激光辅助标签剂嵌入的制作方法

本涉及对固体衬底进行表面处理的方法，并且更具体地涉及将颗粒熔合到固体衬底的表面的方法。

背景技术：

1、有价制品是所具有的价值足以引起制品是否真实的问题的物品。肆无忌惮的行为者出于经济刺激而伪造诸如硬币和其他货币、纪念硬币和地铁代币的物品，尤其是在制品的面值很高的情况下。为了挫败伪造过程，在称为验证的过程中部署系统来检测什么制品是真实的。

2、有价制品验证可基于检测有价制品的隐性或显性方面。显性方面是人眼可辨别的，并且一些方面往往相对容易被不良行为者检测和击败，但值得注意的例外包括表面全息图或具有角度依赖性反射率的材料的情况。隐性方面是需要定制设备来检测并且对于观察者并不立即显现的那些方面。这些方面包括专门设计的材料的光谱、磁性、偏振和类似属性。

3、荧光体是提供可检测到的发光发射以在多个技术领域中提供安全或识别信息的已知材料。因此，期望找到新颖的方式来将此类材料结合到有价制品中。

4、此外，根据随后的具体实施方式和所附权利要求，结合附图和本背景技术，本公开的其他期望的特征和特性将变得显而易见。

技术实现思路

1、一种固体衬底的表面处理方法包括：将包括发光标签剂颗粒的组合物施加或设置在该固体衬底的表面上，以及利用激光束将这些颗粒的至少一部分熔合在该表面上。在各种实施方案中，该方法包括将激光束引导成使得其入射在该表面上的这些颗粒中的至少一些颗粒上或这些颗粒中的至少一些颗粒的附近，或者入射在该表面的其中存在这些颗粒中的一些颗粒的至少一部分上。这里，该激光束具有足以致使这些颗粒的该激光束入射在其上的至少一部分熔合到该固体衬底的该表面中的功率。在一个实施方案中，这些发光标签剂颗粒包含稀土元素或过渡金属化合物，或两者。在各种实施方案中，该固体衬底是金属的或非金属的，并且在是金属的情况下，该固体衬底可以是含铁的或非铁的。在示例性实施方案中，该固体衬底呈硬币、硬币坯件或任何这种前体的形式。

2、在其他示例性实施方案中，该固体衬底可以是金属或其他材料的3d打印零件。在其他示例性实施方案中，该固体衬底可以是可用作聚合物货币、驾照和其他高价物体的载体(conduit)的塑料，如聚合物。

3、该入射激光束可被引导成使得其将制品熔合到该固体衬底的整个表面或少于整个表面中。例如，该激光束可被引导到装载有颗粒的该表面上，以便形成固定这些发光颗粒的凹槽或其他特征。该方法可包括另外步骤：使金属表面经受机械加工，诸如清洁、冲洗、空气干燥或超声处理，以移除未由所引导的激光束熔合到该表面中的颗粒。

4、在另一实施方案中，一种有价制品包含：金属衬底；以及发光标签剂组合物，该发光标签剂组合物利用激光能量熔合(或以其他方式紧密地约束或嵌入)到该衬底的表面中。除主体材料之外，该标签剂组合物包含磷光体，该磷光体可包含过渡金属或稀土元素或它们的组合。

5、还提供了一种用于验证有价制品的方法，该方法包括利用特制检测器来检测光发射及其突出特性。光由通过激发结合到该有价制品的表面中的发光标签剂颗粒而提供的发射产生。这些标签剂结合在规则图案或不规则或随机图案中。该图案对应于通过对包含这些标签剂颗粒的该表面进行该激光处理而创建的这些特征的图案。

6、在一个实施方案中，这些标签剂结合在将包括关于该制品的真实性的信息的图案中，其中这些标签剂颗粒在该图案内的特定位置可用于编码信息。图案的示例包括类条形码图案、类2d矩阵码或具有恒定或可变螺距的螺旋线。

7、在此方法中，形成该图案的这些特征可根据需要具有约0.1微米至约100微米、约1微米至100微米或约10微米至约100微米量级的尺寸(即，在该衬底的该表面的二维平面中测量的长度或宽度)和约0.05微米至约10微米的表面粗糙度，以提供对该标签剂颗粒的适当约束以及辅助检测和验证过程。

1.一种固体衬底的表面处理方法，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，包括：

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述激光束具有足以致使所述颗粒的所述激光束入射在其上的至少一部分熔合到所述固体衬底的所述表面中的功率。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述激光束被引导成以便将颗粒约束到所述衬底的少于整个表面中。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述激光束被引导到所述颗粒上和所述表面上，以在所述表面中生成包括所述发光颗粒的特征。

6.根据权利要求1所述的方法，其中所述激光束被引导到所述颗粒上和所述表面上，以生成将所述发光标签剂颗粒钉扎、夹紧或以其他方式约束到所述表面中的局部表面畸变。

7.根据权利要求1所述的方法，还包括：机械地移除未由所引导的激光束熔合到所述表面中的颗粒。

8.一种有价制品，包括：衬底；和发光标签剂组合物，所述发光标签剂组合物利用激光能量约束到所述衬底的表面界面中。

9.根据权利要求8所述的有价制品，其中所述标签剂组合物包含过渡金属和/或稀土元素。

10.根据权利要求9所述的有价制品，选自由硬币、硬币坯件、代币、奖章、游戏筹码、纪念硬币和货币组成的组。