DE19518086A1 - Verfahren zur Kennzeichnung von flächenhaften Gebilden zum Schutz gegen Fälschung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur verdeckten Kenn­ zeichnung zum Schutz gegen Fälschung von Flächen, flächen­ artigen Gebilden sowie von Pulvern, Granulaten, Stäben, Ta­ bletten, Farben, Pasten, Flüssigkeiten, die mittelbar oder unmittelbar für die Herstellung der Flächen oder flächenar­ tigen Gebilde verwendet werden oder die selbst ein solches Original darstellen.

Es ist bekannt, zum Schutze gegen Fälschungen Wert- und Aus­ weispapiere durch eine gezielte Auswahl des Papier, fein ab­ gestimmte Farben, präzisem Druck, Prägungen, spezielle Farb­ stoffe, die z. B. im ultravioletten Licht fluoreszieren, Was­ serzeichen und eingelegte Metallstreifen zu versehen.

Im Fall der Geld- bzw. Kreditkarten ist neben analogen Vor­ gehensweisen die Speicherung von Daten auf einem Magnetstrei­ fen vorgesehen, womit u. a. durch Verwendung einer PIN ein Fälschungs- bzw. Mißbrauchsschutz erreicht werden soll.

Es bestand die Aufgabe, eine Lösung zu finden, die es gestat­ tet Flächen, flächenhafte Gebilde oder Granulate, Pasten bzw. Flüssigkeiten, die zur Herstellung flächenhafter Gebilde ver­ wendet werden, derart zu kennzeichnen, daß diese Kennzeich­ nung schwer nacharbeitbar und für den Nichtfachmann schwer erkennbar ist und auch in Kombination mit anderen Kennzeich­ nungen angewendet wird, ohne eine Beeinflussung der anderen Kennzeichnungen zu bewirken, um somit eine hohe Sicherheit gegen Fälschung zu erreichen.

Das Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß auf bzw. in das zu schützende Gebilde chemische Verbindungen in gerin­ gen Mengen auf- oder eingebracht werden, die die optischen Eigenschaften nicht merklich verändern und so aufgebaut sind, daß sie bezüglich der üblichen Grund- und Zusatzstoffe nicht die chemische Zusammensetzung des Materials außerhalb der Nachweisgrenze üblicher chemischer Analysen verändern.

Diese Stoffe können Teil einer Rezeptur eines Papierhilfsmit­ tels sein, am Papierhilfsmittels chemisch gebunden sein, bzw. gesondert auf das zu schützende Material auf- oder einge­ bracht werden.

Dabei kann das Auf- oder Einbringen des Stoffes gleichmäßig über die gesamte Fläche erfolgen, aber auch eine figürliche Kennzeichnung geringer Auflösung, z. B. aufgebracht über Druck, ist anwendbar. Dabei ist durch eine räumliche Anord­ nung des Stoffes eine verdeckte Informationsaufzeichnung zur weiteren Verhinderung von Mißbrauch ebenfalls Gegenstand die­ ser Erfindung.

Als chemische Verbindung, die im Sinne der erfindungsgemäßen Verfahrens anzuwenden sind, gelten Verbindungen mit seltenen Kernspinisotopen; Verbindungen, die paramagnetische Ionen enthalten; Substanzen, die freie Radikale besitzen und chemi­ sche Verbindungen, die Vorstufen für freie Radikale darstel­ len, so daß die Erzeugung der Radikale durch einfache Akti­ vierung realisiert wird.

Eine besonders vorteilhafte Variante dieses Verfahrens stellt die Kombination mehrerer Kennzeichnungen dar, wobei diese Kombination durch Mischen mehrerer Verbindungen, das Auftra­ gen unterschiedlicher Verbindungen auf verschiedenen Stellen des zu schützenden Gebildes oder durch eine Verbindung, die in ihrer chemischen Struktur die Kombination enthält, reali­ siert werden.

Paramagnetische Ionen, wie beispielsweise Fe³⁺, Cr³⁺, Mn²⁺ sind in einer Reihe von Verbindungen enthalten bzw. können sie in den erforderlichen Konzentrationen in Farbstoffen, Basisma­ terial, wie z. B. Papier, oder in Hilfsstoffen dotiert werden. Als freie Radikale eignen sich für das Verfahren stabile Ra­ dikale, wie Derivate des 2,2,6,6-Tetramethyl-piperidin-N- oxyl. Aber auch andere stabile Strukturen wie z. B. Ver­ kokungsprodukte chemischer Verbindungen sind geeignet. Dabei stellt neben der einfachen Zumischung der freien Radikale zu einer oder mehrerer der Komponenten des späteren Gesamtgebil­ des die kovalente Bindung der freien Radikale an eine Kompo­ nente, wie z. B. einen Hilfsstoff eine besonders vorteilhafte Variante dar.

