DE2730460A1

DE2730460A1 - Schutzmaterialien

Info

Publication number: DE2730460A1
Application number: DE19772730460
Authority: DE
Inventors: Lyn Holt
Original assignee: EMI Ltd
Current assignee: EMI Ltd
Priority date: 1976-07-14
Filing date: 1977-07-06
Publication date: 1978-02-02
Also published as: BE856733A; SE7708147L; JPS5328335A; FR2358717A1

Description

Die Erfindung betrifft Schutzmaterialien, mit den Schutzmaterialien versehene Schutzdokumente und Vorrichtungen zum Prüfen von mit Hilfe der Schutzmaterialien gebildeten Schutzmerkmalen.

Ein Schutzmaterial ist ein Material, das ein Merkmal trägt, das identifizierbar ist und dazu verwendet werden kann, die Authentität des Materials festzulegen. Ein bekanntes Beispiel für ein Schutzmaterial stellt eine Banknote dar, die einen Metallstreifen in der Stärke des Papieres aufweist.

In Verbindung mit Wertpapieren ist durch die GB-PS 1 365 876 vorgeschlagen worden, in ein Papier ein poröses Band einzubauen, das mit Hilfe einer Vorrichtung abtastbar ist, die dessen Wirkung auf ein elektrostatisches Feld erfaßt, und das beschichtet ist mit oder aufgebaut ist aus Metall oder Metalloxid. Der Abtastvorgang besteht in diesem Falle allerdings lediglich darin, das Vorhandensein irgendeines Materials festzustellen, das ein elektrostatisches Feld beeinflußt, und stellt kein spezifisches Verfahren dar, eine spezifische Eigenschaft oder ein spezifisches Kennmerkmal zu erfassen.

Dr.K./H.

-2-

709885/0656

2730Λ60 7

Ein "elektrostatischer Speicher" ist in der Zeitschrift "Electric Engineering", Juni 1953, Seite 511-514, kurz erwähnt. Jedoch offenbart diese Druckschrift nicht die Anwendbarkeit des "Speichers" als tragbarer und einsteckbarer Gegenstand, geeignet zur Verwendung als Schutz- oder Wertmerkmal.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, ein geeignetes Schutzmaterial anzugeben.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß ein Schutzmerkmalsbereich vorgesehen ist, der ein permanentes, elektrostatisches Kennmerkmal aufweist und der sich von anderen Bereichen des Materials unterscheidet.

Erfindungsgemäß ist ferner ein Schutzdokumentensystem vorgesehen mit wenigstens einem Schutzdokument, das mit dem oben erwähnten Schutzmaterial und dem erwähnten Schutzkennmerkmal versehen ist, und mit wenigstens einem Dokumentenlesegerät, das eine Einrichtung aufweist, die das Kennmerkmal abtastet und ein Signal zur Anzeige eines authentischen Schutzdokumentes liefert.

Das Material kann ein Plastikfilm, beispielsweise ein Polymer, sein und das Schutzkennmerkmal kann ein Bereich des Filmes sein, der eine Oberflächenspannung aufweist, die sich von der Oberflächenspannung anderer Bereiche unterscheidet. Die Bereiche können elektrostatisch gepolt sein, um bestimmte Oberflächenspannungen zu erzeugen, d.h. daß die Bereiche Ferrodielektrika sein können. Die Bereiche können ein Muster bilden. Die Muster können aus Bereichen einer oder mehrerer verschiedenartiger Spannungsamplituden oder -sinne bzw. -richtungen gegenüber einem Untergrund von Bereichen anderer Spannungsamplituden oder -sinne bzw. -richtungen

7 0 9 8 8 5/0656 ~³~

bestehen

oder gegenüber Bereichen, die nicht mit solchen Spannungsamplituden oder -sinnen bzw. -richtungen ausgebildet sind.

Das Schutzmaterial kann eine Hülle des Dokumentes oder einen Teil des Dokumentes bilden, das selbst weitere Schutzkennmerkmale aufweisen kann, z.B. ein sogenanntes magnetisches Wasserzeichen in Form eines permanenten Musters mit einer magnetischen Eigenschaft, vgL z.B. GB-PS 1 331 6o4.

