EP0021350A1 - Verfahren zur Echtheitsprüfung eines Wertpapieres mit einem Echtheitsmerkmal und Wertpapier mit einem solchen Merkmal - Google Patents

Verfahren zur Echtheitsprüfung eines Wertpapieres mit einem Echtheitsmerkmal und Wertpapier mit einem solchen Merkmal Download PDF

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EP0021350A1 EP80103424A EP80103424A EP0021350A1 EP 0021350 A1 EP0021350 A1 EP 0021350A1 EP 80103424 A EP80103424 A EP 80103424A EP 80103424 A EP80103424 A EP 80103424A EP 0021350 A1 EP0021350 A1 EP 0021350A1
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    • G07D7/00—Testing specially adapted to determine the identity or genuineness of valuable papers or for segregating those which are unacceptable, e.g. banknotes that are alien to a currency
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    • G07D7/06—Testing specially adapted to determine the identity or genuineness of valuable papers or for segregating those which are unacceptable, e.g. banknotes that are alien to a currency using wave or particle radiation
    • G07D7/12—Visible light, infrared or ultraviolet radiation

Definitions

  • the invention relates to a security with a machine-testable authenticity feature that has at least one physical property that can be measured.
  • banknotes with magnetic and / or electrically conductive layers are known, which codes in accordance with the machine and are arranged in a certain form. The dimensions, the conductivity, the radiation permeability and the arrangement of the layers can be determined in the test device.
  • DE-AS 2 215 628 a banknote with a security thread made of metal is known, which has a specific, individual information for the banknote in coded form. The information can either be in the form of a perforation or a magnetic track.
  • GB-PS 1 357 489 a bank note with a security thread made of ferromagnetic material is known, which is characterized by the fact that it has a high coercive force, so that possibly applied magnetic information cannot be easily deleted or modified by a counterfeiter .
  • a security thread as an authenticity feature has certain advantages that explain its widespread use.
  • the thread can only be inserted during the production of paper or cards, the corresponding technology and complex devices are normally not available to the counterfeiter. Its presence can easily be checked visually even without aids. In the event that the thread has certain mechanically recognizable properties, an automatic test is also possible.
  • the F is relatively easy to imitate älscher the mentioned properties, by, for example, the electrical Mimics the conductivity of the security thread by means of a pencil line on the surface of the security, certain magnetic properties by means of a tape strip stuck on, and a certain fluorescence behavior by applying commercially available fluorescent substances.
  • the object of the invention is therefore to create an authenticity feature which has properties which can be clearly checked by machine and which make it more difficult for the forger to analyze and imitate the relevant properties.
  • this object is achieved in that the physical property can be measured quantitatively with the aid of a first field and in that the quantity of this property can be influenced in a targeted and repeatable manner at the same time by the action of a second, different type of field.
  • the invention is therefore based on the knowledge that the authenticity feature has a basic property, such as, for example, a certain electrical conductivity, and that this basic property can be changed by a secondary property, that is to say, for example, a photosensitivity of the electrical conductivity.
  • the electrical conductivity of the conductor which is generally very high-impedance for present applications, is usually determined by measurement by bringing it into a predetermined electrical alternating or constant field (corresponds to the first field) in which the conductor is present by means of galvanic contacts or capacitive coupling causes a field change. The conductivity can then be determined from this field change.
  • a simultaneously on the conductor acting visible or invisible electromag - netic field changes the conductivity of the conductor. This change in conductivity can be quantified because of its reaction to the electric field (first field).
  • A, possibly also periodic, change in the specific energetic environment of the security thread therefore also changes the measured variable in a certain clear, possibly periodic manner.
  • the counterfeiter who succeeds in finding or even imitating the basic property, for example a certain electrical conductivity, is thus far from being able to determine the dependence of this basic property on a certain other physical variable, for example the strength of the light radiation. Even if this connection became clear to him, he could not imitate a certain dependency behavior between the measured variable and the influencing parameter.
