DE4334797C2 - Verfahren zur Echtheitsprüfung von Dokumenten, dafür geeignetes, fälschungssicheres Dokument aus Papier sowie Verfahren zur Herstellung eines derartigen Dokuments - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Echtheitsprüfung von Dokumenten mit wenigstens einem integrierten, metallischen Element, ein dafür geeignetes, fälschungssicheres Dokument aus Papier, sowie ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Dokuments, wobei in das Grundmaterial des Dokuments wenigstens ein metallisches Element derart eingebracht wird, daß es ober- und unterseitig von mindestens je einer Schicht des Dokuments umgeben ist.

Bei Dokumenten und insbesondere bei Banknoten ergibt sich heutzutage infolge der immensen, in Verkehr befindlichen Stückzahl sowohl seitens der das Dokument ausgebenden Stelle, also beispielsweise einer Bank, als auch auf Seiten des Dokumentenbesitzers das Problem, ob die erhaltenen Doku­ mente echt sind, was beispielsweise im Hinblick auf das in zunehmendem Maße aufgefundene Falschgeld von immer größerer Bedeutung ist. Zwar weisen beispielsweise Banknoten einige der Feststellung ihrer Echtheit die­ nende Merkmale auf, beispielsweise fluoreszierende Partikel, die nur bei ent­ sprechender Beleuchtung sichtbar werden, in das Dokument eingebrachte Sicherheitsstreifen oder diverse Wasserzeichen, jedoch können selbst diese Merkmale nachgemacht werden, so daß momentan derartige Banknoten nicht vollkommen fälschungssicher sind.

Die Herstellung eines Sicherheitspapiers, wie es für Banknoten, Wertpapiere, Dokumente, Ausweiskarten, etc. verwendet wird, ist bspw. in der DE-OS 36 01 114 offenbart. Hierbei wird auf einer ersten Rundsiebpapiermaschine eine erste Papierbahn geschöpft, die dann unter einem Abnahmefilz hängend zu einer zweiten Rundsiebpapiermaschine geführt wird, wo eine zweite Papierbahn geschöpft wird. Beide Papierbahnen werden vereinigt und laufen dann gemeinsam zu den weiteren Bearbeitungsstationen, in denen das Papier gegautscht und getrocknet wird. Vor der Vereinigung der Papierbahnen wird zwischen diese Bahnen ein Sicherheitsfaden eingeführt, der von einer Vorratsrolle abgespult wird. Zur Herstellung einzelner Banknoten muß die solchermaßen erzeugte Papierbahn sodann zerschnitten werden, wobei jede Banknote von einem Teil des Sicherheitsfadens vollständig durchsetzt wird. Ein automatisches Verfahren zur Echtheitsprüfung ist in dieser Druckschrift nicht offenbart; das Sicherheitspapier muß visuell auf Vorhandensein des Sicherheitsfadens überprüft werden, und zu diesem Zweck können in einer oder beiden Papierbahnen in bestimmten Abständen Löcher vorgesehen sein, durch welche der eingezogene Sicherheitsfaden hindurch sichtbar ist. Dieser kann als zusätzliches Merkmal einen Schriftzug aufweisen, der dann gut lesbar ist.

Da das Ablesen derartiger Schriftzüge nur schwer in einer automatisch arbeitenden Maschine realisierbar ist, wird gemäß der JP 55-135 979 A ein Prinzip zur Echtheitsüberprüfung vorgeschlagen. Hierbei ist in einer mit einem oberflächigen Magnetstreifen versehenen Karte ein parallel zu deren Grundfläche verlaufender Metallstreifen eingebettet und bis an die Schmalseiten der Karte herausgeführt. Zur Überprüfung der Echtheit der Karte werden zwei metallisch leitende Kontakte an den beiden einander gegenüberliegenden Stirnseiten der Karte entlanggeführt, und durch die eingebettete Metallfolie wird bei einer bestimmten Position der elektrischen Kontakte ein Stromkreis geschlossen, der als Indiz für die Echtheit der Karte verwendet wird. Dieses Verfahren ist zwar relativ einfach, kann aber auch unschwer getäuscht werden, da durch elektrisches Tasten einer Karte die Lage der eingebetteten Folie schnell auffindbar ist und sodann mit einfachsten Mitteln nachgeahmt werden kann.