Das Schutzkennmerkmal kann in dem Plastikfilm u.a. durch Elektroneninjizierung oder thermoelektrische Behandlung erzeugt werden.

Die Erfindung betrifft außerdem eine Einrichtung zum Abtasten des Schutzkennmerkmals.

Die Erfindung soll nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnung, in der Ausführungsbeispiele dargestellt sind, näher erläutert werden.

Es zeigen

Fig. 1 ein Schutzmaterial in Form eines Plastikfilmes,

Fig. 2 ein vollständiges Schutzdokument mit Schutzmaterial, das in der Fig. 1 gezeigt ist, und

Fig. 3 eine Einrichtung zum Abtasten eines Schutzkennmerkmales eines Dokuments, das in der Fig. 2 gezeigt ist.

Die Fig. 1 zeigt ein Blatt 1o aus einem Schutzmaterial, das bei dieser Ausführungsform aus einem Plastikmaterial gebildet ist, beispielsweise aus dem Polymer Polytetrafluoräthylen oder PoIyfluorvinyliden mit einer Stärke von etwa o,oo25 bis 4 mm. Das

-4-

709885/0656

Blatt oder die Folie kann von jeder geeigneten Länge und Breite sein. Der gegenwärtig im Handel erhältliche Plastikfilm unter dem registrierten Warenzeichen TEFLON ist geeignet.

Der Film wird einer Elektroneninjizierung oder thermoelektrischen oder anderen geeigneten elektrischen Polarisationsbehandlung in den Bereichen 21 bis 25 ausgesetzt, die allgemein als Schutzkennmerkmal 2o bezeichnet sind. Diese Behandlung verwandelt die Bereiche 21 bis 25 in Ferrodielektrika, d.h. in Bereiche permanenter elektrostatischer Polarisation, die verschiedenartige lokalisierte Oberflächenspannungen aufweisen. Wie in der Figur gezeigt ist, können die Bereiche 21 bis 25 verschiedene Ausdehnungen haben und jedes geeignete Muster und jede geeignete Anordnung auf dem Film 1o aufweisen. Hierdurch können die Bereiche so angeordnet werden, daß sie Information übertragen können, obgleich ihr Vorhandensein allein bereits ein geeignetes Schutzkennmerkmal darstellt.

Die permanente elektrostatische Polarisationserscheinung wird klas-

wie sifiziert und identifiziert durch verschiedene GrößenYThermoelektrizität, homöopolare und heteropolare Änderungen und andere, wobei die vorliegende Erfindung die Anwendung solcher Erscheinungen bei der Erzeugung von Schutzmaterial betrifft und im weitesten Umfang nicht hinsichtlich irgendeines solchen Phänomens beschränkt ist.

In einer Vorrichtung zur Erzeugung des Schutzmaterials durch thermoelektrische Einwirkung wird das Polymer erwärmt, z.B. auf einer heißen Platte oder durch heiße Luft bis zum Erweichungspunkt, z.B. auf 80° für Polyvenylchlorid oder auf 200° für Polytetrafluoräthylen. Die ausgewählten Bereiche werden durch ein geeignetes elektrisches Feld von etwa 100 KV/cm oder mehr polarisiert. Die

