JP2006247871A - 偽造防止カード - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明は、基板上でランダムに成長させた金属ナノ粒子を用いた高度に偽造防止性が付与されたカード、その製造方法、及び該偽造防止カードを用いた認証識別方法を提供する。
【解決手段】金属ナノ粒子のパターンを有する基板（チップ）が組み込まれた偽造防止カード、並びに、該偽造防止カードの識別方法であって、該偽造防止カードの金属ナノ粒子のパターンを有する基板（チップ）部分を、光レーザー又は磁気ヘッドを用いて識別することを特徴とする識別方法。
【選択図】なし
【解決手段】金属ナノ粒子のパターンを有する基板（チップ）が組み込まれた偽造防止カード、並びに、該偽造防止カードの識別方法であって、該偽造防止カードの金属ナノ粒子のパターンを有する基板（チップ）部分を、光レーザー又は磁気ヘッドを用いて識別することを特徴とする識別方法。
【選択図】なし
Description
本発明は、偽造防止カードに関する。
近年、キャッシュカード等の発行枚数の増加と共に、本人の知らないうちにキャッシュカードのデータや暗証番号が盗まれ、現金が引き落とされるスキミングという手口の偽造カード犯罪など、カード偽造による被害が年々増加の一途をたどり、社会に混乱をもたらしている。
これに対し、指紋や静脈認証等の生体情報によるカード認証が研究開発されてきている。しかし、指紋や生体認証等の生体情報は、より確実な本人確認の方法であるが、プライバシー保護の観点から情報の保護には今まで以上の注意が必要となる。また、ＩＣカードの普及も待たれるが、高価であり偽造防止の観点からも必ずしも十分ではない。
そのため、カード本体に特有の情報を持たせて、電子情報のみをコピーしても偽造が出来ないような偽造防止カードが望まれている。
ところで、非特許文献１には、インジウムスズオキサイド（ＩＴＯ）上に、金属ナノ粒子を固定化する技術が報告されている。
Electrochemistry Communications 6 (2004) 683-688
Electrochemistry Communications 6 (2004) 683-688
本発明は、基板上でランダムに成長させた金属ナノ粒子を識別標識として用いた高度に偽造防止性が付与されたカード、その製造方法、及び該偽造防止カードを用いた認証識別方法を提供することを目的とする。
本発明者は、上記の課題を解決するために鋭意研究を行った結果、基板上に金属ナノ粒子をランダムに成長させて得られる金属ナノ粒子成長パターンが、微細構造を有しかつ二度と同じパターンが形成されないことに着目し、これをカードに組み込むことにより、光レーザー、磁気ヘッド等で読み取りが可能な極めて高い偽造防止性を有するカードとして利用できることを見出した。本発明者は、かかる知見に基づき、さらに研究を重ねた結果、本発明を完成するに至った。
即ち、本発明は、次に示す偽造防止カード、その製造方法、及び該偽造防止カードを用いた認証識別方法を提供する。
項１．金属ナノ粒子のパターンを有する基板がカードに組み込まれてなる偽造防止カード。
項２．金属ナノ粒子が基板表面に付着してパターンを形成している項１に記載の偽造防止カード。
項３．金属ナノ粒子が付着する基板表面に保護層を有する項２に記載の偽造防止カード。
項４．基板表面に付着した金属ナノ粒子の平均粒子径が１〜１０００ｎｍ程度である項２又は３に記載の偽造防止カード。
項５．金属ナノ粒子とバインダーとの混合物を基板表面にコートして得られる基板がカードに組み込まれてなる偽造防止カード。
項６．カードが、キャッシュカード、クレジットカード、デビットカード、セキュリティーカード、身分証明書カード及び会員カードからなる群より選ばれる少なくとも１種である項１〜５のいずれかに記載の偽造防止カード。
項７．項１〜６のいずれかに記載の偽造防止カードを用いた識別方法であって、該偽造防止カードの金属ナノ粒子のパターンを有する基板部分を、光レーザー又は磁気ヘッドを用いて識別することを特徴とする識別方法。
項８．項１〜６のいずれかに記載の偽造防止カードの使用方法であって、使用前に前記偽造防止カードにおける金属ナノ粒子のパターンを情報として取得し、該偽造防止カード使用時に上記の読み取り装置により読み取った情報を照合させて両者が一致していることを確認して偽造カードでない本物であることを確認し、その後該偽造防止カードに内蔵された情報にアクセスする使用方法。