Ein ähnliches Prinzip ist in der JP 01-263 095 A verwirklicht. Hier wird eine Kreditkarte dadurch vor einer Nachahmung geschützt, daß auf einer Grundfläche der Karte zueinander parallele Drahtbahnen aufgedruckt werden, die in ihrem Mittelbereich durch einen auflaminierten Bogen aus Isoliermaterial bedeckt sind, während die Drahtenden zugänglich bleiben. Bei der Benutzung der Kreditkarte werden Testkontakte an die freiliegenden Drahtenden angesetzt und deren elektrischer Widerstand wird gemessen. Auch hier läßt sich eine Fälschung mit einfachen Mitteln herstellen, da die freiliegenden Drahtenden für jedermann zugänglich sind und ein Ausmessen erlauben.

Da das Anlegen äußerlicher Kontakte gerade eben bei stabilen Kreditkarten noch möglich ist, bei dünneren Papieren jedoch bereits mechanische Probleme mit sich bringt, ist in der DE-OS 34 03 516 ein anderes Prinzip zur Überprüfung der Echtheit eines Dokuments offenbart. Der dortige Vorerfinder sah sich vor die Aufgabe gestellt, eine Kopiermaschine mit einer Vorrichtung auszurüsten, die eine Vervielfältigung besonderer, insbesondere mit einem Dunkelfaden versehener Papiere nicht zuläßt. Zu diesem Zweck ist innerhalb des Kopiergeräts eine metallische Sensorfläche angeordnet, die vor jedem Kopiervorgang entlang einer geraden Linie direkt unterhalb des aufgelegten Papierbogens hindurchfährt. Diese metallische Sensorfläche ist an einen elektrischen Oszillator angeschlossen. Ist in dem aufgelegten Papierbogen bspw. ein Silberfaden enthalten, so wird durch kapazitive Kopplung mit der Sensorfläche die Frequenz des Oszillators geringfügig gegenüber seinem Nennwert verstimmt; diese Verstimmung kann mit Hilfe eines zweiten, als Referenz dienenden Oszillators und in einem zwischengeschalteten Frequenzdiskriminator bestimmt werden. Dieses kapazitive Verfahren mag zwar bei einer Anordnung taugen, wo beim Vorhandensein eines betreffenden Dunkelfadens eine Aktion, nämlich das Kopieren unterbleiben soll, da die Entfernung eines Dunkelfadens recht schwierig sein kann. Andererseits ist die Imitation eines derartigen Dunkelfadens höchst einfach, so daß eine derartige Anordnung keinen nachhaltigen Schutz vor Banknotenfälschungen od. dgl. bieten kann.

Ein demgegenüber etwas verbessertes Verfahren ist in der DE-OS 32 36 373 enthalten. Hier erfolgt ebenfalls eine kapazitive Abtastung eines Sicherheitspapiers, jedoch unter Verwendung von jeweils zwei einander gegenüberliegenden Elektroden, welche zusammen einen Kondensator bilden. In diesen Kondensator wird das Sicherheitspapier als Dielektrikum eingefügt. Der Kapazitätswert des Kondensators ändert sich, wenn ein spezielles Sicherheitspapier eingelegt ist, welches an der betreffenden Stelle einen ferroelektrischen Markierungsflecken trägt. Zwar haben Ferroelektrika eine hohe Dielektrizitätszahl; dennoch müssen die ferroelektrischen Flecken eine große Fläche aufweisen und mindestens die gesamte Kondensatorfläche abdecken, um eine ausreichende Verstellung der Kondensatorkapazität hervorzurufen. Derart großflächige Strukturen sind unschwer nachzumachen. Außerdem handelt es sich bei Ferroelektrika um Nichtmetalle, welche zwischen Polyimidfolien eingeschlossen werden müssen, um vor einer chemischen Zersetzung geschützt zu sein. Diese Polyimidfolie wird als Zwischenlage in die Papiermasse eingebracht, so daß sich schließlich eine relativ dicke Konsistenz ergibt.