-5-

709885/0656

Bereiche werden durch Vorrichtungen in der Einrichtung ausgewählt, die geeignet geformt ausgebildet oder bewegt werden, um die Bereiche auszubilden. Zum Beispiel kann das Feld durch Elektroden angelegt werden, deren Form den gewünschten Bereichen entspricht. Das Feld wirkt auf Halogendipole in der Polymerkette, die im erweichten Kunststoff beweglich ist, um diese Dipole im Sinne oder in der Richtung des Feldes auszurichten. Vorzugsweise werden Kohle-Halogendipole ausgerichtet, jedoch können auch Dipole anderer Elemente, beispielsweise Silicium oder FIuOr₇ genausogut verwendet werden als solche in Polymeren, die nicht auf Kohlenstoff basieren, z.B. Silan. Eine Kohlenstoff-Fluor-Dipolbindung ist sehr geeignet, da diese ein äußerst wirksames Ferrodielektrikum erzeugt. PoIyfluor^ venyliden ist ebenfalls geeignet, da die Halogendipole sämtlich für eine Ausrichtung in einer Richtung geeignet sind. Jedoch ist PVC besonders geeignet und verschiedenartige Muster in der unten beschriebenen Art und Weise können in diesem Material ausgebildet werden. Das ausgerichtete erweichte Material wird dann einer Kühlung im elektrischen Feld ausgesetzt, und die Polarisation wird in dem Plastikmaterial fixiert, wenn dieses in den harten

(Polyvinylidenfluorid] glasartigen Zustand übergeht. Felder von 2o KV/cm für p.v.d.f.

und 3o bis 60 KV/cm für p.v.c. sind geeignet. Geringere Werte erzeugen eine geringere Wirksamkeit.

In einer anderen Einrichtung zur Erzeugung des Schutzmaterials durch Elektroneninjizierung werden Elektronen geeigneter Energie in das Material geleitet und bewegen sich in Dipolstellungen, um eine permanente Polarisation zu erzeugen. Auf diese Weise oder wie oben beschrieben widersteht polarisiertes Material Einflüssen des normalen Gebrauchs und normaler Handhabung durch Personen wie bei

709885/0666 ~⁶~

Kreditkarten oder Pässen o. ä. Der Vernetzungseffekt von ultraviolettem Licht auf Polymere kann dazu verwendet werden, um das elektrostatische Polarisationsmuster "einzufrieren", wenn das polarisierte Material ausgehärtet ist,indem die Erweichungstemperatur des Materials danach erhöht wird.

Om die Bereiche 21 bis 25 mit dem Schutzkennmerkmal 2o, hergestellt durch irgendeine der hier beschriebenen geeigneten Methoden, abzutasten, stehen eine Reihe von Techniken zur Verfügung. Geeignete Techniken basieren auf der Verwendung eines Differentialsensors oder einer Feldstärkenmühle, solche Einrichtungen sind wohlbekannt. Der Sensor tastet ein sich bewegendes Gebiet ab, um eine Spannung zu erzeugen, die der Änderungsgeschwindigkeit des Oberflächenpotentials durch elektrostatische Induktion entspricht, während die Feldstärkenmühle direkt auf das Oberflächenpotential anspricht. Typische Bereiche 21 bis 25 haben Ausmaße von 1o mm Breite mit einem Abstand von 1o mm, jedoch sind auch Bereiche ver-

2 wendb^r, die wenigstens eine Ausdehnung von 2 mm haben. Auf diese Weise können 1o mm breite Bereiche abgetastet werden, sogar 1o bis 2o mm des Materials, so daß auf diese Weise die Notwendigkeit für einen genauen Kontakt vermieden ist, die für magnetische Vorrichtungen typisch ist. Wenn ein geeigneter Feinsensor oder Feingeber in Kontakt mit dem Material gebracht wird, kann ein 1 mm-Modulmuster abgetastet und geprüft werden. Feldstärkemühlen sind im Handel erhältliche Instrumente, beispielsweise das Modell mit dem Sensor 1o15 von Monroe Electronics Inc.

Das Tastgerät kann eine Löscheinrichtung zum Entfernen von elektrostatischen Störspannungen aufweisen, die absichtlich oder

-7-

709885/0656

unabsichtlich erzeugt wurden. So kann beispielsweise eine ionisierende Strahlungsquelle, beispielsweise eine ultraviolette Lampe oder eine mit leitender Flüssigkeit benetzte Walze dem Taster vorangehen .

