EP1377461B2 - Verfahren zur fälschungssicheren markierung von gegenständen und fälschungssichere markierung - Google Patents

Verfahren zur fälschungssicheren markierung von gegenständen und fälschungssichere markierung Download PDF

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EP1377461B2
EP1377461B2 EP01971633A EP01971633A EP1377461B2 EP 1377461 B2 EP1377461 B2 EP 1377461B2 EP 01971633 A EP01971633 A EP 01971633A EP 01971633 A EP01971633 A EP 01971633A EP 1377461 B2 EP1377461 B2 EP 1377461B2
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EP
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layer
forgery
electromagnetic waves
proof
inert
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Jörg HASSMANN
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Wolf Bertling
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Hueck Folien GmbH
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    • B42D2033/10—
    • B42D2033/18—
    • B42D2035/24—

Definitions

  • the invention relates to a method for counterfeit-proof marking of objects such as check cards, banknotes, packaging and the like. It also relates to a tamper-proof mark.
  • the object of the invention is to provide a method for marking objects and a marking, which offer a high degree of protection against forgery in a simple and cost-effective manner.
  • a method for the counterfeit-proof marking of objects such as check cards, banknotes and the like., Is provided according to claim 1.
  • a forgery-proof permanently visible mark can be produced in a simple and cost-effective manner.
  • the second layer is applied structured in the process.
  • the structuring is a structure in the surface in the manner of a pattern or a drawing. It is also a relief-like structure. In this case, the marker appears in different colors.
  • An electromagnetic fourth wave permeable fourth layer is applied to the third layer.
  • the fourth layer serves primarily to protect the covered layers.
  • the substrate may be made of an electromagnetic wave transmissive material, preferably of glass or plastic.
  • first molecules which are affine to the second layer or to second molecules provided thereon.
  • polymers, silanes or structurally related compounds can be used as molecules.
  • complementary polynucleotide sequences, such as DNA as molecules.
  • the function of the first and second molecules is essentially to adhere the substrate to the marking at a fixed predetermined distance.
  • the metallic clusters can be made, for example, from silver, gold, platinum, aluminum, copper, tin or indium.
  • the second layer is made of one of the following materials: polymer, especially polycarbonate (PC), polyethylene (PE), polypropylene (PP), polyurethane (PU), polyimide (PI), polystyrene (PS) or polymethacrylate (PMA). These materials are chemically substantially inert. They are insensitive to moisture.
  • the function of the second layer is essentially to permanently provide a predetermined distance to the third layer and a predetermined structure.
  • the first layer can be irradiated by means of a device for generating electromagnetic waves, preferably by means of LASER, fluorescent lamp, light-emitting diode or xenon lamp.
  • the marker may be identified by means for determining the optical properties of the electromagnetic waves reflected from the first layer. It can be measured with the means for determining the optical properties of the absorption, preferably at different observation angles. Such a determination of the optical properties allows a high security against counterfeiting.
  • the layers are at least partially produced by means of thin-film technology.
  • vacuum coating technologies and the like come into consideration.
  • At least one of the layers is made of a material having an anisotropic refractive index.
  • the second layer is made of an anisotropic refractive index material.
  • the material may be e.g. to be liquid crystal polymers which are stable at different observation angles, i. Angles to the z-axis, as well as at different angles of rotation, i. Angles in the x-y plane, showing a characteristic coloration.
  • At least one of the layers can be made of a material whose optical properties can be selectively changed after the application of the layer.
  • the material may be e.g. to be a photosensitive polymer whose refractive index is variable by irradiation with a suitable wavelength.
  • an electromagnetic wave reflecting first layer is designated 1. It can work to a metal foil, such as an aluminum foil act.
  • the first layer 1 can also be a layer formed from clusters which is applied to a carrier 2.
  • the carrier 2 can be the object to be marked.
  • the clusters are suitably made of gold.
  • the second layer 3 has a structure.
  • the structure is in the form of a relief which is e.g. designed in the manner of a bar code.