Eine wiederum andere Prüfmethode zeigt die DE-PS 31 21 484. Hier wird vorzugsweise in die Pulpe des zu schützenden Wertpapiers ein Lumineszenzstoff beigegeben; alternativ hierzu kann der Lumineszenzstoff auch auf die Oberfläche des fertigen Dokuments aufgetragen werden. Bei einer Ausführungsform kann als Lumineszenzstoff Kresylviolett Verwendung finden oder aber ein salzartiges Wirtsgitter, bspw. Lanthanfluorid LaF₃ oder Lanthanchlorid LaCl₃, welches zu etwa 5% mit Ionen von Seltenerdmetallen wie Praseodym, Neodym, Cer, Samarium, Europium, Terbium, Dysprosium, Holmium, Erbium, Thulium oder Ytterbium dotiert ist. Die Lumineszenzstoffe haben die Eigenschaft, daß sie bei Anregung mit infraroter Lichtstrahlung ebenfalls infrarote Strahlung emittieren. Zur Echtheitsüberprüfung wird das Wertpapier mit einer Infrarotlampe beleuchtet, und das infolgedessen emittierte, infrarote Lumineszenzlicht wird durch eine Detektoroptik auf die aktive Fläche eines Detektors fokussiert, der sodann entscheidet, ob die für ein echtes Wertpapier charakteristische Infrarotstrahlung anzutreffen ist. Hier wird zur Anregung eine Lichtquelle verwendet, die eine geringe Strahlungsleistung hat. Deshalb muß eine große Fläche des Wertpapiers bestrahlt werden, damit eine nennenswerte Strahlungsmenge des Emissionslichts entsteht, welches sodann wieder fokussiert werden muß, um überhaupt detektiert werden zu können. Feine Strukturen des Lumineszenzstoffs können daher nicht erkannt werden, so daß eine Fälschung mit einfachen Mitteln möglich ist. Außerdem muß die emittierte Strahlung gleichzeitig mit der Beleuchtung gemessen werden, da bei Ausschalten der Lichtquelle keine Anregung des lumineszierenden Stoffs erfolgt. Es ist daher eine komplizierte Meßoptik erforderlich.

Schließlich ist der AT-PS 362 658 ein Verfahren zum Prüfen von Papieren auf Echtheit zu entnehmen, wobei das Papier erwärmt wird und die Farbänderung eines aufgedruckten oder in der Papiermasse verteilten, thermochromatischer Pigmentfarbstoffs kontrolliert wird. Als thermochromatische Pigmentfarbstoffe finden bevorzugt Quecksilberverbindungen Ag₂HgJ₄, Cu₂HgJ₄ oder Ti₂HgJ₄ oder thermochromatische Sulfide und Borate Verwendung. Dieser Farbstoff wird bevorzugt in der Papiermasse verteilt oder auf das Papier aufgedruckt und ändert bei Erwärmung auf eine bestimmte Temperatur, vorzugsweise zwischen 30 und 40°C, seine Farbe. Diese Farbänderung kann einerseits dadurch überprüft werden, daß das Papier der Körperwärme ausgesetzt wird, oder aber dadurch, daß es mit einem Magnetinduktor oder einem Infrarotstrahler erwärmt wird, wobei der thermochromatische Pigmentfarbstoff seinen Transmissionsgrad ändert. Die Änderung dieses Transmissionsgrads kann sodann mit einer Lichtschranke festgestellt werden. Da der thermochromatische Farbstoff an der Papieraußenseite angeordnet ist und mit einem sichtbaren Farbumschlag auf eine Erwärmung reagiert, bereitet es keine Schwierigkeit, das aufgedruckte Muster zu erkennen und gegebenenfalls nachzuahmen. Ein derartiges Papier ist daher ebenfalls nicht gegen Nachahmungen gefeit und erfordert allenfalls einen zusätzlichen Verfahrensschritt zum Aufbringen einer speziellen, thermochromatischen Substanz.