Da das elektrostatisch polarisierte Material am Erweichungspunkt vorhanden sein muß, um die Polarisation zu ändern, kann ein Schutz gegen betrügerische Änderung durch Schichtung des polarisierten Materials erhalten werden, beispielsweise des Polytetrafluoräthylens auf eine herkömmliche Schutz- oder Wertkarte, beispielsweise aus Polyvenylacetatmaterial, das unter dem Erweichungspunkt des Polytetrafluoräthylens erweicht und bei Temperaturen abgebaut wird, bei denen Polytetrafluoräthylen gepolt wird, wodurch eine Rück- bzw. Wiederpolarisation verhindert wird, ohne Effekt auf die Karte. Polytetrafluoräthylen stellt ebenfalls ein gutes Material zur Verwendung als Beschichtung dar, da es einen sehr kleinen Reibungskoeffizienten aufweist, in brauchbaren dünnen Schichten durchsichtig (transparent) ist und jetzt leicht verwendbar oder verklebbar ist und sogar chemisch mit einem Substrat vermischbar ist. Dünne Schichten sind auch leichter zu polarisieren.

Eine andere Art permanenter elektrostatischer Eigenschaften kann dadurch erhalten werden, daß man einige Bereiche eines Folienmaterials beständig so ausbildet, daß diese einen unterschiedlichen Elektrifizierungsgrad zum Rest der Folie erhalten. Der Elektrifizierungsgrad, der nicht permanent sein würde, kann wie oben beschrieben gemessen werden. Eine Technik zur Erzeugung einer solchen Folie kann darin bestehen, ultraviolette Strahlung zur Vernetzung einiger Bereiche· lediglich einer Folie eines Polymers

709885/0656 "⁸"

zu verwenden. Ein solches Schutzkennmerkmal wäre nicht abtastbar bzw. nachweisbar, wenn es nicht elektrifiziert wäre.

Die beispielhaft bei 21 bis 25 dargestellten Bereiche können die verschiedenartigsten Formen haben. Sie können beispielsweise als einer der vielen verfügbaren Strich- und Punkt-Codes angeordnet sein und können Takt- oder Zeitelemente aufweisen. Die Bereiche können in alphanumerischer Form vorliegen und dadurch, falls sichtbar gemacht, sowohl mit dem Auge als auch mit einer Vorrichtung lesbar sein.

Es versteht sich, daß das Schutzmaterial selbst als Schutzdokument dienen kann in Form einer Einrichtung, beispielsweise Paß-Karte oder Schlüsselkarte oder Kreditkarte, oder ein Schutzdokument aufweisen kann, das an dem Material angebracht ist, beispielsweise als Identitätskarte oder als Führerschein; das Filmmaterial ist aber auch verwendbar zum Einschließen oder Einkapseln eines Schutzdokumentes oder einer Schutzeinrichtung. Somit kann ein Paß bzw. ein Ausweis oder ähnliches Schutzdokument in einer befestigten Abdeckung oder dicht passenden Abdeckung aus transparentem Filmmaterial eingeschlossen oder eingekapselt sein, das das Schutzmerkmal aufweist. Da das Vorhandensein des permanenten elektrostatischen Kennmerkmales nicht sichtbar ist, ist damit ein verstecktes Schutzmerkmal geschaffen, das für einen betrügerischen Benutzer nicht leicht erkennbar ist. Selbstverständlich können auch andere Schutzmerkmale, beispielsweise wie die magnetischen Wasserzeichen, die in der GB-PS 1 331 6o4 und späteren Veröffentlichungen beschrieben sind, zusätzlich in dem eingeschlossenen Dokument verwendet werden.

709885/0656

Die Fig. 2 zeigt ein solches eingekapseltes bzw. eingeschlossenes Dokument 3o, das optisch lesbare Zeichen 31 und durch Maschinen lesbare Zeichen 32 trägt, beispielsweise als magnetisches Wasserzeichen oder optischen Strichcode oder andere Zeichen. Die Filmumhüllung 11, beispielsweise eine solche wie in der Fig. 1 gezeigt, trägt unsichtbare Schutzmerkmale gemäß der vorliegenden Erfindung, auf die das Bezugszeichen 2o1 hinweist in der mit Bezug auf das Merkmal 2o nach Fig. 1 beschriebenen allgemeinen Form. Die Umhüllung kann am Dokument 2o anhaften, das außerdem eine Fotografie des Trägers bei 33 aufweisen kann.