以下、本発明を詳述する。
１．偽造防止カード
本発明の偽造防止カードは、金属ナノ粒子のパターンを表面に有する基板（チップ）がカードに組み込まれたものである。ここで金属ナノ粒子とは、ナノメートルの平均粒子径を有する金属粒子を意味する。
１．偽造防止カード
本発明の偽造防止カードは、金属ナノ粒子のパターンを表面に有する基板（チップ）がカードに組み込まれたものである。ここで金属ナノ粒子とは、ナノメートルの平均粒子径を有する金属粒子を意味する。
本発明で用いられるカードとは、使用者が特定され使用されるカードであれば特に限定はなく、例えば、キャッシュカード、クレジットカード、デビットカード、セキュリティーカード、身分証明書（学生証、パスポート、社員証等）カード、各種会員カード等が挙げられ、いずれのカードにも適用できる。
金属ナノ粒子を有する基板としては、プラスチック、ガラス、金属等いずれの材質であってもよい。強度の点から、ガラスが好適である。その大きさや形状も、カードの表面や内部に収納できる大きさや形状であれば特に限定はないが、現行のカードに取り付けが容易な四角形状（正方形、長方形、ストライブ形状等）、円形、三角形、楕円形等、或いはハートやクローバー等の複雑な形状であってもよい。基板の厚みは問わないが、従来のカードの厚みに合わせて１ｍｍ以下、特に０．１〜０．５ｍｍ程度が好ましい。基板面に凹凸があってもよいが、読取機の操作性を考慮して、基板の外形は円形又は四角形状で基板面は平滑であるのが好ましい。
本発明の偽造防止カードは、基板上に金属ナノ粒子の微細なパターンを有している。この粒子パターンは、ナノオーダーの粒子（粒状、竿状、針状等を含む）から形成されており、通常、平均粒子径が１〜１０００ｎｍ程度、特に５〜１００ｎｍ程度の金属ナノ粒子が、基板上にランダムに形成されている。該金属ナノ粒子のパターンは、その成長過程で同一のものが形成されない点に特徴を有し、本発明はこのパターンの特徴を利用して偽造防止カードに適用したものである。ここで、平均粒子径とは、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で測定した粒子の平均径を意味する。
該金属粒子パターンを保護するために、金属ナノ粒子のパターンを有する基板表面上に保護層を有しているのが好ましい。保護層は、被覆により金属粒子の劣化を抑制することができ、耐久性があり、かつ透明性の高いものであることが好ましく、例えば、結晶性ガラス、非晶質ガラス等のガラス質材料、ポリカーボネート等の樹脂材料、ＤＬＣ（ダイヤモンド・ライク・カーボン）などの材料が好ましい。特にポリカーボネート等の樹脂材料が好ましい。保護層の厚さは、通常、１０〜１００μｍ程度であればよい。
金属ナノ粒子パターンを有する基板は、カードの表面のいずれかの部分に配置されている。読み取りの簡便性を考慮して、カード中央部以外の端部分に基板を配置するのが好ましい。
本発明の偽造防止カードの具体例を、図１に示す。図１に示す偽造防止カードは、金属微粒子のパターンを表面に有する円形の基板（チップ）がカードの角付近に配置されてなるものである。
２．偽造防止カードの製造方法
本発明の偽造防止カードは、例えば、次のような方法で製造することができる。
２．偽造防止カードの製造方法
本発明の偽造防止カードは、例えば、次のような方法で製造することができる。
基板を、基板上で成長させたい平均粒子径１０ｎｍ以下の金属ナノ粒子の分散した溶液（以下、「核粒子分散液」とも呼ぶ）に浸し、粒子成長の核となる金属ナノ粒子（核粒子）を基板に付着させる。各粒子が吸着された基板を、成長させたい金属イオンを加えた溶液（以下、「粒子成長溶液」とも呼ぶ）に浸し、基板に付着した金属ナノ粒子を成長させる。金属の種類としては、金、白金、銀等の貴金属類や鉄、銅、ニッケルの卑金属まで、特定はしない。
核粒子分散液は、金属源の金属塩、分散剤、還元剤及び溶媒から調整することができる。金属源は、塩化物、硝酸塩等の金属塩が例示され、溶液中で金属イオンになるものであればかまわない。具体的には塩化金ナトリウム、塩化白金酸、硝酸銀、硝酸ニッケル等が挙げられる。分散剤は、クエン酸ナトリウムのみならず、クエン酸、ポリビニルピロリドン、ポリアクリル酸、ポリエチレンイミン、エチレングリコール、グリセリン、エチルアルコール、ドデシル硫酸ナトリウム、ＣＴＡＢ等も可能である。還元剤は、NaBH4、エタノール、エチレングリコール、ヒドロキノン、ピロガロール、ヒドラジン、アルコルビン酸等が挙げられる。
