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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überprüfung der Echtheit von Wertdokumenten wie z.B. Banknoten.
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Banknoten stellen Urkunden mit aufgedrucktem Nominalwert dar, welche von Landes- oder Zentralbanken ausgegeben und in Umlauf gebracht werden. Ferner sind Banknoten als solches Tausch- und Zahlungsmittel einer Währung im entsprechenden Währungsraum. Banknoten treten in Form von bedruckten Geldscheinen auf.
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Um Fälschungen zu erschweren oder zu verhindern, werden zur Herstellung von Wertdokumenten, wie zum Beispiel Banknoten, nicht ohne weiteres verfügbare Materialien, wie z.B. Sonderfarben für den Druck verwendet.
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Als weitere Sicherheitsstufe werden Sicherheitsmerkmale eingesetzt, die nur schwierig zu kopieren, aber mit einfachen Hilfsmitteln nachzuweisen sind. Hierzu gehören Mikroschrift, Guillochen - Muster aus feinen Linien, die sich teilweise überlagern oder Lücken bilden und so einen räumlichen Eindruck erzeugen - und fluoreszierende oder phosphoreszierende Muster, die mit einem UV-Prüfgerät nachgewiesen werden. Für maschinelle Prüfungen durch Sortiermaschinen oder Einzahlungsgeräte (Verkaufsautomaten) gibt es darüber hinaus unsichtbare Sicherheitsmerkmale, die entweder als Bestandteil des Substrats (Papier oder Polymer) oder der Druckfarben eingebracht werden. Hierzu gehören die physikalisch messbaren Eigenschaften des Sicherheitsfadens oder der Druckfarben.
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Das Drucken der Sicherheitsmale auf Wertdokumenten wie Banknoten erfolgt üblicherweise mittels Offset-, Simultan-, Hoch-, Flach- oder Kontaktdruck-Verfahren.
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Bei der Herstellung von Sicherheitsdokumenten wie beispielsweise Personalausweisen oder Reisepässen werden hingegen aus verfahrenstechnischen und Kostengründen im allgemeinen digitale Druckverfahren eingesetzt. Unter dem Begriff Digitaldruck oder digitales Druckverfahren werden Druckverfahren zusammengefasst, bei denen Druckinformationen, aus denen ein Druckbild aufgebaut wird, direkt von einem Computer zu einer Druckeinrichtung übertragen werden und ein Drucken von der Druckeinrichtung ohne Verwendung einer statischen Druckform ausgeführt wird. Die am weitesten verbreiteten digitalen Druckverfahren sind Elektrofotographie, Laserdruck, Thermodruck und Tintenstrahldruck.
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Im Stand der Technik sind unterschiedliche Farbsysteme bekannt, die einen Farbraum aufspannen. Im Druckbereich wird häufig das Cyan-Magenta-Gelb(Yellow)-Farbsystem oder ein um einen vierten Farbton ergänztes Farbsystem (CMYK-Farbsystem) verwendet.
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Um ein möglichst fälschungssicheres Sicherheitsmerkmal bereitzustellen, wurde vorgeschlagen, für den Druck metamere Farbformulierungen einzusetzen, d.h. eine erste Farbformulierung und eine zweite Farbformulierung, die unter bestimmten Bedingungen identische Farbvalenzen erzeugen, also den gleichen Farbeindruck hervorrufen, bei einer Änderung der Bedingungen jedoch zu einer unterschiedlichen Farbwahrnehmung führen.
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Aus der
DE 10 2008 012 425 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung von Sicherheits- oder Wertdokumenten mittels Digitaldruck bekannt, bei dem zwei Farbformulierungen, die sich im verdruckten Zustand mindestens in einem physikalischen Unterscheidungsmerkmal unterscheiden, eingesetzt werden, wobei sich die beiden auf einem Sicherheits- oder Wertdokument verdruckten Farbformulierungen für einen menschlichen Betrachter bei einer Sichtprüfung der Druckinformation nicht, bei einer Auswertung unter Ausnutzung des physikalischen Unterscheidungsmerkmals jedoch unterscheiden. Insbesondere handelt es sich bei den Farbformulierungen um metamere Farbformulierungen aus dem CMY-, CYMK- oder RGB-Farbsystem.