  • the thickness of the second layer is preferably between 20 and 1000 nm. It is applied by means of thin-film technology. For this purpose, e.g. Vacuum coating process.
  • a third layer 4 made of metallic clusters is applied on the second layer 3.
  • the third layer 4 in turn is superimposed by a fourth layer 5.
  • the fourth layer 5 protects the underlying layers from damage.
  • the fourth layer 5 may be made of a chemically inert and optically transparent material, eg a metal oxide, nitrite, carbide or polymer.
  • the in the 3 and 4 Marks shown are only visible when they are brought into contact with a substrate 6, on the surface of which the third layer 4 formed of metallic clusters is applied.
  • the third layer 4 may be superposed with a fifth layer 7 formed of first molecules.
  • the fifth layer 7 is expediently formed from molecules which are affine to the material of which the second layer 3 is made. Upon contact of the fifth layer 7 with the second layer 3, a specific adhesion thus occurs. It may also be that the second layer 3 is covered with a further fifth layer 7.
  • the fifth layers 7 are each formed of molecules having affinity to each other. These may be biopolymers which are complementary to each other.
  • the fifth layer 7 can also be made of other polymers, silanes and / or structurally related compounds.
  • the substrate 6 is made of a transparent material, e.g. made of glass or plastic.
  • optically transparent second layer 3 is applied to the electromagnetically reflecting first layer 1.
  • the marking is initially not visible.
  • the optically transparent substrate 6 provided with the third layer 4 When the optically transparent substrate 6 provided with the third layer 4 is applied, an interaction between the light reflected at the first layer 1 and the third layer may occur. This in turn results in a color effect, which is observable by the substrate 6, preferably made of glass.
  • the third layer 4 may be covered with a fifth layer 7.
  • the substrate 6 adheres to the marking. It sets a predetermined distance between the third layer 4 and the first layer 1 a.
  • Fig. 5 shown spectra of a marker according to Fig. 1 were measured using a Lambda 25 UV / VIS spectrometer from Perkin Elmer using a reflection insert.
  • Fig. 5 It can be seen that the longer-wave peak shifts toward shorter wavelengths with increasing observation angle. Furthermore, a fixed peak can be observed, which is due to the silver clusters.
  • Fig. 6 is a quantitative evaluation of the spectra according to Fig. 5 each shown at two different wavelengths. At the considered wavelengths, a changed absorption is observed depending on the observation angle. The absorption pattern is characteristic of the authenticity of the label.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur fälschungssicheren Markierung von Gegenständen, wie Scheckkarten, Banknoten, Verpackungen und dgl. Sie betrifft ferner eine fälschungssichere Markierung.
  • Nach dem Stand der Technik ist es bekannt, zum Nachweis der Echtheit von Scheckkarten oder Banknoten Hologramme darauf vorzusehen. Ferner werden zum Nachweis der Echtheit eines Gegenstands magnetische Codes auf Magnetstreifen oder fluoreszierende Markierungen angebracht. Die bekannten Markierungen lassen sich relativ einfach fälschen.
  • Aus der US 5,611,998 ist ein optochemischer Sensor bekannt. Dabei ist auf einer Metallschicht eine chemisch reaktive Schicht aufgebracht, die bei Kontakt mit einer einen nachzuweisenden Stoff enthaltenden Lösung ihr Volumen ändert. Auf der chemisch reaktiven Schicht ist eine aus metallischen Clustern gebildete Schicht aufgebracht. Durch Binden des nachzuweisenden Stoffs ändert sich der Abstand zwischen der aus dem metallischen Clustern gebildeten Schicht und der Metallschicht. Gleichzeitig ändert sich auch die Absorption von auf den Sensor eingestrahltem Licht. Das Vorhandensein des nachzuweisenden Stoffs verursacht eine Farbänderung des Sensors. Der bekannte Sensor eignet sich nicht zur fälschungssicheren Markierung von Gegenständen. Eine Farbänderung tritt nur bei einer Beaufschlagung des Sensors mit einer flüssigen Phase auf. Bei Kontakt mit Feuchtigkeit oder Flüssigkeiten kann es außerdem zu einer Reaktion kommen, welche ein Farbsignal auslöst oder verändert.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Markierung von Gegenständen sowie eine Markierung bereitzustellen, die auf einfache und kostengünstige Weise eine hohe Fälschungssicherheit bieten.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 6 gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen ergeben sich aus den Merkmalen der Ansprüche 2 bis 5 und 7 bis 8.
