性薄膜の場合は磁気異方性があるため、真偽判別の際の励磁磁界の印加方向により前記周波数スペクトル出力電圧に差異が生じ、真偽判別置が複雑となり、かつ真偽判別が煩雑となるという問題があった。
【０００８】
【特許文献１】特開平７−３２７７８号公報
【特許文献２】特開平８−１９９４８９号公報
【特許文献３】特開昭５６−８４４３９号公報
【特許文献４】特願平７−１８３４３号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は前記問題点を解消するもので、本発明の目的は、前記安全保護紙及びその真偽判別装置に利用可能な偽造防止材料において、偽造が非常に困難で、かつ、簡単な構成の真偽判別装置により真偽判別が出来る、特異な磁気特性を有する偽造防止材料を提供することである。
【００１０】
一般には、履歴曲線で強磁性体の材料判別を行う方法が行われているが、この方法は履歴曲線が極めて類似な物質の場合は、判別が極めて困難であると問題がある。そこでこの問題を解決するため、本発明においては、強磁性体の材料判別方法を外部交流磁界による磁束密度変化に含まれる周波数スペクトラム分析法により行う。この判別方法は履歴曲線の非線形性が外部交流励磁周波数の倍数の比で出力され、この周波数成分の各次数における大きさは各強磁性体固有の値をもつので、ある固有値を持った強磁性体の値をあらかじめ知っておくことで、その物質であることを簡単かつ、正確に判別することができる。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
１ 本発明は、可とう性の樹脂基材と該樹脂基材上に形成された非晶質磁性体薄膜とからなる偽造防止体であって、前記非晶質磁性体薄膜は抗磁力Ｈc が小さく、飽和磁束密度Ｂｍが大きく、かつ、磁気異方性が少ない磁性材料で、その組成は、Ｍａ−Ｎｂ−Ｘｃ−Ｙｄ−Ｚｅで示され、前記ＭはＣｏ、ＮはＦｅ及びＮｉより選択された少なくとも１種類の元素、ＸはＺｒ、ＹはＷ、Ｎｂ、Ｔａ及びＭｏからなる群より選択された少なくとも１種類の元素、ＺはＣｒ、Ｖ、Ｔｉ、Ｐｔ、Ａｕ及びＣｕからなる群より選択された少なくとも１種類の元素であることを特徴とする偽造防止体である。
【００１２】
２ 本発明は、前記非晶質磁性体薄膜が、前記ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅが原子パーセントを表し、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＝１００、７５≦ａ、２≦ｂ、３≦ｃ、６≦ｄ≦１２、１≦ｅであることを特徴とする前記１に記載の偽造防止体である。
【００１３】
３ 本発明は、可とう性の樹脂基材と該樹脂基材上に形成された非晶質磁性体薄膜とからなる偽造防止体であって、前記非晶質磁性体薄膜は抗磁力Ｈc が小さく、飽和磁束密度Ｂｍが大きく、かつ、磁気異方性が少ない磁性材料で、その組成がＣｏ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｚｒ、Ｔａ、Ｃｒからなりその原子パーセントが、Ｃｏ＋Ｆｅ＋Ｎｉ＋Ｚｒ＋Ｔａ＋Ｃｒ＝１００で、７５≦Ｃｏ、２≦Ｆｅ＋Ｎｉ、３≦Ｚｒ、６≦Ｔａ≦１２、１≦Ｃｒであることを特徴とする偽造防止体である。
【００１４】
４ 本発明は、前記偽造防止体の非晶質磁性体薄膜に印加された交流磁界に対応して発生する磁束密度変化に含まれる高調波の周波数スペクトラムが、前記非晶質磁性体薄膜に固有の値を有する特異な磁気履歴特性を示すことを特徴とする前記１、２又は３に記載の偽造防止体である。