Aus den Nachteilen des bekannten Stands der Technik resultiert das die Erfindung initiierende Problem, ein Verfahren zur Echtheitsprüfung von Dokumenten sowie ein hierfür geeignetes Dokument nebst Herstellungsverfahren für dieses zu schaffen, wobei das Dokument absolut fälschungssicher und das Verfahren zur Echtheitsprüfung dennoch möglichst einfach, schnell und aussagekräftig sein soll.

Zur Lösung dieses Problems sieht die Erfindung ein Verfahren zur Echtheitsprüfung von Dokumenten mit wenigstens einem integrierten, metallischen Element vor, im Rahmen dessen zur Verifizierung das Dokument mittels einer Wärmequelle auf eine vorbestimmte, von dem metallischen Element abhängige Temperatur erwärmt und mittels einer wärmestrahlungssensitiven Vorrichtung ein Wärmebild des erwärmten Dokuments aufgenommen wird, das zur Bestimmung der Echtheit des Dokuments mit einem der vorbestimmten Temperatur entsprechenden Referenzwärmebild verglichen wird. Dieses eine Infrarotmessung umfassende Verifizierungsverfahren basiert auf der von dem verwendeten Metall, also beispielsweise dem verwendeten Drahtmaterial abhängigen spezifischen Wärmestrahlung, die dieses in Abhängigkeit von seiner Erwärmungstemperatur emittiert. Die temperaturabhängige Wärmestrahlung ist folglich lediglich von der Art des Metalls abhängig, nicht jedoch von seinem Zustand, d. h., ob es gradlinig und somit neu oder geknickt ist, so daß dieses Verfahren mit besonderem Vorteil sowohl bei Neudokumenten als auch bei gebrauchten Dokumenten verwendet werden kann. Zur Bestimmung wird dabei das Dokument zunächst mit einer Wärmequelle, bei der es sich erfindungsgemäß um ein Mikrowellensystem handelt, auf eine vorbestimmte, auf das jeweilige Widerstandsmaterial, also beispielsweise den Metalldraht oder auf die -legierung abgestimmte Temperatur erwärmt. Neben einem Mikrowellensystem kann jedoch auch jedwede andere Wärmequelle verwendet werden, sofern diese auf eine exakte Temperatur einregelbar ist. Nach dieser Erwärmung wird mittels einer wärmestrahlungssensitiven Vorrichtung ein Wärmebild des erwärmten Dokuments aufgenommen, wofür erfindungsgemäß eine Infrarotkamera verwendet wird. Jedoch kann anstelle einer Infrarotkamera jedweder Infrarotsensor verwendet werden, mittels welchem ein aussagekräftiges Wärmebild aufgenommen werden kann. Das derart erhaltene Wärmebild wird anschließend mit einem beispielsweise in einer EDV-Einrichtung abgespeicherten und dem jeweiligen Widerstandsmaterial bei der jeweiligen Temperatur zugeordneten Referenzwärmebild verglichen, um anhand des Vergleichs die Echtheit des untersuchten Dokuments feststellen zu können. Stimmen im Rahmen dieses Vergleichs die Werte innerhalb einer bestimmten Toleranz, die wiederum von dem verwendeten Widerstandsmaterial abhängig ist, überein, so ist die Echtheit des Dokuments eindeutig bewiesen. Zeigen die beiden verglichenen Wärmebilder jedoch nicht innerhalb des Toleranzbereichs liegende Unterschiede, so gilt das Dokument als nicht verifiziert.