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Die
DE 10 2016 201 709 A1 schlägt als Sicherheitsmerkmal für Sicherheits- oder Wertdokumente einen Sicherheitsdruck mit mindestens zwei unterschiedliche Farbeindrücke hervorrufende Druckfarben C, M, Y und mit mindestens einer schwarz erscheinenden Druckfarbe K, K
+ vor, wobei mindestens eine der zwei unterschiedliche Farbeindrücke hervorrufenden Druckfarben und mindestens eine schwarz erscheinende Druckfarbe K
+ jeweils einen IR-Absorber erhält.
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Die US 2010 / 0 075 241 A1 lehrt ein Tonerset, bei dem einige, jedoch nicht alle Toner ein fluoreszierendes Mittel aufweisen und die Toner einer ersten und einer zweiten Tonergruppe unter Umgebungslicht im wesentlichen denselben Farbeindruck aufweisen, sich jedoch bei Bestrahlung mit energiereicher Strahlung unterscheiden.
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Sicherheitsvorrichtungen, die eine erste und eine zweite Tinte aufweisen, die jeweils in entsprechenden seitlich versetzten ersten und zweiten Bereichen angeordnet sind, wobei erste und die zweite Tinte jeweils ein entsprechendes lumineszierendes Material umfassen und die erste und die zweite Tinte im sichtbaren Licht im wesentlichen dieselbe Farbe und im sichtbaren Licht und bei zusätzlicher Anregung mit UV-Strahlung andere Farben aufweisen, sind aus der US 2020 / 0 139 744 A1 bekannt.
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Die bekannten Sicherheitsmerkmale beruhen darauf, dass der Betrachter bei identischer Beleuchtung den Unterschied zwischen den beiden metameren Druckfarben nicht erkennen kann, dieser jedoch bei einer anderen Beleuchtung/Bestrahlung sichtbar ist.
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Das Maß für die Metamerie ist der Metamerieindex, der angibt, wie weit sich bedingt gleiche Farben bei unterschiedlicher Beleuchtung unterscheiden. Das Maß des Metamerieindexes ist Delta E der untersuchten Farbe bei zwei festgelegten, verschiedenen Beleuchtungen. Als metameriefrei gilt eine Farbe, deren Delta E bezüglich zweier vereinbarter Lichtquellen nicht größer als 0,5 ist, für ungeübte Beobachter nicht größer als 1,0.
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Ein Verfahren zur Verifikation eines Sicherheitsdokuments mittels eines Lesegeräts ist aus der
DE 10 2017 102 556 A1 bekannt.
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Ein Verfahren zur Reproduktion von Sonderfarben mit Primärdruckfarben und Sekundärdruckfarben ist aus der
DE 10 2004 001 937 A1 bekannt.
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Die
DE 10 2008 012 425 A1 lehrt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen von Sicherheits- und/oder Wertdruckstücken.
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Bei den bekannten auf Metamerie beruhenden Sicherheitsmerkmalen kann der Betrachter bei identischer Beleuchtung den Unterschied zwischen den metameren Druckfarben nicht erkennen, dieser ist jedoch bei einer anderen Beleuchtung/Bestrahlung sichtbar.
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Nachteilig am Einsatz metameren Farben ist, dass deren Einsatz für Fälscher durch Bestrahlung mit einer anderen Wellenlänge wie beispielsweise UV oder IR erkennbar ist. Zudem ist für die Verifizierung der Echtheit eines Sicherheitsmerkmals die Bestrahlung mit verschiedenen Wellenlängen erforderlich.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Überprüfung der Echtheit von Wertdokumenten mit Sicherheitsmerkmalen wie Banknoten bereitzustellen, wobei die Sicherheitsmerkmale einen guten Kopierschutz gegenüber digitalen Kopiergeräten gewährleisten, schwer erkennbar und weitgehend fälschungssicher sind.