  • Nach Maßgabe der Erfindung ist ein Verfahren zur fälschungssicheren Markierung von Gegenständen, wie Scheckkarten, Banknoten und dgl., nach Anspruch 1 vorgesehen.
  • Mit den vorgenannten Merkmalen kann auf einfache und kostengünstige Weise eine fälschungssichere dauerhaft sichtbare Markierung hergestellt werden.
  • Die zweite Schicht wird bei dem Verfahren strukturiert aufgebracht. Bei der Strukturierung handelt es sich um eine Struktur in der Fläche nach Art eines Musters oder einer Zeichnung. Es handelt sich dabei aber auch um eine reliefartige Struktur. In diesem Fall erscheint die Markierung in unterschiedlichen Farben.
  • Es wird auf der dritten Schicht eine für elektromagnetische Wellen durchlässige inerte vierte Schicht aufgebracht. Die vierte Schicht dient in erster Linie dem Schutz der überdeckten Schichten.
  • Das Substrat kann aus einem für elektromagnetische Wellen durchlässigen Material, vorzugsweise aus Glas oder Kunststoff hergestellt sein.
  • Auf die dritte oder vierte Schicht werden zweckmäßigerweise erste Moleküle aufgebracht, die zur zweiten Schicht oder zu darauf vorgesehenen zweiten Molekülen affin sind. Dabei können als Moleküle Polymere, Silane oder strukturverwandte Verbindungen verwendet werden. Es ist z.B. auch denkbar, komplementäre Polynukleotidsequenzen ,wie DNA, als Moleküle einzusetzen. Die Funktion der ersten und zweiten Moleküle besteht im wesentlichen darin, das Substrat in einem fest vorgegebenen Abstand an die Markierung anzuhaften.
  • Die metallischen Cluster können z.B. aus Silber, Gold, Platin, Aluminium, Kupfer, Zinn oder Indium hergestellt werden. Die zweite Schicht ist aus einem der folgenden Materialien hergestellt werden: Polymer, insbesondere Polycarbonat (PC), Polyethylene (PE), Polypropylen (PP), Polyurethan (PU), Polyimid (PI), Polystyrol (PS) oder Polymethacrylat (PMA). Diese Materialien sind chemisch im wesentlichen inert. Sie sind feuchtigkeitsunempfindlich. Die Funktion der zweiten Schicht besteht im wesentlichen darin, einen vorgegebenen Abstand zur dritten Schicht und eine vorgegebene Struktur dauerhaft bereitzustellen.
  • Nach einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, daß bei einem Abstand zwischen der ersten und der dritten Schicht von weniger als 2 µm eine die Markierung bildende Färbung sichtbar wird. Die Färbung ist abhängig vom Beobachtungswinkel und charakteristisch. Dazu kann die erste Schicht mittels einer Einrichtung zur Erzeugung von elektromagnetischen Wellen, vorzugsweise mittels LASER, Leuchtstofflampe, Leuchtdiode oder Xenonlampe, bestrahlt werden. Die Markierung kann mit einer Einrichtung zur Bestimmung der optischen Eigenschaften der von der ersten Schicht reflektierten elektromagnetischen Wellen identifiziert werden. Es kann mit der Einrichtung zur Bestimmung der optischen Eigenschaften die Absorption, vorzugsweise unter verschiedenen Beobachtungswinkeln, gemessen werden. Eine solche Bestimmung der optischen Eigenschaften ermöglicht eine hohe Fälschungssicherheit.