Ein für die Durchführung des erfindungsgemäßen Echtheitsprüfungsverfahrens geeignetes, fälschungssicheres Dokument aus Papier zeichnet sich durch wenigstens ein metallisches Element aus, das ober- und unterseitig von mindestens je einer Schicht des Dokuments derart abgedeckt ist, daß es allseitig von Papierfilz umgeben ist. Indem das metallische Element allseitig von Papierfilz umschlossen ist, ist eine Fälschung nahezu unmöglich.

Die Herstellung eines derartigen Dokuments ist dadurch möglich, daß das metallische Element mittels eines Multilayer- bzw. Sandwichverfahrens zunächst auf eine erste Schicht aus Grundmaterial in einem Druckverfahren aufgebracht wird, anschließend wird die bedruckte erste Schicht mit einer zweiten Schicht aus Grundmaterial belegt, um das aufgedruckte Metallelement vollständig zu umhüllen.

Das Metallelement wird erfindungsgemäß aus Bahnen und/oder Streifen aus leitfähigem Material gebildet, wobei es sich als günstig erwiesen hat, daß die Bahnen und/oder Streifen in Form eines Rasters, das vorzugsweise die Form eines Gitters mit insbesondere rechteckigen Teilungsabschnitten aufweist, eingebracht werden.

Es hat sich erfindungsgemäß als vorteilhaft herausgestellt, daß ein Metall oder eine Metallegierung verwendet wird, wobei die Breite der Bahnen und/oder Streifen kleiner als 0.1 mm sind, um im wesentlichen der Dicke des Dokuments zu entsprechen. Damit gewährleistet ist, daß die Metallbahnen auch bei extremer Beanspruchung des Dokuments beispielsweise durch Falten nicht brechen, wird erfindungsgemäß ein hochflexibles Metall oder Metallegierung verwendet. Im Hinblick auf die Wärmeabstrahlungscharakteristik haben sich Palladiumlegierungen als bevorzugt zu verwendende Legierungen erwiesen.

Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den im folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes Dokument,

Fig. 2 einen Schnitt durch das Dokument aus Fig. 1 entlang der Linie II-II,

Fig. 3 einen Schnitt durch ein in einem Multilayer-Verfahren hergestelltes Dokument, und

Fig. 4 eine Prinzipskizze der Meßanordnung für ein Wärme­ bildaufnahmeverfahren zur Echtheitsbestimmung.

Fig. 1 zeigt ein fälschungssicheres Dokument 1, bestehend aus einem Papierfilz 2, in den im gezeigten Ausführungsbeispiel ein Metallelement 3 eingebracht ist. Das Metallelement 3 besteht aus mehreren Längs- und Quer­ bahnen 4, 5, die zueinander rechtwinklig verlaufen und rechteckige Teilungsabschnitte 6 bilden. Das Dokument 1 ist in einem Multilayer- oder Sandwichverfahren hergestellt (Fig. 3), im Rahmen dessen zunächst auf eine erste Schicht 2a das Metallelement 3 aufgedruckt wird, wonach eine zweite Schicht 2b auf die erste gelegt und dann verpreßt, verklebt oder mit einem anderen produktionstechnischen Verfahren mit der ersten Schicht 2a ver­ bunden wird, so daß das Metallelement 3 allseitig von Papierfilz umgeben ist.