【００１５】
５．本発明は、前記可とう性の樹脂基材の厚さが４ミクロン以上３０ミクロン以下で、その上に形成された非晶質磁性体薄膜の厚さが０．１ミクロン以上０．５ミクロン以下であることを特徴とする前記１、２又は３に記載の偽造防止体である。
【００１６】
６ 本発明は、真偽判別対象である前記偽造防止体に設けた磁性体薄膜に交流磁界を印加し、これに対応して発生する磁束密度変化に含まれる高調波の周波数スペクトラムと、前記１乃至５に記載の真正な非晶質磁性体薄膜の高調波周波数スペクトラムとの一致・不一致により真偽判別を行うことを特徴とする前記１乃至５のいずれか１つに記載の偽造防止材料の真偽判別方法である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は、交流磁界の印加により、交流周波数の高調波のスペクトラムを発生するという、特異な磁気履歴特性を有する非晶質磁性体薄膜からなる偽造防止体を紙層内及び／又は表面に付与しているので偽造が困難であり、安全性が極めて高い。また、本発明による真偽判別装置は、本発明の偽造防止体を付与した安全保護紙を対象としてその真偽判別を容易に、迅速かつ確実に、簡単な装置構成により行うことができるため、安全保護紙の取扱い及び信用性を著しく高めることができる。
【００１８】
一般には、一履歴曲線で強磁性体の材料判別を行おうとした場合、履歴曲線が極めて類似な物質であるとき、被検査材料の大きさを調整したものを用いることで判別が極めて困難になるおそれがあるが、本発明による、外部交流磁界による磁束密度変化に含まれる周波数スペクトラム分析法を用いることにより、履歴曲線の非線形性が外部交流励磁周波数の倍数の比で出力され、この周波数成分の各次数における大きさは各強磁性体固有の値をもつので、ある固有値を持った強磁性体の値をあらかじめ知っておくことで、その物質であることを簡単かつ正確に判別することができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明は、特異な磁気特性を有する非晶質磁性体薄膜を可とう性の樹脂基材上に形成した偽造防止体を挿入した安全保護紙及び該安全保護紙の真偽判別方法に関する。
偽造防止体を挿入した安全保護紙１は、図１（ａ）に示すように、外部から偽造防止体２が目視できないように紙（又はシート）１Ａの内部に偽造防止体（磁気線条、磁気スレッド）２を挿入又は埋設した構造で、図１（ｂ）に示すように、可とう性の樹脂基材２Ｂ（例えば、ポリエステルフィルム）の上に特異な磁気特性を有する非晶質磁性体薄膜２Ａを形成したものである。
【００２０】
前記非晶質磁性体薄膜２Ａは、Ｍａ−Ｎｂ−Ｘｃ−Ｙｄ−Ｚｅで示され、前記ＭはＣｏ、ＮはＦｅ及びＮｉからなる群より選択された少なくとも１種類の元素、ＸはＺｒ、ＹはＷ、Ｎｂ、Ｔａ及びＭｏからなる群より選択された少なくとも１種類の元素、ＺはＣｒ、Ｖ、Ｔｉ、Ｐｔ、Ａｕ及びＣｕからなる群より選択された少なくとも１種類の元素であって、前記ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅは、原子パーセントを表し、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＝１００、７５≦ａ、２≦ｂ、３≦ｃ、６≦ｄ≦１２、１≦ｅである。非晶質磁性体薄膜２Ａは抗磁力Ｈc が小さく、飽和磁束密度Ｂｍが大きく、磁気異方性がが少ないものが望ましい。そして、非晶質磁性体薄膜２Ａの膜厚は０．１ミクロン以上０．５ミクロン以下が望ましい。可とう性の樹脂基材２Ｂとしては、ポリエステルフィルム（ＰＥＴ）等が適し、その基材の厚さは４ミクロン以上３０ミクロン以下が望ましい。