  • the measured variable is influenced, for example, by introducing the feature substance into a radiation field in the form of visible or invisible light or into electrical or magnetic fields.
  • the form of the influence must be matched to the particular feature substance chosen and the physical property to be measured.
  • the feature substance can be provided on or in a security thread, for example. However, it can also be used as a pure paper or ink additive, especially for screen printing inks.
  • a security thread consisting of a transparent PVC film was embedded in the middle level of a security with a basis weight of 80 g / m 2 .
  • the thread had a width of 0.4 mm and a thickness of 25 ⁇ m.
  • the film was coated with copper-doped cadmium sulfide.
  • the cadmium sulfide was "sintered" onto the film at a temperature of 180 ° C. and a pressure of 49 bar / cm 2 .
  • the cadmium sulfide can also be applied by another method, for example from an emulsion.
  • a security thread consisting of a transparent PVC film with a width of 0.4 mm and a thickness of 25 ⁇ m was embedded in a banknote with a basis weight of 80 g / m 2 .
  • the security thread was coated with p-doped germanium. The doping was about 10 -15 cm -3 .
  • the coating was applied by means of sputtering. The coating can of course also be carried out using other methods which belong to the prior art, for example by thermal vapor deposition.
  • a magnetic field of approximately 0.6 Teslaff was applied perpendicular to the path of the electrical current, the electrical resistance on the security thread increased by approximately 8%. This change in electrical conductivity is due to a Deflection of the charge carriers in the semiconductor substrate carrying the current due to the Lorentz force acting on them in the magnetic field. This lengthens the path of the charge carriers, which results in a change in resistance.
  • Card 1 (FIG. 1) was produced.
  • Card 1 consisted of an insert made of printed paper with embedded security thread 2 and two transparent cover foils. The security thread was visually freely accessible under the cover film.
  • the security thread consisted of a transparent PVC film with a width of 0.4 mm and a thickness of 25 ⁇ m.
  • the film was coated with polycrystalline cadmium sulfide.
  • the coating was applied by means of sputtering. Of course, other methods of applying the coating which are part of the prior art are also possible.
  • the security thread was yellow in color.
  • Curve 3 represents the absorption edge of the cadmium sulfide without and curve 4 the absorption edge when an electric field is applied.
  • the reflectivity R decreases from point 5 to point 6 at the wavelength used for the measurement, which can be sharply delimited by filters .
  • the change in reflectivity is not limited to the absorption edge. Such changes can also be observed at certain other wavelengths in the reflection spectrum. The effect is particularly pronounced on the absorption edge.

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Abstract

Wertpapier (1) mit einem maschinell prüfbaren Echtheitsmerkmal, beispielsweise einem Sicherheitsfaden (2), der eine physikalische Eigenschaft, beispielsweise elektrische Leitfähigkeit aufweist, die mittels eines ersten Feldes, beispielsweise eines elektrischen Feldes, berührungslos meßbar ist. Die physikalische Eigenschaft kann durch Einwirkung eines zweiten Feldes, beispielsweise elektromagnetischen Feldes, reproduzierbar beeinflußt werden. Erfolgt die Beeinflussung periodisch, ergibt sich als Meßgröße ein entsprechend der Wechselwirkung der beiden Felder moduliertes Signal.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Wertpapier mit einem maschinell prüfbaren Echtheitsmerkmal, das mindestens eine meßtechnisch erfaßbare physikalische Eigenschaft aufweist.