  • Nach einem weiteren Ausgestaltungsmerkmal ist vorgesehen, daß die Schichten zumindest teilweise mittels Dünnschichttechnologie hergestellt wird/werden. Dabei kommen insbesondere Vakuumbeschichtungstechnologien und dgl. in Betracht.
  • Nach einem weiteren Ausgestaltungsmerkmal ist vorgesehen, daß mindestens eine der Schichten aus einem Material mit anisotropem Brechungsindex hergestellt ist. Vorzugsweise ist die zweite Schicht aus einem Material mit anisotropem Brechungsindex hergestellt. Bei dem Material kann es sich z.B. um Flüssigkristallpolymere handeln, welche sowohl unter verschiedenen Beobachtungswinkeln, d.h. Winkeln gegenüber der z-Achse, als auch unter verschiedenen Drehwinkeln, d.h. Winkeln in der x-y-Ebene, eine charakteristische Färbung zeigen.
  • Nach einem weiteren Ausgestaltungsmerkmal kann zumindest eine der Schichten aus einem Material hergestellt sein, dessen optische Eigenschaften nach dem Aufbringen der Schicht gezielt verändert werden können. Bei dem Material kann es sich z.B. um ein fotosensitives Polymer handeln, dessen Brechungsindex durch Bestrahlen mit geeigneter Wellenlänge veränderbar ist.
  • Wegen der weiteren Ausgestaltungsmerkmale der fälschungssicheren Markierung wird auf die vorangegangenen Ausführungen zum Verfahren verwiesen.
  • Nachfolgend werden anhand der Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1   eine schematische Querschnittsansicht einer ersten ständig sichtbaren Markierung, die nicht Gegenstand der Erfindung ist,
    • Fig. 2   eine schematische Querschnittsansicht einer zweiten ständig sichtbaren Markierung, die nicht Gegenstand der Erfindung ist,
    • Fig. 3   eine schematische Querschnittsansicht einer nicht ständig sichtbaren ersten Markierung und eines zur Sichtbarmachung geeigneten Substrats, die nicht Gegenstand der Erfindung ist,
    • Fig. 4   eine schematische Querschnittsansicht einer nicht ständig sichtbaren zweiten Markierung und eines zur Sichtbarmachung geeigneten Substrats, die nicht Gegenstand der Erfindung ist,
    • Fig. 5.   Absorptionsspektren einer Markierung gemäß Fig. 1 unter verschiedenen Beobachtungswinkeln und
    • Fig. 6   eine quantitative Auswertung der Spektren gemäß Fig. 5 bei verschiedenen Wellenlängen.
  • Bei der in den Fig. 1 bis 4 gezeigten Markierungen ist eine elektromagnetische Wellen reflektierende erste Schicht mit 1 bezeichnet. Es kann sich dabei um eine Metallfolie, z.B. eine Aluminiumfolie, handeln. Die erste Schicht 1 kann aber auch eine aus Clustern gebildete Schicht sein, welche auf einem Träger 2 aufgebracht ist. Bei dem Träger 2 kann es sich um den zu markierenden Gegenstand handeln. Die Cluster sind zweckmäßigerweise aus Gold hergestellt.
  • Auf der ersten Schicht 1 aufgebracht ist eine chemisch inerte zweite Schicht 3. Die zweite Schicht 3 weist eine Struktur auf. Die Struktur ist in Form eines Reliefs ausgebildet, welches z.B. nach Art eines Bar-Codes gestaltet ist. Die Dikke der zweiten Schicht beträgt vorzugsweise zwischen 20 und 1000 nm. Sie wird mittels Dünnschichttechnologie aufgebracht. Dazu eignen sich z.B. Vakuumbeschichtungsverfahren.
  • Bei der in den Fig. 1 und 2 gezeigten Markierung ist auf der zweiten Schicht 3 eine aus metallischen Clustern hergestellte dritte Schicht 4 aufgebracht. Die dritte Schicht 4 wiederum ist überlagert von einer vierten Schicht 5. Die vierte Schicht 5 schützt die darunterliegenden Schichten vor Beschädigung. Die vierte Schicht 5 kann aus einem chemisch inerten und optisch transparenten Material, z.B. einem Metalloxid, -nitrit, -carbid oder Polymer hergestellt sein.