【００２１】
非晶質磁性体薄膜２Ａとして、本発明においては、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｚｒ、Ｔａ、Ｃｒ（成分比（原子パーセント）：７５≦Ｃｏ、２≦Ｆｅ＋Ｎｉ、３≦Ｚｒ、６≦Ｔａ≦１２、１≦Ｃｒ）からなる６元合金の非晶質磁性体薄膜を採用した。
この非晶質磁性体薄膜は、抗磁力Ｈc が小さいことにより、真偽判別の際に印加する交流磁界が少ない磁界強度でスペクトラム検出できるので、他の磁性体との判別が容易となる。また、スパッタ装置のターゲット上での透過磁束密度Ｂｍが大きく、磁気異方性が少ないので、非晶質磁性体薄膜に印加する交流磁界の方向に関係なく、周波数スペクトラム出力電圧を検出することができる。非晶質磁性体薄膜をマグネトロンスパッタ法により製膜する場合、ターゲット上の磁束密度が製膜効率及び製膜対象物であるポリエステルフィルム（ＰＥＴ）に熱的ダメージを与えることを考慮すると、ターゲット上の透過磁束密度が大きなことが必要である。
【００２２】
ターゲットとなる磁性合金は磁束が透過し易い（透過磁束密度Ｂｍが大きい）ことが望ましい。その根拠を以下に説明する。
マグネトロンスパッタ法では、ターゲット裏面に磁石を置き、直交電磁界を形成することにより、電子をサイクロイド運動させ、ターゲット近傍に閉じ込める。その結果、高密度プラズマを発生させるとともに、電子とプラズマが樹脂基材に衝突するのを抑制して、スパッタリング速度の向上と、樹脂基材の温度上昇の防止及び樹脂基材のダメージの防止を同時に実現することができる。しかし、磁性金属ターゲットは磁気を透過し難いため、電子をターゲット近傍に閉じ込めるために必要な電磁界強度を得ることは、非磁性合金ターゲットと比較して困難であるが、磁性合金ターゲットは磁束が透過しやすい（透過磁束密度Ｂｍが大きい）ことが望ましい。
【００２３】
なお、図２に示すように、Ｃｏが７５％未満では飽和磁束密度（Ｂｍ）が低下するので、７５％≦Ｃｏが望ましい。
図３に示すように、Ｆｅ及びＮｉからなる群より選択された少なくとも１種類の元素が２％未満では磁気異方性が強くなるので、２％≦Ｆｅ＋Ｎｉ、が望ましい。
図４に示すように、Ｚｒが３％未満では保磁力（Ｈc ）が増大するので、３％≦Ｚｒ、が望ましい。
図５に示すように、Ｗ、Ｎｂ、Ｔａ及びＭｏからなる群より選択された少なくとも１種類の元素が６％未満では保磁力（Ｈc ）が増大し、また、１２％以上では溶融法によるターゲットに髭等が多発し、蒸着時に異常放電の要因となるので、６％≦Ｔａ≦１２％、が望ましい。
図６に示すように、Ｗ、Ａｕ及びＣｕからなる群より選択された少なくとも１種類の元素が１％未満ではターゲット上の透過磁束密度（ｋＧ）が小さくなり、可とう性の樹脂基材であるポリエステルフィルム（ＰＥＴ）が熱で損傷するので、１％≦Ｃｒ、が望ましい。
【００２４】
前記特異な磁気履歴特性とは、磁性体薄膜（偽造防止膜）に外部交流磁界を印加すると、これに対応して発生する偽造防止膜の磁束密度変化に含まれる周波数スペクトラムの周波数成分に磁性体薄膜固有の出力値を生ずるもので、以下、このような特異な磁気履歴特性を利用した真偽判別法を周波数スペクトラムによる真偽判別法という。前記周波数スペクトラムによる真偽判別法において、周波数スペクトラムは偽造防止膜の磁気履歴曲線の非線形性により外部交流磁界の励磁周波数の倍数の比で出力され、この周波数成分の各次数における出力値の大きさ、すなわち、周波数成分及びその出力値（以下これを周波数スペクトラム・パターンという。）が個々の磁性体薄膜に固有の値を有する点を利用するものである。