Die Vorrichtung zum Abtasten des Schutzmerkmales kann eine Fördereinrichtung, beispielsweise ein durch einen Motor angetriebenes Band, aufweisen und ferner eine oder mehrere Lesevorrichtungen, wie oben beschrieben. Der Aufbau einer Vorrichtung für ein solches Gerät dürfte dem Fachmann geläufig sein, wie auch der Aufbau eines geeigneten elektronischen Gerätes zur Bereitstellung des Ausgangssignales der Lesevorrichtung in einer geeigneten Form bei einer solchen Wiedergabe. Die Fig. 3 zeigt skizzenhaft eine Abtastvorrichtung für das eingekapselte Schutzdokument nach Fig.2. Ein Förderkanal 1 für das Dokument weist ein Band 2 auf, das antreibbar ist, um das bei 3 eingesetzte Dokument in Richtung des Pfeiles 4 an einer Lesevorrichtung vorbeizubewegen, die quer zum Kanal bewegbar ist, oder an einer Gruppe von Lesevorrichtungen vorbei, auf die das Bezugszeichen 5 hinweist und die auf einem Querstück über dem Weg des Dokumentes in dem Förderkanal 1 angeordnet sind. Die Schutzmerkmale auf dem Dokument werden durch

709885/0656

das Gerät 5 abgetastet, das ein Differentialsensor oder eine FeIdstärkenmühle oder eine andere Vorrichtung sein kann. Die Ausgangssignale der Vorrichtungen werden einem elektronischen Gerät 7 zugeführt, das die Ausgangssignale in brauchbare Informationen umwandelt. Diese Information kann zur Betätigung eines Wiedergabegerätes verwendet werden, das eine das Schutzmerkmalsmuster darstellende Größe anzeigen bzw. wiedergeben kann oder lediglich das Vorhandensein oder das Fehlen des Schutzmerkmales anzeigen kann. Die Größe kann von einer Bedienungsperson mit einem auf dem Dokument sichtbaren Wert verglichen werden. Es versteht sich, daß die Einrichtung Lösch- und/oder Elektrifizierungsvorrichtungen aufweisen kann, wie die oben beschriebenen, falls diese gewünscht werden oder notwendig sind.

Durch die oben beschriebenen Techniken und das beschriebene Material erhält man eine Schutzeinrichtung mit dauerhaften Schutzmerkmalen, die leicht abtastbar und ohne nachweisbare Zerstörung eines Schutzdokumentes, das eine solche Schutzeinrichtung aufweist, nicht veränderbar sind.

709885/0656

Claims

Dipt -Ing Sigurd Lein· ■ Dlpl.-Phys. Dr. Norbert König

BurckhardtstraSe 1 Telefon (OS11) 6230«

D-3000 Hannover 1

Unser Zeichen Datum

EMI LIMITED 1oo/448 1. Juli 1977

Patentansprüche

( 1\L Schutzmaterial mit einem Schutzmerkmal, dadurch gekennzeichnet, daß das Schutzmerkmal von einem Bereich mit einem permanenten elektrostatischen Kennmerkmal gebildet wird, der sich von anderen Bereichen des Materials unterscheidet.
2. Schutzmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schutzmaterial ein Plastikfilm ist und daß die verschiedenartigen Bereiche von Filmbereichen gebildet sind, deren Oberflächenspannung sich von denen anderer Bereiche unterscheidet.
3. Schutzmaterial nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Bereich in mehreren Teilen vorhanden ist, die ein Muster bilden.
4. Schutzmaterial nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet^, daß ein Bereich sich wenigstens durch die Spannungsamplitude oder die Spannungsrichtung von dem anderen Bereich unterscheidet.

Dr.K./H.