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Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
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Erfindungsgemäß erfolgt die Überprüfung der Echtheit an einem Wertdokument, insbesondere einer Banknote, die einen flächigen Druckbereich mit wenigstens zwei Einzeldruckbereichen aufweist, wobei der erste Einzeldruckbereich mit einer ersten schwarzen Druckfarbe und der zweite Einzeldruckbereich mit einer zweiten schwarzen Druckfarbe bedruckt ist und der Farbabstand Delta E der beiden Druckfarben zwischen 0,2 und 1,0 beträgt. Dieser Farbabstand Delta E ist so gering, dass er mit einem digitalen Kopiergerät aufgrund dessen Gamut nicht reproduziert werden kann. Bei einem Fälschungsversuch würde das Kopiergerät einen flächigen einheitlich schwarzen Druckbereich abbilden.
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Auch für einen normalsichtigen Betrachter ist ein Farbabstand Delta E von 0,2 bis 1,0 nicht oder nahezu nicht erkennbar. Alle Einzeldruckbereiche zusammen erscheinen für den Normalbetrachter als ein homogen schwarzer flächiger Druckbereich.
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Eine Überprüfung der Echtheit des Sicherheitsmerkmals auf dem Wertdokument, insbesondere der Banknote, kann mit einem geeigneten Messgerät wie einem Spektrometer oder einem Spektrodensitometer und Vergleich der Messwerte mit einer geheimen Mastervorlage erfolgen.
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Hierbei wird an verschiedenen in der Mastervorlage definierten Positionen, d. h. Einzeldruckbereichen auf dem Wertdokument, jeweils der Farbort gemessen und der Farbabstand Delta E zwischen den gemessenen, verschieden definierten Positionen bestimmt. Entsprechen die bestimmten Farbabstände Delta E den in der Mastervorlage hinterlegten Werten, ist das Sicherheitsmerkmal echt. Weichen die an bestimmten Positionen bestimmten Farbabstände von den vorgegebenen Werten ab, so liegt eine Fälschung vor.
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Die Auswertung der gemessenen/berechneten Farbabstände hat selbstverständlich unter Berücksichtigung der in Bezug auf das betreffende Messgerät spezifischen Exemplarstreuung von Delta E zu erfolgen, die je nach Messgerät bei 0,3 oder weniger liegt.
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Damit der Farbabstand jedoch spektralanalytisch detektierbar ist, muss er größer als 0,2 und vorzugsweise größer als 0,3 und vorzugsweise größer als 0,4 sein.
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Der Farbabstand wird normalerweise als Delta E angegeben. Jeder real auftretenden Farbe, auch jeder von einem Gerät abgegebenen oder gemessenen Farbe, lässt sich in einem dreidimensionalen Raum ein Farbort zuordnen. Der Wert von Delta E wird zwischen den Farborten (L*,a*,b*)
p und (L*,a*,b*)
v nach EN ISO 11664-4 als euklidischer Abstand berechnet:
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Im Unterschied zu den bekannten metameren Druckfarben werden vorliegend Druckfarben verwendet, deren Farben bei einer bestimmten Beleuchtung nicht identisch sind, sondern vielmehr gerade einen geringen Farbabstand aufweisen. Die Überprüfung erfolgt nicht durch Bestrahlung mit einer anderen Wellenlänge oder einem anderen Lichtspektrum, sondern durch Detektion der geringfügigen Unterschiede des Farbabstands Delta E.
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Anders als bei den bekannten metameren Farbstoffen aus dem CMYK-Farbsystem werden erfindungsgemäß Sonderfarben eingesetzt. Dies erhöht die Fälschungssicherheit.