【００２５】
一般には、一履歴曲線で強磁性体の材料判別を行おうとした場合、履歴曲線が極めて類似な物質であるとき、被検査材料の大きさを調整したものを用いることで判別が極めて困難になるおそれがあるが、本発明においては、前記周波数スペクトルによる真偽判別法を採用する。あらかじめ設定された真正の強磁性体に固有の周波数周波数スペクトラム・パターンと、周波数スペクトラム真偽判別法により測定した周波数スペクトラム・パターンとを比較・照合して、その一致・不一致により、その物質が本物か偽物かを簡単かつ正確に判別するものである。
【００２６】
図７は周波数スペクトラム分析法を採用した真偽判定装置９の概念図である。
交流電源Ｖ0 から電流調整抵抗９（Ｒ1 ，Ｒ2 ，Ｒ3 ）及び励磁電流制御スイッチＳを介して励磁コイル３に励磁電流が流れ、安全保護紙１に挿入又は埋設された偽造防止体２（磁気線条、磁気スレッド）の磁性薄膜２Ａに交流磁界が印加される。必要に応じてスイッチの切り替え段数を増やすか可変抵抗にしてもよく、また、交流電源Ｖ0 の電圧Ｖｏを変えることで同じ効果を得ることができる。電流コントロールの指示ＩＣは判定回数７より与えられ、どの程度の強さで励磁しているかが常にモニターすることができるようにしておく。励磁コイル３には効率よく偽造防止体２（磁気線条、磁気スレッド）を励起するために透磁率の大きなコアがコイルの中心に挿入される。磁性薄膜２Ａを挟んで励磁コイル３と対向する側（図示の状態）又は励磁コイル３と同じ側（図示せず。）に磁気ヘッド４を設け、磁気ヘッド４により励磁された磁性薄膜２Ａからの磁束密度の変化を検出する。なお、磁気ヘッド４以外でも磁束密度の変化を検出できるものであればホール素子、ＭＲ素子，磁気コイル等を使用しても同様な効果を得ることができる。磁気ヘッド４によって検出した磁束密度の変化に比例した電圧を増幅器５で増幅する。増幅器５で増幅された検出電圧は周波数分析器６で周波数分析された後、判定回路７で判定される。判定回路７は分析の対象である磁性薄膜２Ａから得られた周波数成分及びその出力値（周波数スペクトラム・パターン）が予め設定された基準となる（真正な）磁性薄膜の周波数成分及びその出力値（周波数スペクトラム・パターン）と比較して一致していれば検査された磁性薄膜２Ａを含む偽造防止体２（磁気線条、磁気スレッド）が挿入又は埋設された安全保護紙１は真正であると判別し、違っていれば偽造であると判断する。判定回路７ではこのようにして周波数スペクトラム・パターンを真の材料の値と比例し一致、不一致で真偽判定を行う。この判定回路７は一般にマイクロコンピュータを利用したもので、前述周波数分析器６の分析結果を読み出す機能と励磁電流を制御する機能と、真の材料のスペクトラム強度をあらかじめ記憶する機能とを有する。周波数分析器６の有する機能をこのマイクロコンピュータで行わせることも可能である。
【００２７】
図８は周波数分析器６の一構成図である。増幅器５を介して入力された安全線条２からの磁気検出信号は分析上周波数以上をローパスフィルタ６２によりカットする。帯域制限されたアナログ信号はＡ／Ｄ変換器６３によりディジタル信号に変換される。ディジタル化された信号は一時メモリ６４に記憶される。メモリ６４に記憶された情報はＦＦＴ演算器６５でフーリエ変換され周波数スペクトラム成分に変換される。変換された周波数スペクトラム成分はメモリ６６に記憶され分析結果として判断時に参照される。これらの制御は主制御部６１により行われる。