709885/0656 ₄

⁰KlGlN INSPECTED
5. Schutzmaterial nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der andere Bereich eine gleichmäßige Spannungsamplitude und eine gleichmäßige Spannungsrichtung aufweist oder durch ein Fehlen beider gekennzeichnet ist.
6. Schutzmaterial nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der andere Bereich Abschnitte aufweist, die sich voneinander wenigstens hinsichtlich der Spannungsamplitude oder der Spannungsrichtung unterscheiden.
7. Schutzmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrostatische Kennmerkmal durch Erzeugung einer elektrischen Polarisation in dem Material erzeugt wird.
8. Schutzmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrostatische Kennmerkmal durch den Grad der Koerzitivkraft der elektrostatischen Elektrifizierung gebildet ist.
9. Schutzdokument unter Verwendung des Schutzmaterials nach einem der Ansprüche 1 bis 8.
10. Schutzdokument nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Schutzmaterial das Dokument umgibt.
11. Schutzdokument nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Dokumententräger wenigstens teilweise durch das Schutzmaterial gebildet wird.

709885/0656
12. Schutzdokument nach Anspruch 9 oder 1o oder 11, dadurch gekennzeichnet/ daß es magnetische Schutzmerkmale in einem permanenten Muster mit magnetischen Eigenschaften aufweist.
13. Schutzdokument nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß es sichtbare Kennzeichen aufweist.
14. Schutzmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß es durch Elektroneninjizierung oder thermoelektrische Behandlung ausgewählter Bereiche eines polymeren Körpers hergestellt ist, durch die ein Muster verschiedenartiger Bereiche gebildet wird, die permanente elektrostatische Kennmerkmale aufweisen.
15. Vorrichtung zum Prüfen eines vorgelegten Materials, das angeblich ein Schutzmerkmal in einem Bereich mit einem permanenten elektrostatischen Kennmerkmal aufweist, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung zur Aufnahme und Weiterleitung des Materials zu einer Leseeinrichtung, die eine Vorrichtung zum Abtasten eines Musters mit einem permanenten elektrostatischen Kennmerkmal und eine Ausgabeeinrichtung aufweist, die ein Ausgangssignal zur Anzeige des Vorhandenseins oder des Fehlens des Kennmerkmales erzeugt.
16. Schutzmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Material thermisch sicher mit einem Trägermaterial verbunden ist, das bei einer niedrigeren Erweichungstemperatur abbaubar ist bzw. zerfällt als das Schutzmaterial, so daß durch Erwärmung des Schutzmaterials auf eine Temperatur, bei der

70988 5 /0656

das elektrostatische Kennmerkmal verändert wird, das Trägermaterial zerfällt bzw. abgebaut wird.
17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß eine Löscheinrichtung vorgesehen ist, der das vorgelegte Material vor Passieren der Lesevorrichtung zugeführt wird, um eine Störelektrifizierung des Materials zu entfernen.
18. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zur Erzeugung einer Störelektrifizierung des Materials vor der Leseeinrichtung vorgesehen ist.
19. Vorrichtung nach Anspruch 16, 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß eine Abtasteinrichtung in Form einer Feldstärkemühle oder eines Differentialsensors vorgesehen ist.
20. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zur Wiedergabe der von den Mustern erhaltenen Information vorgesehen ist.
21. Schutzdokumentsystem, gekennzeichnet durch wenigstens ein Schutzdokument, das mit einem Schutzmerkmal versehen ist, das von einem Schutzmaterial gebildet wird, das einen Bereich mit einem permanenten elektrostatischen Kennmerkmal aufweist, das sich von einem anderen Bereich des Materials unterscheidet, und ferner wenigstens ein Dokumentenlesegerät aufweist, das eine Einrichtung zum Abtasten des Schutzmerkmales in einem vorge-

709885/0656

legten Dokument aufweist und zum Erzeugen eines Ausgangssignales zum Anzeigen eines mit dem Schutzmerkmal versehenen authentischen Dokumentes, wodurch eine Handlung zugelassen oder veranlaßt werden kann, deren Sicherheit durch das Dokument geliefert wird.

709885/0656