Als chemische Verbindungen, aus denen durch eine geeignete Aktivierung freie Radikale in den erforderlichen Konzentra­ tionen erzeugt werden, stellen bevorzugt Derivate des 2,2,6,6-Tetramethylpiperidin dar. Derartige Verbindungen fin­ den beispielsweise als Lichtschutzstoffe in der Kunststoffin­ dustrie Anwendung.

Die Aktivierung dieser Verbindung im Hinblick auf die Bildung freier Radikale erfolgt durch Licht und/oder durch Wärme. Diese Aktivierung ist an jeder Komponente des Gebildes oder am Endprodukt zu realisieren. Zeitpunkt und Art der Aktivie­ rung wird dabei von den Bedingungen der Herstellung des flä­ chenhaften Gebildes bestimmt.

Als seltene Kernspinisotope sind im Sinne des Verfahrens sol­ che Isotope anzusehen, die entsprechend ihrer natürlichen Verteilung nur in sehr geringen Konzentrationen in dem zu schützenden Gebilde vorliegen und im vorliegenden Verfahren durch höhere Konzentrationen Anwendung finden. Derartige Iso­ tope sind beispielsweise N¹⁵, C¹³. Dabei ist die Anwendung von deutlich erhöhten Mengen derartiger Isotope eine Anwendungs­ möglichkeit des Verfahrens, jedoch stellt eine bevorzugte Va­ riante des Verfahrens die Kombination von Radikalfunktion und wechselwirkenden Kernen mit besonderen Kernspinisotopen dar.

Die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß die Kennzeichnung selektiv nachweisbar ist und damit keine Beeinflussung anderer Kenn­ zeichnungen erfolgt, wodurch eine gute Kombinierbarkeit mit anderen Kennzeichnungen gewährleistet ist.

Weiterhin ist vorteilhaft, daß die zur Kennzeichnung erfor­ derlichen Substanzen entweder in sehr geringen Konzentratio­ nen oder in starker Abweichung von der natürlichen Häufigkeit der Isotope angewendet werden. Damit sind die Kennzeich­ nungen, die sich dem üblichen Nachweis auch mittels normaler spektroskopischer Methoden, wie IR- oder UV-Spektroskopie, entziehen, durch den Nichtfachmann sehr schwer erkennbar und durch diesen kaum nachweisbar.

Die Nacharbeitbarkeit der Kennzeichnung ist durch das erfin­ dungsgemäße verfahren bei dessen Unkenntnis sehr erschwert und setzt ein sehr hohes Fachwissen voraus.

Eine weitere positive Eigenschaft des erfindungsgemäßen Ver­ fahrens besteht auch darin, daß die verdeckte Kennzeichnung mit gesundheitsneutralen Substanzen zu realisieren ist. Der Nachweis der zu Kennzeichnung in das Gebilde eingebrach­ ten Verbindungen erfolgt mit Hilfe hochfrequenzspektroskopi­ scher Methoden, wie Kernresonanz oder Elektronenspinresonanz. Mittels dieser Methoden werden die Verbindungen zerstörungs­ frei und selektiv nachgewiesen, so daß die andere Zusammen­ setzung des zu schützenden Gebildes keinen Einfluß aus das Ergebnis des Nachweises besitzt.

Dabei ist eine Vorrichtung derart, daß sie nur den hochfre­ quenzspektroskopischen Nachweis der zur Kennzeichnung verwen­ deten Probe ermöglicht, besonders vorteilhaft, da auf diese Weise eine maschinelle Kontrolle der zu schützenden flächen­ haften Gebilde realisierbar ist.

Ausführungsbeispiele Beispiel 1

In einem Masseleimungsmittel für Spezialpapiere wird Pulver von Mn²⁺ in ZnS (1 : 10 000 Teile) in solcher Konzentration dis­ pergiert, daß am fertig geleimten und trockenem Spezialpapier ca. 3% dieses Pulvers enthalten sind.

Als Vergleich dazu wird eine Masseleimung des Papiers vorge­ nommen, ohne daß dem Leimungsmittel das Pulver von Mn²⁺ in ZnS zugegeben wird.