【００２８】
本発明においては、安全保護紙１に挿入又は埋設された偽造防止体２（磁気線条、磁気スレッド）に形成された非晶質磁性体薄膜２Ａとして、以下に示す６元合金非晶質磁性体薄膜が最適の材料であることを解明した。
本発明の６元合金非晶質磁性体薄膜は、Ｃｏ、Ｚｒ、Ｎｉ、Ｔａ、Ｆｅ、Ｃｒ（６元合金）（成分比（％）：７５≦Ｃｏ、２≦Ｆｅ＋Ｎｉ、３≦Ｚｒ、６≦Ｔａ≦１２、１≦Ｃｒ）からなる非晶質磁性体薄膜である。
【００２９】
本発明の６元合金非晶質磁性体薄膜と従来から採用されているＣｏ、Ｚｒ、Ｎｉ、Ｃｕ（４元合金）からなる４元合金磁性体薄膜非晶質磁性体薄膜（従来例）との材料特性の比較を以下に行う。
図９と図１０は、透磁率等の磁気物性が良く似た２種類の強磁性体について周波数スペクトラム分析法でそれぞれ分析した結果である。横軸は周波数（Ｈｚ）、縦軸はスペクトラムの出力値（Ｖ）である。図面上では比較しやすくするため励起スペクトラムは除いてある。図９は６元合金非晶質磁性体薄膜であり、図１０は４元合金非晶質磁性体薄膜である。図１１に示すように、６元合金非晶質磁性体薄膜は磁気異方性がないため、薄膜に印加する交流磁界の方向に関係なく、周波数スペクトラムの出力電圧を検出することができる。すなわち、短冊状の６元合金非晶質磁性体薄膜の場合、長尺方向、幅方向のいずれの場合においてもそのスペクトラムの出力値（Ｖ）に顕著な差はない。それに対して、４元合金非晶質磁性体薄膜は磁気異方性があるため、薄膜に印加する交流磁界の方向が特に関係し、特定方向のみ周波数スペクトラムの電圧出力を検出することができる。すなわち、短冊状の４元合金非晶質磁性体薄膜の場合、長尺方向、幅方向のいずれか一方向に励磁した場合のみ周波数スペクトラムの電圧出力値（Ｖ）を得るという特性がある。
【００３０】
本発明の６元合金非晶質磁性体薄膜と従来の４元合金非晶質磁性体薄膜とを製膜段階での特性を比較する。
両者共に、４インチＲＦスパッタリング装置を用い、スパッタリング条件を、以下のように設定して、製膜した。
温度：２４゜Ｃ、湿度：６０％、交流電源、到達圧力：５×１０-4Ｐａ、スパッタ圧力：３×１０-1Ｐａ、Ａｒ流量：２０ＳＣＣＭ、スパッタ電力：５００Ｗ、プレスパッタ時間：１０分、スパッタ時間：１２分３０秒（膜厚０．２５μｍを想定して）。製膜した磁性体薄膜の膜厚（μｍ）を測定した結果、図１２に示すように、本発明の６元合金非晶質磁性体薄膜は０．２６８１μｍであるのに対して、４元合金非晶質磁性体薄膜は０．２４３７μｍであった。
その結果、６元合金非晶質磁性体薄膜は４元合金非晶質磁性体薄膜と比較して製膜効率が良く、同一のスパッタ時間で膜厚の厚い膜を得ることができることが判明した。また、同一の膜厚のものであれば６元合金非晶質磁性体薄膜は４元合金非晶質磁性体薄膜よりも短時間で製膜することができる。
【００３１】
また、本発明の６元合金非晶質磁性体薄膜と４元合金非晶質磁性体薄膜との、ターゲット上の透過磁束密度（ｋＧ）の比較結果は、図１３に示すように、６元合金非晶質磁性体薄膜は４元合金非晶質磁性体薄膜と比較して、ターゲット上の透過磁束密度が大きいことが証明された。
【００３２】
以上のように、前記本発明の６元合金非晶質磁性体薄膜は、抗磁力Ｈc が小さく、飽和磁束密度Ｂｍが大きく、磁気異方性が少ないことが前記実験結果から証明された。
【００３３】