粒子成長溶液は、金属源、分散剤、添加剤及び還元剤を含有する。金属源としては、塩化金ナトリウム、塩化白金酸、硝酸銀、硝酸ニッケルが挙げられ、CATB、分散剤としては、クエン酸、ポリビニルピロリドン、ポリアクリル酸、ポリエチレンイミン、エチレングリコール、グリセリン、エチルアルコール、ドデシル硫酸ナトリウム等が挙げられ、添加剤としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム等の水酸化物や炭酸塩、アンモニア等が挙げられる。還元剤としては、アスコルビン酸、NaBH4、エタノール、エチレングリコール、ヒドロキノン、ピロガロール、ヒドラジン、アルコルビン酸が挙げられる。より具体的には、金属が金の場合、純水に塩化金酸、CTAB、アスコルビン酸及び水酸化ナトリウムを加えた水溶液が挙げられる。
また、核粒子分散液又は粒子成長溶液の溶媒は純水のみならず、エチルアルコール、エチレングリコール等のアルコール類、トルエン、ベンゼン等の有機溶媒を用いても良い。
核粒子分散液を調製する際の温度は、常温（２０℃程度）〜２００℃、特に核粒子分散液は２０〜１００℃程度が好ましい。基板上の核粒子を成長させる際の金属イオン含有溶液（粒子成長溶液）の温度は、２０〜３０℃程度が好ましい。圧力は大気圧で良い。
各溶液における金属源のモル濃度は、通常０．００１〜０．５Ｍ程度であればよい。また、分散剤及び還元剤の添加量は、それぞれ、各溶液における金属源のモル濃度に対して１／１０〜１００倍の濃度で加えることが出来る。ただし、エタノールやエチレングリコールのように溶媒としても用いるものはこの限りではない。
粒子が成長した基板を粒子成長溶液から取出し、付着した界面活性剤、還元剤等を除去する。洗浄方法は特に特定はしないが、付着した金属ナノ粒子がとれないように留意しながら流水又は超音波洗浄することが好ましい。
次いで、得られた粒子パターンが成長した基板表面を保護する為、粒子が成長した面をコーティングして保護層を形成する。保護層は透明性が高くかつ耐久性が高い樹脂、ガラスなどの素材が好ましく、上記したガラス質材料、樹脂材料等が用いられ、特にポリカーボネートが好ましい。コーティング方法は、特に指定はしないがディップコーティング又はスピンコーティングが好ましい。表面保護層の形成は、カード組込前、後、どちらでも良く、公知の方法を採用できる。
粒子が付着した基板のカードへの組込方法は、対象となるカードに粒子が付着した基板と同じサイズの穴を空けて該基板をその穴に埋め込んだり、又は、該基板をカードに直接貼り付けても良い。かくして本発明の偽造防止カードが作成される。
或いは、金属源、分散剤、還元剤及び溶媒を含む溶液から、基板に付着させるのに適した所望の大きさに金属ナノ粒子を成長させた後、これを単離調整し、得られた金属ナノ粒子とバインダーとの混合物を基板上に塗布して、成長した粒子を基板に接着させてもよい。成長した金属ナノ粒子の平均粒子径は、１〜５００ｎｍ程度、５〜１００ｎｍ程度であればよい。
金属源は、塩化物、硝酸塩等の金属塩が例示され、溶液中で金属イオンになるものであればかまわない。具体的には塩化金ナトリウム、塩化白金酸、硝酸銀、硝酸ニッケル等が挙げられる。分散剤は、クエン酸ナトリウムのみならず、クエン酸、ポリビニルピロリドン、ポリアクリル酸、ポリエチレンイミン、エチレングリコール、グリセリン、エチルアルコール、ドデシル硫酸ナトリウム、ＣＴＡＢ等も可能である。還元剤は、NaBH4、エタノール、エチレングリコール、ヒドロキノン、ピロガロール、ヒドラジン、アルコルビン酸等が挙げられる。なお、添加剤として水酸化ナトリウムや水酸化カリウムや炭酸ナトリウム等の水酸化物や炭酸塩、アンモニアなどを加えても良い。
また、溶媒は純水のみならず、エチルアルコール、エチレングリコール等のアルコール類、トルエン、ベンゼン等の有機溶媒を用いても良い。
金属ナノ粒子を調製する際の溶液の温度は、常温（２０℃程度）〜２００℃、特に核粒子分散液は２０〜１００℃程度が好ましい。圧力は大気圧で良い。
溶液における金属源のモル濃度は、通常０．００１〜０．５Ｍ程度であればよい。また、分散剤及び還元剤の添加量は、それぞれ、該溶液における金属源のモル濃度に対して１／１０〜１００倍の濃度で加えることが出来る。ただし、エタノールやエチレングリコールのように溶媒としても用いるものはこの限りではない。