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Die sehr geringfügig unterschiedlichen schwarzen Druckfarben können beispielsweise dadurch hergestellt werden, dass eine erste schwarze Sonderfarbe beispielsweise auf der Basis von Ruß bereitgestellt und ausgehend von dieser Sonderfarbe weitere schwarze Sonderfarben durch Zumischen von geringfügigen Mengen von beispielsweise blauen oder roten Pigmenten oder Farbstoffen hergestellt werden.
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Selbstverständlich können die verschiedenen Sonderdruckfarben auch anderweitig hergestellt werden.
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Die erfindungsgemäß eingesetzten Druckfarben sind hochviskose Druckfarben, die für den Offset-, Simultan-, Hoch-, Flach- und/oder Kontaktdruck geeignet sind. Solche Druckfarben weisen anorganische und/oder organische Pigmente und Bindemittel auf.
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Im Allgemeinen liegt der Bindemittelanteil zwischen 55 Gew. % und 95 Gew. % und vorzugsweise zwischen 80 Gew. % und 98 Gew. % und der Pigmentanteil zwischen 0,1 Gew. % und 20 Gew. % und vorzugsweise zwischen 1 Gew. % und 5 Gew. %. Die Druckfarben können UV-härtbar, oxidativ trocknend oder physikalisch wegschlagend sein. Bei diesen Druckfarben handelt es sich nicht um lösemittelbasierte Farben. Falls gewünscht, können die hochviskosen Druckfarben als weiteres Sicherheitsmerkmal auch noch Fluoreszenzfarbstoffe oder IR-Absorber aufweisen.
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Die Sonderdruckfarben sind somit weitestgehend identisch und unterscheiden sich nur durch Spuren von zugemischten Pigmenten, die den erforderlichen geringen Farbabstand bewirken.
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Unter einem flächigen Druckbereich ist erfindungsgemäß ein vollflächiger Druckbereich, d. h. ein 100% mit Farbe belegter Druckbereich, zu verstehen.
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In einer bevorzugten Ausführungsform weist der flächige Druckbereich wenigstens fünf, vorzugsweise wenigstens acht und besonders bevorzugt wenigstens zehn Einzeldruckbereiche auf. Jeder Einzeldruckbereich kann mit einer einzelnen schwarzen Druckfarbe, die aus einer Gruppe von wenigstens drei, vorzugsweise wenigstens vier und besonders bevorzugt sechs oder mehr Einzeldruckfarben ausgewählt ist, bedruckt werden. So kann beispielsweise ein Raster aus 12 Einzeldruckbereichen mit vier oder sechs oder acht verschiedenen schwarzen Sonderdruckfarben bedruckt sein.
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Ist die Anzahl der Einzeldruckbereiche in dem flächigen Druckbereich größer als die Anzahl der verschiedenen Druckfarben, beispielsweise 14 Einzeldruckbereiche und 6 Druckfarben, so können mehrere Einzeldruckbereiche, die vorzugsweise nicht benachbart sind, mit derselben Druckfarbe bedruckt werden. Je mehr Einzeldruckbereiche ein flächiger Druckbereich umfasst und je mehr unterschiedliche Druckfarben eingesetzt werden, desto fälschungssicherer ist das Sicherheitsmerkmal.
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Der flächige Druckbereich kann rechteckig, aber auch quadratisch, rund oder anderweitig geformt sein.
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Der flächige Druckbereich kann auch L-förmig sein oder die Form eines Rahmens aufweisen. Wesentlich an dem flächigen Druckbereich ist, dass er mehrere oder viele Einzeldruckbereiche umfasst, die aneinandergrenzen und so einen einheitlich schwarz aussehenden, flächigen Druckbereich mit verschiedenen, ohne die Mastervorlage nicht erkennbare Orte, aufweisen, die dazu dienen, die Farbart und die Delta E zu bestimmen und mit den Sollwerten zu vergleichen. Der flächige Druckbereich kann maximal die Größe des Wertdokuments aufweisen, beispielsweise in Form eines Rahmens.