本発明の実施例では、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｚｒ、Ｔａ、Ｃｒからなる非晶質磁性体薄膜（６元合金）（成分比（％）：７５≦Ｃｏ、２≦Ｆｅ＋Ｎｉ、３≦Ｚｒ、６≦Ｔａ≦１２、１≦Ｃｒ）を例示したが、非晶質磁性体薄膜としては、前記Ｆｅ＋Ｎｉに替えてＦｅ及びＮｉからなる群より選択された少なくとも１種類の元素、前記Ｔａに替えてＷ、Ｎｂ、Ｔａ及びＭｏからなる群より選択された少なくとも１種類の元素、前記Ｃｒに替えてＣｒ、Ｖ、Ｔｉ、Ｐｔ、Ａｕ及びＣｕからなる群より選択された少なくとも１種類の元素からなる非晶質磁性体薄膜も同様の特性を得ることができる。
【００３４】
本発明は、交流磁界の印加により、交流周波数の高調波のスペクトラムを発生するという、特異な磁気履歴特性を有する非晶質磁性体薄膜からなる偽造防止体を紙層内及び／ 又は表面に付与しているので偽造が困難であり、安全性が極めて高い。また、本発明による真偽判別装置は、本発明の偽造防止体を付与した安全保護紙を対象としてその真偽判別を容易に、迅速かつ確実に、簡単な装置構成により行うことができるため、安全保護紙の取扱い及び信用性を著しく高めることができる。
【００３５】
一般には、一履歴曲線で強磁性体の材料判別を行おうとした場合、履歴曲線が極めて類似な物質であるとき、被検査材料の大きさを調整したものを用いることで判別が極めて困難になるおそれがあるが、本発明による、外部交流磁界による磁束密度変化に含まれる周波数スペクトラム分析法を用いることにより、履歴曲線の非線形性が外部交流励磁周波数の倍数の比で出力され、この周波数成分の各次数における大きさは各強磁性体固有の値をもつので、ある固有値を持った強磁性体の値をあらかじめ知っておくことで、その物質であることを簡単かつ正確に判別することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】（ａ）本発明の６元合金非晶質磁性体薄膜からなる偽造防止体（磁気線条、磁気スレッド）の構成図である。 （ｂ）本発明の偽造防止体（磁気線条、磁気スレッド）が挿入又は埋設された偽造防止体の構成図である。
【図２】本発明の６元（多元）合金非晶質磁性体薄膜におけるＣｏの含有量と飽和磁束密度（Ｂｍ）の関係（測定結果）を示す図である。
【図３】本発明の６元（多元）合金非晶質磁性体薄膜におけるＦｅの含有量と信号出力（ｍＶ）の関係（測定結果）を示す図である。
【図４】本発明の６元（多元）合金非晶質磁性体薄膜におけるＺｒの含有量と保磁力（Ｈｃ）の関係（測定結果）を示す図である。
【図５】本発明の６元（多元）合金非晶質磁性体薄膜におけるＮｂの含有量と保磁力（Ｈｃ）の関係（測定結果）を示す図である。
【図６】本発明の６元（多元）合金非晶質磁性体薄膜におけるＣｒの含有量と透過磁束密度（ｋＧ）の関係（測定結果）を示す図である。
【図７】本発明の偽造防止体及び該偽造防止体の真偽判別装置の構成図である。
【図８】本発明の偽造防止体の真偽判別装置における周波数分析器の構成図である。
【図９】本発明の（スパッタ法により製膜された）６元合金非晶質磁性体薄膜の周波数スペクトラム分析法による分析結果（周波数スペクトラム・パターン）を示す図である。
【図１０】従来の（スパッタ法により製膜された）４元合金非晶質磁性体薄膜の周波数スペクトラム分析法による分析結果（周波数スペクトラム・パターン）を示す図である。
【図１１】を本発明の（スパッタ法により製膜された）６元合金非晶質磁性体薄膜と従来の（スパッタ法により製膜された）４元合金非晶質磁性体薄膜における交流磁界の印加方向（幅方向及び長さ方向）に対する出力信号（ｍＶ）特性を比較した図である。