  • Zur Sicherung von Ausweiskarten, Dokumenten, Wertpapieren und Banknoten ist es bereits bekannt, diese mit Echtheitsmerkmalen, z.B. Sicherheitsfäden auszurüsten, die eine leichte visuelle und auch automatische Echtheitsprüfung ermöglichen. So ist es aus der US-PS Nr. 964 014 bereits bekannt, in Banknoten dünne Metallfolien in Streifenform einzulagern, die eine bestimmte Farbe, einen Aufdruck oder eine besondere Form aufweisen. Da das Einbringen einer solchen Folie in das Papier nur während der Papierherstellung möglich ist, also einen hohen technologischen Aufwand voraussetzt, sind Fälschungen entsprechend schwierig herzustellen. Bei einer automatischen Echtheitsprüfung wäre es jedoch relativ einfach, spezielle Eigenschaften des eingelagerten Sicherheitsstreifens durch entsprechende Oberflächenaufdrucke nachzuahmen.
  • In letzter Zeit haben sich daher Sicherheitsfäden mit besonderen physikalischen Eigenschaften durchgesetzt, deren Vorhandensein zwar visuell und/oder manuell feststellbar ist, deren Echtheit jedoch nur maschinell überprüfbar ist. Aus der DE-OS 2 001 944 sind beispielsweise Banknoten mit magnetischen und/oder elektrisch leitenden Schichten bekannt, die automatengerecht codiert und in bestimmter Form angeordnet sind. Im Prüfgerät können dabei die Abmaße, die Leitfähigkeit, die Strahlungsdurchlässigkeit und die Anordnung der Schichten festgestellt werden. Aus der DE-AS 2 215 628 ist eine Banknote mit einem Sicherheitsfaden aus Metall bekannt, der eine bestimmte, für die Banknote individuelle Information in codierter Form aufweist. Die Information kann entweder in Form einer Lochung oder auch einer Magnetspur vorliegen. Aus der GB-PS 1 357 489 ist schließlich eine Banknote mit einem Sicherheitsfaden aus ferromagnetischem Material bekannt, der sich dadurch auszeichnet, daß er eine hohe Koerzitivkraft aufweist, so daß gegebenenfalls aufgebrachte magnetische Informationen von einem Fälscher nicht so leicht gelöscht bzw. abgeändert werden können.
  • Die Verwendung eines Sicherheitsfadens als Echtheitsmerkmal hat bestimmte Vorteile, die seine verbreitete Verwendung erklären. Der Faden kann nur während der Papier- bzw. Kartenherstellung eingebracht werden, die entsprechende Technologie und aufwendigen Vorrichtungen stehen dem Fälscher normalerweise nicht zur Verfügung. Seine Anwesenheit ist auch ohne Hilfsmittel visuell leicht überprüfbar. Für den Fall, daß der Faden bestimmte maschinell erkennbare Eigenschaften aufweist, ist auch eine automatische Prüfung möglich.
  • Diesen Vorteilen stehen jedoch eine Reihe von Nachteilen gegenüber, die sich insbesondere bei der in zunehmendem Maße angewendeten automatischen Echtheitsprüfung gravierend auswirken. So kann der Fälscher beispielsweise zwei Papierbogen zusammenkleben und damit die Schwierigkeiten der Fälschung auf die Nachahmung des Sicherheitsfadens selbst reduzieren. Auch eine Nachahmung spezieller Eigenschaften des Sicherheitsfadens auf der Oberfläche des Wertpapiers ist in manchen Fällen möglich. Die vom Prüfgerät gemessenen physikalischen Eigenschaften der Sicherheitsfäden sind dem Fälscher in der Regel leicht erkennbar, da entsprechende, als Sensoren verwendbare Prüfgeräte auf dem Markt frei erhältlich sind. Übliche in diesem Zusammenhang benutzte physikalische Eigenschaften sind die elektrische Leitfähigkeit, Magnetismus, Fluoreszenz etc. Da es bei maschineller Prüfung ohne visuelle Begutachtung auf die äußere Erscheinung des Wertpapiers nicht ankommt, kann der Fälscher die genannten Eigenschaften relativ leicht nachahmen, indem er beispielsweise die elektrische Leitfähigkeit des Sicherheitsfadens durch einen Bleistiftstrich auf der Wertpapieroberfläche nachahmt, bestimmte magnetische Eigenschaften durch einen aufgeklebten Tonbandstreifen und ein bestimmtes Fluoreszenzverhalten durch Aufstreichen handelsüblicher Fluoreszenzstoffe.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht somit darin, ein Echtheitsmerkmal zu schaffen, das Eigenschaften auf- .weist, die maschinell eindeutig prüfbar sind und die dem Fälscher die Analyse und die Nachahmung der relevanten Eigenschaften in erhöhtem Maße erschweren.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die physikalische Eigenschaft mit Hilfe eines ersten Feldes quantitativ meßbar ist und daß diese Eigenschaft dabei gleichzeitig in ihrer Quantität gezielt und wiederholbar durch die Einwirkung eines zweiten, anders gearteten Feldes beeinflußbar ist.