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Auch die Einzeldruckbereiche können rechteckig, aber auch quadratisch, dreieckig, rund, oder anderweitig geformt sein. Vorzugsweise sind die Einzeldruckbereiche rasterförmig rechteckig oder quadratisch in dem flächigen Druckbereich angeordnet. Die Fläche eines jeden mit einer Druckfarbe bedruckten Einzeldruckbereichs muss so groß sein, dass die dort aufgedruckte Druckfarbe auf spektrale Weise messbar ist. Vorzugsweise weist ein Einzeldruckbereich eine Fläche zwischen 0,5 mm2 und 50 mm2, vorzugsweise zwischen 1 mm2 und 10 mm2 auf.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist der flächige Druckbereich in aneinandergrenzende Einzeldruckbereiche gleicher Größe unterteilt. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform bilden die Formen der verschiedenen Einzeldruckbereiche ein bestimmtes Muster.
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Die Einzeldruckbereiche sollten wenigstens an zwei Seiten direkt aneinanderstoßen, so dass jegliche nicht schwarze Lücke zwischen den Einzeldruckbereichen vermieden wird und die Gesamtfläche der bedruckten Einzeldruckbereiche für den Normalbetrachter als homogene schwarze Fläche erscheint. Im Grenzbereich zwischen zwei Einzeldruckbereichen können die beiden verschiedenen Druckfarben auch geringfügig überlappen.
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Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren, bei dem ein Wertdokumentsubstrat mit einem flächigen Druckbereich mit wenigstens zwei, vorzugsweise wenigstens fünf und besonders bevorzugt wenigstens zehn Einzeldruckbereichen bereitgestellt wird sowie wenigstens zwei, vorzugsweise wenigstens drei und besonders bevorzugt wenigstens vier schwarzen Druckfarben, wobei der Farbabstand Delta E einer jeden schwarzen Druckfarbe zu den anderen schwarzen Druckfarben zwischen 0,2 und 1,0 und vorzugsweise 0,3 bzw. 0,8 beträgt und ein jeder Einzeldruckbereich mit einer Druckfarbe bedruckt wird, wobei der flächige Druckbereich mit wenigstens zwei, vorzugsweise wenigstens drei und besonders bevorzugt wenigstens vier verschiedenen Druckfarben bedruckt wird.
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In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Druckfarbe mittels Offset-, Simultan-, Hoch-, Flach- oder Kontaktdruck auf das Wertdokumentsubstrat aufgebracht. Damit kann das erfindungsgemäße Verfahren auf den für die Herstellung von Wertdokumenten vorgesehenen Druckmaschinen durchgeführt werden.
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Zur Überprüfung der Echtheit einer Banknote mit dem erfindungsgemäßen Sicherheitselement wird der flächige Druckbereich, der die verschiedenen schwarzen Druckfarben in den Einzeldruckbereichen aufweist und der für den Normalbeobachter homogen schwarz erscheint, mit einem geeigneten Messgerät wie einem Spektralphotometer oder Spektraldensitometer an vordefinierten Positionen auf unterschiedlichen Einzeldruckbereichen, die auf einer geheimen Mastervorlage definiert sind, der jeweilige Farbort gemessen.
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Aus den Messergebnissen, die an den in der Mastervorlage definierten Positionen erfolgt sind, wird dann das Delta E oder, bei mehreren vorgegebenen Messpositionen, mehrere Delta E's berechnet und mit den in dem Masterdokument hinterlegen Werten verglichen. Nur wenn sich aus den an den (geheimen) Positionen gemessenen Farborten durch die in der geheimen Mastervorlage definierte Berechnung der Farbabstände von einzelnen willkürlichen Farborten der vorgegebene Wert ergibt, ist von der Echtheit des Wertdokuments auszugehen. Eine Fälschung wird zudem dadurch erschwert, dass sich mit den üblichen Farben die erfindungsgemäß eingesetzten Sonderfarben nur sehr schwer fälschen lassen.