  • Die in den Fig. 3 und 4 gezeigten Markierungen sind erst dann sichtbar, wenn sie mit einem Substrat 6 in Kontakt gebracht werden, auf dessen Oberfläche die aus metallischen Clustern gebildete dritte Schicht 4 aufgebracht ist. Die dritte Schicht 4 kann mit einer aus ersten Molekülen gebildeten fünften Schicht 7 überlagert sein. Die fünfte Schicht 7 ist zweckmäßigerweise aus Molekülen gebildet, welche zu dem Material affin sind, aus dem die zweite Schicht 3 hergestellt ist. Bei einem Kontakt der fünften Schicht 7 mit der zweiten Schicht 3 kommt es somit zu einem spezifischen Anhaften. Es kann auch sein, daß die zweite Schicht 3 mit einer weiteren fünften Schicht 7 überdeckt ist. In diesem Fall sind die fünften Schichten 7 jeweils aus Molekülen gebildet, die zueinander eine Affinität aufweisen. Es kann sich dabei um Biopolymere handeln, welche komplementär zueinander sind. Die fünfte Schicht 7 kann aber auch aus anderen Polymeren, Silanen und/oder strukturell verwandten Verbindungen hergestellt sein.
  • Das Substrat 6 ist aus einem transparentem Material, z.B. aus Glas oder Kunststoff, hergestellt.
  • Die Funktion der Markierung ist folgende:
  • Bei einer Einstrahlung von Licht aus einer Lichtquelle, wie einem LASER, einer Leuchtstoffröhre oder einer Xenonlampe auf eine in Fig. 1 und 2 gezeigte Markierung wird dieses Licht an der ersten Schicht 1 reflektiert. Durch eine Wechselwirkung des reflektierten Lichts mit der aus der metallischen Clustern gebildeten dritten Schicht 4 wird ein Teil des eingestrahlten Lichts absorbiert. Das reflektierte Licht weist ein charakteristisches Spektrum auf. Die Markierung erscheint farbig. Die vom Einstrahlungs- bzw. Beobachtungswinkel abhängige Färbung dient als fälschungssicherer Nachweis für die Echtheit der Markierung.
  • Bei der in Fig. 3 und 4 gezeigten Markierung ist lediglich die optisch transparent ausgebildete zweite Schicht 3 auf der elektromagnetisch reflektierenden ersten Schicht 1 aufgebracht. Die Markierung ist zunächst nicht sichtbar.
  • Beim Aufbringen des mit der dritten Schicht 4 versehenen optisch transparenten Substrats 6 kann es zu einer Wechselwirkung zwischen dem an der ersten Schicht 1 reflektierten Licht und der dritten Schicht kommen. Es entsteht wiederum eine Farbwirkung, die durch das, vorzugsweise aus Glas hergestellte Substrat 6, beobachtbar ist.
  • Um sicher zu stellen, daß der für eine Erzeugung der Farbwirkung erforderliche vorgegebene Abstand zwischen der ersten 1 und der dritten Schicht 4 sich einstellt, kann die dritte Schicht 4 mit einer fünften Schicht 7 überdeckt sein. Beim Kontakt der fünften Schicht 7 mit der zweiten Schicht 3 haftet das Substrat 6 an der Markierung. Es stellt sich ein vorgegebener Abstand zwischen der dritten Schicht 4 und der ersten Schicht 1 ein.
  • Hinsichtlich der für die Erzeugung der Wechselwirkungen einzuhaltenden Parameter wird auf die US 5,611,998 , die WO 98/48275 sowie die WO 99/47702 verwiesen.
  • Die in Fig. 5 gezeigten Spektren einer Markierung gemäß Fig. 1 wurden mittels eines UV/VIS-Spektrometers Lambda 25 von Perkin Elmer unter Verwendung eines Reflektionseinsatzes gemessen. Aus Fig. 5 ist ersichtlich, daß der längerwellige Peak mit steigendem Beobachtungswinkel zu kürzeren Wellenlängen hin sich verschiebt. Ferner ist ein feststehender Peak zu beobachten, welcher auf die Silbercluster zurückzuführen ist.