  • Der Erfindung liegt somit die Erkenntnis zugrunde, daß das Echtheitsmerkmal eine Grundeigenschaft, wie beispielsweise eine bestimmte elektrische Leitfähigkeit aufweist und daß diese Grundeigenschaft durch eine sekundäre Eigenschaft, also beispielsweise eine Lichtempfindlichkeit der elektrischen Leitfähigkeit, veränderbar ist. Im genannten Beispiel wird die elektrische Leitfähigkeit des für vorliegende Anwendungsfälle in der Regel sehr hochohmigen Leiters üblicherweise meßtechnisch dadurch bestimmt, daß man ihn mittels galvanischer Kontakte oder kapazitiver Einkoppelung in ein vorgegebenes elektrisches Wechsel- oder Gleichfeld (entspricht erstem Feld) bringt, in dem der Leiter eine Feldänderung hervorruft. Aus dieser Feldänderung läßt sich dann die Leitfähigkeit bestimmen. Ein gleichzeitig auf den Leiter einwirkendes sichtbares oder unsichtbares elektromag- netisches Feld (entspricht zweitem Feld) ändert die Leitfähigkeit des Leiters. Diese Leitfähigkeitsänderung ist wegen ihrer Rückwirkung auf das elektrische Feld (erstes Feld) quantitativ erfaßbar.
  • Eine, gegebenenfalls auch periodische, Änderung des spezifischen energetischen Umfeldes des Sicherheitsfadens ändert also auch die Meßgröße in bestimmter eindeutiger, gegebenenfalls periodischer Art und Weise. Der Fälscher, dem es gelingt die Grundeigenschaft, also beispielsweise eine bestimmte elektrische Leitfähigkeit zu finden oder sogar nachzuahmen, ist damit noch lange nicht in der Lage die Abhängigkeit dieser Grundeigenschaft von einer bestimmten anderen physikalischen Größe, beispielsweise der Stärke der Lichteinstrahlung, festzustellen. Selbst wenn ihm dieser Zusammenhang klar werden würde, könnte er ein bestimmtes Abhängigkeitsverhalten zwischen der Meßgröße und dem Beeinflussungsparameter nicht nachahmen.
  • Die Beeinflussung der Meßgröße erfolgt beispielsweise durch Einbringung des Merkmalsstoffes in ein Strahlungsfeld in Form von sichtbarem oder unsichtbarem Licht oder in elektrische oder magnetische Felder. Selbstverständlich muß die Form der Beeinflussung auf den bestimmten gewählten Merkmalsstoff und die zu messende physikalische Eigenschaft abgestimmt sein.
  • Der Merkmalsstoff kann beispielsweise auf oder in einem Sicherheitsfaden vorgesehen sein. Die Verwendung als reiner Papier- oder Farbzusatz, insbesondere für Siebdruckfarben,ist aber ebenso möglich.
  • Nachfolgend ist die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Die ausgeführten Beispiele sollen jedoch in keiner Weise beschränkend sein, dem Fachmann wird dadurch lediglich eine Anleitung gegeben, nach der er auch andere Kombinationen auffinden kann. In der Zeichnung zeigen:
    • Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Ausweiskarte mit eingelagertem Sicherheitsfaden, und
    • Fig. 2 die graphische Darstellung zweier Lagen der Absorptionskante eines Merkmalsstoffes gemäß Beispiel 3.