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Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen derselben werden im Folgenden anhand der in den Zeichnungen dargestellten Beispiele näher beschrieben und erläutert. Die der Beschreibung und den Zeichnungen zu entnehmenden Merkmale können einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination erfindungsgemäß angewandt werden. Es zeigen:
- 1 eine Banknote mit einem flächigen Druckbereich 20, der bedruckt ist,
- 2 den visuellen Eindruck des flächigen Druckbereichs 20 für den Normalbeobachter,
- 3 schematisch das drucktechnische Raster des flächigen Druckbereichs 20 aus 1, und
- 4 eine Banknote mit einem L-förmigen flächigen Druckbereich.
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1 zeigt schematisch eine Banknote 10 mit einem Wert von 50. Der Wert ist auf das Banknotensubstrat 11 aufgedruckt. Im oberen Bereich der Zahl 5 ist ein rechteckiger Druckbereich 20 markiert. Dieser Druckbereich 20 erscheint für den Normalbeobachter als eine einheitliche Fläche in einem einheitlichen Schwarz, vgl. 2.
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Drucktechnisch ist der Druckbereich 20 allerdings in diesem Beispiel in 12 einzelne Druckbereiche 20.1, 20.2, 20.3, ... 20.12 aufgerastert. Die Einzeldruckbereiche 20.1, ... 20.12 sind im vorliegenden Ausführungsbeispiel quadratisch, grenzen aneinander an und bilden gemeinsam für den Normalbeobachter, die in 2 dargestellte einheitlich schwarz erscheinende Fläche.
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Die Einzeldruckbereiche 20.1, 20.2, 20.3 ... 20.12 sind im vorliegenden Beispiel mit sechs verschiedenen Sonderdruckfarben 30.1 ... 30.6 bedruckt, wobei in 3 die Zahl in dem Raster der Indizierung der Druckfarbe 30.k entspricht, d. h. 1 entspricht der Druckfarbe 30.1.
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Die mit den verschiedenen Sonderdruckfarben 30.1 ... 30.6 bedruckten einzelnen Druckbereiche 20.1 ... 20.12 überlappen geringfügig.
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In 3 sind drei Einzeldruckbereiche in der ersten, zweiten und dritten Zeile sowie in der ersten, zweiten und dritten Spalte mit einem Stern gekennzeichnet, die die in der geheimen Mastervorlage definierten Messpositionen kennzeichnen. Bei der Verifizierung werden nun exakt an diesen drei Messpositionen mit dem Spektrodensitometer mit einer definierten Lichtquelle die Farborte gemessen und daraus die Farbabstände berechnet und mit den in der Mastervorlage definierten Werten verglichen. Nachdem dem Fälscher auch die Positionen, an denen die Messungen vorgenommen werden müssen, unbekannt sind, ist das Sicherheitsmerkmal mehrfach gegen Fälschungen gesichert.
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4 zeigt eine Banknote mit einem L-förmigen flächigen Druckbereich 20, der in eine Vielzahl von einzelnen kleinen Einzeldruckbereichen 20.n unterteilt ist, die mit mehreren verschiedenen schwarzen Druckfarben 30.k bedruckt sind. In den einzelnen Einzeldruckbereichen, die mit * markiert sind, sind wiederum die in der Mastervorlage definierten Positionen gekennzeichnet, an denen die spektrodensitometrische Messung des Farbortes zu erfolgen hat und daraus dann die jeweiligen Farbabstände zu bestimmen sind.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Banknote
- 11
- Banknotensubstrat
- 20
- Druckbereich
- 20.1 ... 20.n
- flächiger Einzeldruckbereich
- 30
- Druckfarben
- 30.1 ... 30.k
- einzelne schwarze Druckfarben