  • In Fig. 6 ist eine quantitative Auswertung der Spektren gemäß Fig. 5 jeweils bei zwei verschiedenen Wellenlängen gezeigt. Bei den betrachteten Wellenlängen wird in Abhängigkeit des Beobachtungswinkels eine geänderte Absorption beobachtet. Das Absorptionsmuster ist charakteristisch für die Echtheit der Markierung.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    erste Schicht
    2
    Träger
    3
    zweite Schicht
    4
    dritte Schicht
    5
    vierte Schicht
    6
    Substrat
    7
    fünfte Schicht

Claims (8)

  1. Verfahren zur fälschungssicheren Markierung von Gegenständen, wie Scheckkarten, Banknoten, Verpackungen und dgl., wobei
    a) auf einer elektromagnetische Wellen reflektierenden ersten Schicht (1) eine für elektromagnetische Wellen durchlässige, inerte zweite Schicht (3) mit einer vorgegebenen Dicke aufgebracht wird, wobei die zweite Schicht (3) aus Polymer, insbesondere Polycarbonat (PC), Polyethylen (PE), Polypropylen (PP), Polyurethan (PU), Polyimid (PI), Polystyrol (PS) oder Polymethacrylat (PMA) hergestellt wird,
    b) eine aus metallischen Clustern gebildete dritte Schicht (4) auf der zweiten Schicht (3) aufgebracht wird,
    c) die erste Schicht (1) der solchermaßen hergestellten Markierung mit dem Gegenstand verbunden wird,
    d) wobei die zweite Schicht (3) strukturiert aufgebracht wird, so dass die zweite Schicht eine reliefartige Struktur hat, und
    e) wobei auf der dritten Schicht (4) eine für elektromagnetische Wellen durchlässige, inerte vierte Schicht (5) aufgebracht wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die metallischen Cluster aus Silber, Gold, Platin, Aluminium, Kupfer, Zinn oder Indium hergestellt werden.
  3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Schichten (1, 3, 4, 5) zumindest teilweise mittels Dünnschichttechnologie hergestellt wird/werden.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mindestens eine der Schichten (3, 4, 5) einen anisotropen Brechungsindex aufweist.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zumindest eine der Schichten aus einem Material hergestellt ist, dessen optische Eigenschaften nach dem Aufbringen der Schicht veränderbar sind.
  6. Fälschungssichere Markierung für Gegenstände, wie Scheckkarten, Banknoten und dgl.,
    wobei auf einer mit dem Gegenstand verbundenen, elektromagnetische Wellen reflektierende ersten Schicht (1) eine für elektromagnetische Wellen durchlässige, inerte zweite Schicht (3) mit einer vorgegebenen Dicke aufgebracht ist, wobei die zweite Schicht (3) aus einem Polymer, insbesondere Polycarbonat (PC), Polyethylen (PE), Polypropylen (PP), Polyurethan (PU), Polyimid (PI), Polystyrol (PS) oder Polymethacrylat (PMA) hergestellt ist,
    wobei eine aus metallischen Clustern gebildete dritte Schicht (4) auf der zweiten Schicht (3) aufgebracht ist,
    wobei die zweite Schicht (3) eine reliefartige Struktur aufweist, und
    wobei eine die dritte Schicht (4) überdeckende, für elektromagnetische Wellen durchlässige inerte vierte Schicht (5) vorgesehen ist.
  7. Fälschungssichere Markierung nach Anspruch 6, wobei die metallischen Cluster aus Silber, Gold, Platin, Aluminium, Kupfer, Zinn oder Indium gebildet sind.
  8. Fälschungssichere Markierung nach einem der Ansprüche 6 bis 7, wobei die Schichten (1, 3, 4, 5) mittels Dünnschichttechnologie hergestellt ist/sind.
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