    Beispiel 1
  • In die mittlere Ebene eines Wertpapiers mit einem Flächengewicht von 80 g/m2 wurde ein Sicherheitsfaden, bestehend aus einer durchsichtigen PVC-Folie eingelagert. Der Faden hatte eine Breite von 0,4 mm und eine Dicke von 25 µm. Die Folie war mit Kupferdotiertem Cadmiumsulfid beschichtet. Das Cadmiumsulfid wurde bei einer Temperatur von 180°C und einem Druck von 49bar/cm2 auf die Folie "aufgesintert". Die Aufbringung des Cadmiumsulfids kann auch mittels eines anderen Verfahrens, beispielsweise aus einer Emulsion heraus, erfolgen.
  • Eine Prüfung des Sicherheitsfadens in einer abgedunkelten Meßkammer ergab eine elektrische Leitfähigkeit von etwa 10 -9Ω-1 cm . Bei Beleuchtung mit einer 100 W-Glühlampe stieg die Leitfähigkeit auf etwa 10-6 Ω-1 cm-1 an.
  • Weitere Versuche mit unterschiedlich hoch mit Kupfer dotiertem Cadmiumsulfid ergaben zwar von den Proben abhängige, unterschiedliche Hell/Dunkelwerte, die jedoch stets meßtechnisch eindeutig erfaßbar und auswertbar waren. Die Abweichungen waren allerdings von der Dotierung und speziellen Zusammensetzung abhängig. Da der Sicherheitsfaden im Wertpapier eingelagert war, ergab eine Beleuchtung von Vorder- und Rückseite gleiche Ergebnisse. Ein nur aufgeklebter Sicherheitsfaden ergab unterschiedliche Meßergebnisse. Durch Prüfung des Wertpapiers mit beidseitig des Papiers angeordneten Sensoren ist daher eine einfache zusätzliche Prüfung möglich, ob der Sicherheitsfaden im Papier eingelagert ist.
    • Beispiel 2
  • In eine Banknote mit einem Flächengewicht von 80g/m2 wurde ein Sicherheitsfaden, bestehend aus einer durchsichtigen PVC-Folie mit einer Breite von 0,4 mm und einer Dicke von 25 µm eingelagert. Der Sicherheitfaden war mit p-dotiertem Germanium beschichtet. Die Dotierung betrug etwa 10-15 cm-3. Die Beschichtung wurde mittels Kathodenstrahlzerstäubung aufgebracht. Die Beschichtung kann selbstverständlich auch mit anderen zum Stand der Technik gehörenden Methoden erfolgen, beispielsweise durch thermisches Aufdampfen. Bei Einwirken eines Magnetfeldes von etwa 0.6 Teslaff senkrecht zum Weg des elektrischen Stroms trat am Sicherheitsfaden eine Erhöhung des elektrischen Widerstandes um etwa 8 % auf. Diese Änderung der elektrischen Leitfähigkeit beruht auf einer Ablenkung der den Strom tragenden Ladungsträger im Halbleitersubstrat durch die auf sie im Magnetfeld einwirkende Lorentzkraft. Dadurch wird der Weg der Ladungsträger verlängert, was eine Widerstandsänderung zur Folge hat.
    • Beispiel 3
  • Es wurde eine Ausweiskarte 1 (Fig. 1) hergestellt. Die Karte 1 bestand aus einem Inlett aus bedrucktem Papier mit eingelagertem Sicherheitsfaden 2 und zwei durchsichtigen Deckfolien. Der Sicherheitsfaden war unter der Deckfolie optisch frei zugänglich.