Beide Papiere werden nach durchgeführter Leimung und Trocknung in einem ESR-Spektrometer vermessen. Dazu wird ein Stück des jeweiligen Papiers von 8×8 mm verwendet.

Im Fall des mittels des Pulver markiertem Papier wird ein Sechslinienspektrum mit einem Linienabstand von ca. 7,0 mT registriert.

Die analoge Untersuchung des Vergleichspapiers liefert kein Signal.

Beispiel 2

Analog der Vorgehensweise in Beispiel 1 wird eine Leimung ei­ nes Spezialpapiers vorgenommen, wobei zur Kennzeichnung ein Pulver, bestehend aus 1 000 Teilen MgO und 1 Teil Cr³⁺ in ei­ ner Menge von 5% bezogen auf das fertige Papier verwendet wird.

Nach Leimung und Trocknung des Papiers wird bei der Unter­ suchung eine Linie bei dem g-Faktor g ∼2,0 nachgewiesen.

Beispiel 3

Polypropylen wird 0,1% von Poly-{[6-[(1,1,3,3-tertramethyl­ buthyl)-imino]-1,3,5-triazin-2,4-diyl] [2-(2,2,6,6-tetra­ methylpiperindin-oxyl)-amino]-hexamethylen-[4-(2,2,6,6-tetra­ methylpiperidin-oxyl)-imino]} zugegeben. Mittels Verspritzen oder Pressen wird eine Folie einer Stärke von 1 mm herge­ stellt, die z. B. als Basis für eine Geldkarte dient.

Bei Untersuchung dieser Karte mittels ESR-Spektroskopie, er­ hält man das charakteristische Dreilinienspektrum der Radi­ kale.

Eine analog hergestellte Folie ohne die Poly-{[6-[(1,1,3,3- tertramethylbuthyl)-imino]-1,3,5-triazin-2,4-diyl] [2- (2,2,6,6-tetramethylpiperindin-oxyl)-amino]-hexamethylen-[4- (2,2,6,6-tetramethylpiperidin-oxyl)-imino]} zeigt kein nach­ weisbares Signal.

Beispiel 4

Analog der Vorgehensweise in Beispiel 3 wird Polypropylen durch Zugabe von 0,02% von Bis-2,2,6,6tetramethyl-4-piperi­ din-oxyl-sebacit gekennzeichnet. Bei der Kennzeichnung wird eine Verbindung verwendet, die anstelle der natürlich vorhan­ denen N16-Kerne N15-Isotope enthält.

Die Untersuchung der 1 mm starken Karte im ESR-Spektrometer zeigt das für N15-Nitroxylradikale typische Zweilinienspek­ trum für die Identifikation.

Claims (7)

1. Verfahren zur Kennzeichnung von flächenhaften Gebilden zum Schutz gegen Fälschung, gekennzeichnet dadurch, daß Verbindungen mit seltenen Kernspinisotopen, paramagnetische Ionen, stabilen, freien Radikalen oder Verbindungen, die durch Wärme oder Licht in stabile, freie Radikale überführt werden können, oder eine Kombination dieser angewendet werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die zur Kennzeichnung anzuwendenden Stoffe im Basismaterial, in Hilfsstoffen oder Farben eingebracht werden oder als Strukturelemente dieser Materialien angewendet werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß bei Anwendung der Kombination von Kennzeichnungen durch sel­ tene Kernspins und freien Radikalen oder paramagnetischen Io­ nen diese Kennzeichnungen Teile einer Verbindung darstellen oder als Strukturelemente unterschiedlicher Verbindungen an­ gewendet werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß graphische Markierungen mittels dieses Verfahrens zur Mo­ difizierung des Fälschungsschutzes verwendet werden.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, gekennzeichnet dadurch, daß durch geeignete räumliche Anordnung der Kennzeichnung verdeckte Informationen zur weiteren Kontrolle gegen Fäl­ schung oder Mißbrauch auf dem zu schützenden Gebilde gespei­ chert werden können.

6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, gekennzeichnet dadurch, daß zur Erhöhung der Kennzeichnungssicherheit dieses Verfah­ ren in Kombination mit anderen Verfahren zur verdeckten oder unverdeckten Kennzeichnung angewendet wird.

7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, gekennzeichnet dadurch, daß die Kennzeichnung bzw. die in der Kennzeichnung enthaltene Information durch Methoden der magnetischen Resonanz, bzw. durch spezielle Vorrichtungen, die auf Methoden der magneti­ schen Resonanz beruhen, nachgewiesen bzw. gelesen werden.