上記で調製した金属粒子を減圧乾燥又は濃縮する。得られた乾燥金属粒子を、バインダーと混合して基板に塗布する。バインダーとしては、例えば、フェノール系樹脂、ウレタン系樹脂、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、天然樹脂、もしくはその変性樹脂などを利用することができる。特に、透明性、耐久性等の点からポリカーボネート系樹脂が好ましい。コーティング方法は特に指定はしないが、ディップコーティング又はスピンコーティングが好ましい。バインダーとともに金属粒子を基板に塗布した後乾燥する。
乾燥して得られた基板は、そのままカードへの組込むこととができる。なお、上記のようにバインダーとともに金属粒子を基板に塗布する場合でも、基板表面の保護性を向上させるため、更に上記と同様に保護層を形成してもよい。カードへの組込みは、従来のカードに基板と同じサイズの穴を空け埋め込むか、又は、カードに直接貼り付けても良い。かくして本発明の偽造防止カードが作成される。
３．偽造防止カードの使用方法
本発明の偽造防止カードは、上記のようにカードの一部に、金属ナノ粒子のパターンを表面に有する基板（チップ）が組み込まれている。この金属ナノ粒子のパターンを利用して、その微細な相違を識別することにより偽造防止性が付与される。
３．偽造防止カードの使用方法
本発明の偽造防止カードは、上記のようにカードの一部に、金属ナノ粒子のパターンを表面に有する基板（チップ）が組み込まれている。この金属ナノ粒子のパターンを利用して、その微細な相違を識別することにより偽造防止性が付与される。
本発明の偽造防止カードは、例えば、基板（チップ）部分を光レーザー、磁気ヘッド等の読み取り装置によりこの金属ナノ粒子のパターンを読み取り識別する。具体的には、あらかじめ使用前のカードにおける金属ナノ粒子のパターンを情報として取得し、カード使用時に上記の読み取り装置により読み取った情報を照合させて、両者が一致していることを確認して偽造カードでない本物であることを確認する。
光レーザーで読み取る場合は、通常、光レーザー発信源に本発明の偽造防止カードのチップ部分をかざして、レーザーの反射光を読みとることにより行う。これにより、高い精度で金属ナノ粒子の微細パターンを検出し、高い識別が可能となる。
従来のフォトレジスト等を利用したパターンニングでは１００ｎｍ程度が限界であり、ブルーレイディスクで１５０ｎｍ、汎用性の高いＤＶＤでは４００ｎｍでの凹凸の作成が限界である。本技術で製作したパターンは約５ｎｍ幅から製作可能であり、偽造が困難である。
また、磁気ヘッドで読み取る場合は、本発明の偽造防止カードのチップ部分を任意方向に磁化しておき、これを磁気ヘッドで読み取ることにより行う。これにより、高い精度で金属ナノ粒子の微細パターンを検出し、高い識別が可能となる。
従来の磁気テープなどの磁気記録面は、塗布された磁性体粒子から出来ており、記録を書き、磁化された磁性粒子間には磁化が互いに反転する遷移領域がある。この為、記録密度の高いパターンは作れない。本技術で製作した磁性粒子パターンは粒子間には基板しかなく、遷移領域が無い為、パターンを細密に出来る。この為、偽造が困難となる。
本発明の偽造防止カードにおける金属ナノ粒子のパターンを読み取り装置により読み取り、偽造物カードでないことを確認した後、同カードに内蔵されたＩＣチップなどにアクセスしてカード本来の機能が発揮される。
本発明の偽造防止カードは、ランダムに成長させた金属ナノ粒子を有する基板が組み込まれている。この金属ナノ粒子は、同じパターンは２度と生まれない為、偽造できない一枚特有の情報が得られるという特徴を有している。そのため、偽造が困難であり、スキミング不可能であるという利点を有している。また、指紋や静脈認証等の個人情報を識別条件とするものではないため、プライバシー保護の観点からも有利である。しかも、製造が極めて容易であり、現行のカードに追加出来るという利点も有している。
次に本発明を、以下の実施例によって更に詳述するが、本発明はこれに限定されるものではない。
実施例１
純水18 mlに、0.01M塩化金酸0.5 ml、0.01 Mクエン酸ナトリウム0.5 ml、0.1M NaBH4 0.5 mlを加えて、２５℃で１時間撹拌することにより、平均粒子径４ｎｍの金ナノ粒子が分散した溶液（核粒子分散液）を得た。