  • Der Sicherheitsfaden bestand aus einer durchsichtigen PVC-Folie mit einer Breite von 0,4 mm und einer Dicke von 25 µm. Die Folie war mit polykristallinem Cadmiumsulfid beschichtet. Die Beschichtung wurde mittels Kathodenstrahlzerstäubung aufgebracht. Selbstverständlich sind auch andere zum Stand der Technik gehörende Verfahren zum Aufbringen der Beschichtung möglich. Der Sicherheitsfaden hatte eine gelbe Farbe.
  • Mißt man die Reflexion des Sicherheitsfadens bei Zimmertemperatur an der Absorptionskante (etwa bei 515 nm) einmal ohne und einmal mit Einwirkung eines elektrischen Feldes (von etwa 3'10 V/m) auf das Halbleitermaterial Cadmiumsulfid, so beobachtet man eine Verschiebung der Absorptionskante durch das elektrische Feld. Die Änderung der Reflexion
    Figure imgb0001
    beträgt an dieser Stelle des Spektrums etwa 1 %.
  • In Fig. 2 ist dieser Zusammenhang schematisch gezeigt. Die Kurve 3 stellt die Absorptionskante des Cadmiumsulfids ohne und die Kurve 4 die Absorptionskante bei Anliegen eines elektrischen Feldes dar. Das Reflexionsvermögen R sinkt dabei bei der für die Messung verwendeten Wellenlänge, die durch Filter entsprechend scharf eingegrenzt werden kann, von Punkt 5 zu Punkt 6.
  • Obwohl die Änderung gering erscheint, läßt sich diese Änderung bei entsprechendem meßtechnischen Aufwand einwandfrei erfassen, was eine zusätzliche Erschwernis für den Fälscher bedeutet.
  • Die Änderung des Reflexionsvermögens ist.nicht auf die Absorptionskante beschränkt. Derartige Änderungen sind auch bei bestimmten anderen Wellenlängen im Reflextionsspektrum zu beobachten. Der Effekt tritt aber an der Absorptionskante besonders stark in Erscheinung.

Claims (12)

1. Wertpapier mit einem maschinell prüfbaren Echtheitsmerkmal, das mindestens eine meßtechnisch erfaßbare physikalische Eigenschaft aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die physikalische Eigenschaft mit Hilfe eines ersten Feldes quantitativ meßbar ist und daß diese Eigenschaft dabei gleichzeitig in ihrer Quantität gezielt und wiederholbar durch die Einwirkung eines zweiten, anders gearteten Feldes beeinflußbar ist.
2. Wertpapier nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die physikalische Eigenschaft durch ein Strahlungsfeld beeinflußbar ist.
3. Wertpapier nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die physikalische Eigenschaft durch ein Magnetfeld beeinflußbar ist.
4. Wertpapier nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die physikalische Eigenschaft durch ein elektrisches Feld beeinflußbar ist.
5. Wertpapier nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Echtheitsmerkmal kupferdotiertes Cadmiumsulfid mit bestimmter elektrischer Leitfähigkeit aufweist, die sich bei Bestrahlung mit sichtbarem oder unsichtbarem Licht entsprechend der Lichtstärke ändert.
6. Wertpapier nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Echtheitsmerkmal p-dotiertes Germanium mit bestimmter elektrischer Leitfähigkeit aufweist, die sich bei Einwirkung eines magnetischen Feldes entsprechend der Feldstärke ändert.
7. Wertpapier nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Echtheitsmerkmal Cadmiumsulfid mit einem bestimmten Reflexionsvermögen aufweist, das sich bei Einwirkung eines elektrischen Feldes entsprechend der Feldstärke ändert.
8. Wertpapier nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Reflexionsvermögen an der Absorptionskante besonders stark ändert.
9. Wertpapier nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Echtheitsmerkmal auf oder in einem Sicherheitsfaden vorgesehen ist,
10. Wertpapier nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Echtheitsmerkmal im Papier vorgesehen ist,
11. Wertpapier nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Echtheitsmerkmal in der Druckfarbe vorgesehen ist.
12. Wertpapier nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckfarbe eine Siebdruckfarbe ist.
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