【図１２】スパッタ法で製膜した膜厚について、本発明の６元合金非晶質磁性体薄膜と従来の４元合金非晶質磁性体薄膜とを比較した図である。
【図１３】スパッタ装置のターゲット上の透過磁束密度について、本発明の６元合金非晶質磁性体薄膜と従来の４元合金非晶質磁性体薄膜とを比較した図である。
【符号の説明】
【００３７】
１ 安全保護紙
１Ａ 紙（又はシート）
２ 偽造防止体（磁気線条、磁気スレッド）
２Ａ 磁気薄膜膜
２Ｂ 樹脂基材
３ 励磁コイル
４ 磁気ヘッド
５ 増幅器
６ 周波数分析器
６１ 主制御部
６２ ローパスフィルタ
６３ Ａ／Ｄ変換器
６４ メモリ
６５ ＦＦＴ演算器
６６ メモリ
７ 判定回路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可とう性の樹脂基材と該樹脂基材上に形成された非晶質磁性体薄膜とからなる偽造防止体であって、前記非晶質磁性体薄膜は抗磁力Ｈc が小さく、飽和磁束密度Ｂｍが大きく、かつ、磁気異方性が少ない磁性材料で、その組成は、Ｍａ−Ｎｂ−Ｘｃ−Ｙｄ−Ｚｅで示され、前記ＭはＣｏ、ＮはＦｅ及びＮｉより選択された少なくとも１種類の元素、ＸはＺｒ、ＹはＷ、Ｎｂ、Ｔａ及びＭｏからなる群より選択された少なくとも１種類の元素、ＺはＣｒ、Ｖ、Ｔｉ、Ｐｔ、Ａｕ及びＣｕからなる群より選択された少なくとも１種類の元素であることを特徴とする偽造防止体。
【請求項２】
前記非晶質磁性体薄膜は、前記ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅが原子パーセントを表し、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＝１００、７５≦ａ、２≦ｂ、３≦ｃ、６≦ｄ≦１２、１≦ｅであることを特徴とする請求項１記載の偽造防止体。
【請求項３】
可とう性の樹脂基材と該樹脂基材上に形成された非晶質磁性体薄膜とからなる偽造防止体であって、前記非晶質磁性体薄膜は抗磁力Ｈc が小さく、飽和磁束密度Ｂｍが大きく、かつ、磁気異方性が少ない磁性材料で、その組成がＣｏ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｚｒ、Ｔａ、Ｃｒからなり、その原子パーセントが、Ｃｏ＋Ｆｅ＋Ｎｉ＋Ｚｒ＋Ｔａ＋Ｃｒ＝１００で、７５≦Ｃｏ、２≦Ｆｅ＋Ｎｉ、３≦Ｚｒ、６≦Ｔａ≦１２、１≦Ｃｒであることを特徴とする偽造防止体。
【請求項４】
前記偽造防止体の非晶質磁性体薄膜に印加された交流磁界に対応して発生する磁束密度変化に含まれる高調波の周波数スペクトラムが、前記非晶質磁性体薄膜に固有の値を有する特異な磁気履歴特性を示すことを特徴とする請求項１、２又は３に記載の偽造防止体。
【請求項５】
前記可とう性の樹脂基材の厚さが４ミクロン以上３０ミクロン以下で、その上に形成された非晶質磁性体薄膜の厚さが０．１ミクロン以上０．５ミクロン以下であることを特徴とする請求項１、２又は３に記載の偽造防止体。
【請求項６】
真偽判別対象である前記偽造防止体に設けた磁性体薄膜に交流磁界を印加し、これに対応して発生する磁束密度変化に含まれる高調波の周波数スペクトラムと、前記請求項１乃至５に記載の真正な非晶質磁性体薄膜の高調波周波数スペクトラムとの一致・不一致により真偽判別を行うことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１つに記載の偽造防止材料の真偽判別方法。
【請求項１】