Zur Echtheitsbestimmung kann die Aufnahme eines spezifischen Wärmebildes des erwärmten Dokuments zur Verifizierung herangezogen werden. Dabei wird das zu untersuchende Dokument 10 mittels Mikrowellen 11 auf eine vorbe­ stimmte Temperatur erwärmt. Das ebenfalls erwärmte Metallelement 12 emittiert abhängig von der Temperatur eine temperatur- und ma­ terialspezifische Wärmestrahlung 13, die mittels einer Infrarotkamera 14 aufgenommen wird. Dieses aufgenommene Wärmebild wird anschließend mit einem der Erwärmungstemperatur und dem spezifischen Material zugeordneten Referenzwärmebild verglichen, im gezeigten Ausführungsbeispiel mittels einer EDV-Anlage 15, die mit der Infrarotkamera 14 in Verbindung steht und in der die jeweiligen Referenzwärmebilder abgespeichert sind. Da das Wärmebild temperatur- und materialabhängig ist, d. h., daß jedes Material ein charakteristisches, mit keinem anderen Material gleiches Wärmebild abstrahlt, ist dieses Verifizierungsverfahren als absolut aussagekräftig zu bewerten, da nur das Originalmaterial des Metallelements das entsprechende Wärmebild emittiert, jedwede Fälschung jedoch ein gänzlich anderes. Da erfindungsgemäß als Metall eine Palladiumlegierung verwendet wird, ist im Hinblick auf die Vielzahl der möglichen Legierungen und deren speziellen Zusammensetzungen eine Fälschung des Materials, die zur Übereinstimmung der Wärmebilder exakt mit dem Ursprungsmaterial überein­ stimmen muß, unmöglich.

Claims (14)

1. Verfahren zur Echtheitsprüfung von Dokumenten, insbe­ sondere von Banknoten, mit wenigstens einem integrier­ ten, metallischen Element (12), dadurch gekennzeich­ net, daß das Dokument (10) mittels einer Wärmequelle auf eine vorbestimmte, von dem metallischen Element (12) abhängige Temperatur erwärmt und mittels einer wärmestrahlungssensitiven Vorrichtung (14) ein Wär­ mebild des erwärmten Dokuments (10) auf genommen wird, das zur Bestimmung der Echtheit des Dokuments (10) mit einem der vorbestimmten Temperatur entsprechenden Referenzwärmebild verglichen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Wärmequelle ein Mikrowellensystem (11) verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß als wärmestrahlungssensitive Vorrichtung eine Infrarotkamera (14) verwendet wird.

4. Fälschungssicheres, zur Echtheitsprüfung nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3 geeignetes Dokument aus Papier, gekennzeichnet durch wenigstens ein metallisches Element (3), das ober- und untersei­ tig von mindestens je einer Schicht (2a, 2b) des Doku­ ments (1) derart abgedeckt ist, daß es allseitig von Papierfilz umgeben ist.

5. Dokument nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das metallische Element (3) die Form einer Bahn (4, 5) und/oder eines Streifens aufweist.

6. Dokument nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das metallische Element (3) die Form eines aus mehre­ ren Bahnen und/oder Streifen (4, 5) gebildeten Rasters aufweist.

7. Dokument nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Raster ein Gitter mit i.w. rechteckigen Teilungsabschnitten (6, 8) ist.

8. Dokument nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das metallische Element (3) eine Metallegierung, vorzugsweise eine Palladiumlegierung, ist.

9. Dokument nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der Bahnen (4, 5) und/oder Streifen kleiner als 0,1 mm ist.

10. Verfahren zur Herstellung eines fälschungssicheren Do­ kuments nach einem der Ansprüche 4 bis 9, insbesondere aus Papier, wobei in das Grundmaterial (2) des Doku­ ments (1) wenigstens ein metallisches Element (3) der­ art eingebracht wird, daß es ober- und unterseitig von mindestens je einer Schicht (2a, 2b) des Dokuments (1) umgeben ist, dadurch gekennzeichnet, daß das metalli­ sche Element (3) auf eine erste Schicht (2a) aus Grundmaterial (2) in einem Druckverfahren aufgebracht wird, und daß auf die bedruckte, erste Schicht (2a) aus Grundmaterial (2) eine zweite Schicht (2b) aus Grundmaterial (2) aufgebracht wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das metallische Element (3) in Form einer Bahn und/oder eines Streifens (4, 5) eingebracht wird.

12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Bahnen (4, 5) und/oder Streifen in Form eines Rasters eingebracht werden.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Raster die Form eines Gitters mit vorzugsweise rechteckigen Teilungsabschnitten (6, 8) aufweist.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der Bahnen (4, 5) und/oder Streifen kleiner als 0,1 mm ist.