純水18 mlに、0.01M塩化金酸0.5 ml、0.01 Mクエン酸ナトリウム0.5 ml、0.1M NaBH4 0.5 mlを加えて、２５℃で１時間撹拌することにより、平均粒子径４ｎｍの金ナノ粒子が分散した溶液（核粒子分散液）を得た。
この溶液に、円形状（直径１ｃｍ）のプラスチック基板を、２５℃で２時間浸漬して、粒子成長の核となる金属粒子（核粒子）を基板に吸着させた。
核粒子が吸着された基板を、粒子成長溶液に２５℃で２４時間浸漬して、基板上の粒子を成長させた。粒子成長溶液は、0.1 M CTAB 90 mlに0.01 M 塩化金酸 2.5 ml、0.1 M アスコルビン酸の0.5 ml、0.1 M 水酸化ナトリウム0.5 mlを加えた溶液を用いた。基板上の粒子の平均粒子径は、３０〜６０ｎｍ程度であった。基板上の粒子の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真を図２に示す。なお、（Ｂ）は拡大図である。
得られた基板の金属粒子が成長された面に、ポリカーボネート樹脂をディップコーティングして、厚さ５０μｍの保護層を形成した。
保護層を設けた基板を、プラスチック製のカード（８．５ｃｍ×５．４ｃｍ）の一部に貼り付けて本発明の偽造防止カードを製造した。具体例を図１に示す。
実施例２
エタノールを含む水溶液（エタノール含量50体積％）中に、塩化白金酸（Ｈ２ＰｔＣｌ６）0.5ｍＭ、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）3ｍＭになるよう各成分を加えて溶液を調製した。溶液を常圧下（0.1ＭＰａ程度）、100℃で、10〜60分加熱撹拌することにより、平均粒子径２〜５ｎｍの白金ナノ粒子が分散成長した溶液を得た。この溶液を蒸発乾固して平均粒子径２〜５ｎｍの白金ナノ粒子を得た。
エタノールを含む水溶液（エタノール含量50体積％）中に、塩化白金酸（Ｈ２ＰｔＣｌ６）0.5ｍＭ、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）3ｍＭになるよう各成分を加えて溶液を調製した。溶液を常圧下（0.1ＭＰａ程度）、100℃で、10〜60分加熱撹拌することにより、平均粒子径２〜５ｎｍの白金ナノ粒子が分散成長した溶液を得た。この溶液を蒸発乾固して平均粒子径２〜５ｎｍの白金ナノ粒子を得た。
この粒子１ｇとバインダー（ポリカーボネート樹脂）１ｇを均一に混合し、これを円形状（直径１ｃｍ）のプラスチック基板にディップコートして乾燥した。
得られた基板を、プラスチック製のカード（８．５ｃｍ×５．４ｃｍ）の一部に貼り付けて本発明の偽造防止カードを製造した。具体的には、上記図１と同様のカードを製造した。
Claims (8)
- 金属ナノ粒子のパターンを有する基板がカードに組み込まれてなる偽造防止カード。
- 金属ナノ粒子が基板表面に付着してパターンを形成している請求項１に記載の偽造防止カード。
- 金属ナノ粒子が付着する基板表面に保護層を有する請求項２に記載の偽造防止カード。
- 基板表面に付着した金属ナノ粒子の平均粒子径が１〜１０００ｎｍ程度である請求項２又は３に記載の偽造防止カード。
- 金属ナノ粒子とバインダーとの混合物を基板表面にコートして得られる基板がカードに組み込まれてなる偽造防止カード。
- カードが、キャッシュカード、クレジットカード、デビットカード、セキュリティーカード、身分証明書カード及び会員カードからなる群より選ばれる少なくとも１種である請求項１〜５のいずれかに記載の偽造防止カード。
- 請求項１〜６のいずれかに記載の偽造防止カードを用いた識別方法であって、該偽造防止カードの金属ナノ粒子のパターンを有する基板部分を、光レーザー又は磁気ヘッドを用いて識別することを特徴とする識別方法。
- 請求項１〜６のいずれかに記載の偽造防止カードの使用方法であって、使用前に前記偽造防止カードにおける金属ナノ粒子のパターンを情報として取得し、該偽造防止カード使用時に上記の読み取り装置により読み取った情報を照合させて両者が一致していることを確認して偽造カードでない本物であることを確認し、その後該偽造防止カードに内蔵された情報にアクセスする使用方法。
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