可とう性の樹脂基材と該樹脂基材上に形成された非晶質磁性体薄膜とからなる偽造防止体であって、前記非晶質磁性体薄膜は抗磁力Ｈc が小さく、飽和磁束密度Ｂｍが大きく、かつ、磁気異方性が少ない磁性材料で、その組成は、Ｍａ−Ｎｂ−Ｘｃ−Ｙｄ−Ｚｅで示され、前記ＭはＣｏ、ＮはＦｅ及びＮｉより選択された少なくとも１種類の元素、ＸはＺｒ、ＹはＷ、Ｎｂ、Ｔａ及びＭｏからなる群より選択された少なくとも１種類の元素、ＺはＣｒ、Ｖ、Ｔｉ、Ｐｔ、Ａｕ及びＣｕからなる群より選択された少なくとも１種類の元素であることを特徴とする偽造防止体。
【請求項２】
前記非晶質磁性体薄膜は、前記ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅが原子パーセントを表し、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＝１００、７５≦ａ、２≦ｂ、３≦ｃ、６≦ｄ≦１２、１≦ｅであることを特徴とする請求項１記載の偽造防止体。
【請求項３】
可とう性の樹脂基材と該樹脂基材上に形成された非晶質磁性体薄膜とからなる偽造防止体であって、前記非晶質磁性体薄膜は抗磁力Ｈc が小さく、飽和磁束密度Ｂｍが大きく、かつ、磁気異方性が少ない磁性材料で、その組成がＣｏ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｚｒ、Ｔａ、Ｃｒからなり、その原子パーセントが、Ｃｏ＋Ｆｅ＋Ｎｉ＋Ｚｒ＋Ｔａ＋Ｃｒ＝１００で、７５≦Ｃｏ、２≦Ｆｅ＋Ｎｉ、３≦Ｚｒ、６≦Ｔａ≦１２、１≦Ｃｒであることを特徴とする偽造防止体。
【請求項４】
前記偽造防止体の非晶質磁性体薄膜に印加された交流磁界に対応して発生する磁束密度変化に含まれる高調波の周波数スペクトラムが、前記非晶質磁性体薄膜に固有の値を有する特異な磁気履歴特性を示すことを特徴とする請求項１、２又は３に記載の偽造防止体。
【請求項５】
前記可とう性の樹脂基材の厚さが４ミクロン以上３０ミクロン以下で、その上に形成された非晶質磁性体薄膜の厚さが０．１ミクロン以上０．５ミクロン以下であることを特徴とする請求項１、２又は３に記載の偽造防止体。
【請求項６】
真偽判別対象である前記偽造防止体に設けた磁性体薄膜に交流磁界を印加し、これに対応して発生する磁束密度変化に含まれる高調波の周波数スペクトラムと、前記請求項１乃至５に記載の真正な非晶質磁性体薄膜の高調波周波数スペクトラムとの一致・不一致により真偽判別を行うことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１つに記載の偽造防止材料の真偽判別方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００６−６００２５（Ｐ２００６−６００２５Ａ）
【公開日】平成１８年３月２日（２００６．３．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２４０５０４（Ｐ２００４−２４０５０４）
【出願日】平成１６年８月２０日（２００４．８．２０）
【出願人】（３０３０１７６７９）独立行政法人 国立印刷局 (471)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年３月２日（２００６．３．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年８月２０日（２００４．８．２０）
【出願人】（３０３０１７６７９）独立行政法人 国立印刷局 (471)
【Ｆターム（参考）】
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