EP2625672B1 - Verfahren zum erfassen eines wert- und/oder sicherheitsdokumentes - Google Patents

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EP2625672B1
EP2625672B1 EP11757871.6A EP11757871A EP2625672B1 EP 2625672 B1 EP2625672 B1 EP 2625672B1 EP 11757871 A EP11757871 A EP 11757871A EP 2625672 B1 EP2625672 B1 EP 2625672B1
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Definitions

  • the present invention relates to a method according to claim 1 for detecting pattern-encoded information of a security and / or security document comprising at least one document layer.
  • Such documents are known: typically they are identification documents, such as a passport or identity card, which generally consist, at least in part, of a multilayer plastic laminate. Such documents are for example off DE 10 2008 008 044 A1 known. Thereafter, card-shaped data carriers, in particular security and / or value documents, for example, by lamination of a plurality of individual layers (foils) can be produced or executed in one layer.
  • the material of the individual layers can be, for example, polycarbonate (PC), polyurethane-based thermoplastic (TPU), ABS, polyethylene terephthalate (PET), polyethylene, a composite of PC and TPU or paper, cardboard or woven fabric or a composite of individual ones of these materials.
  • the core of the cards may for example consist of a light-absorbing material, while the outer layers consist of a transparent material.
  • Other security and / or security documents include, for example, a driver's license, a check or credit card, a company ID card, ID card or membership card, which are generally provided in the form of a ID-1 card, also laminated and made of plastic , Even banknotes, checks, gift and shopping vouchers can at least partially consist of plastics.
  • the documents mentioned each consist of at least one document layer and usually more than one document layer. At least some of the document layers of said ID-1 cards are made wholly or at least partly of plastics.
  • the ink jet printing layer contains, inter alia, a binder with a Polycarbonate derivative based on a geminally disubstituted dihydroxydiphenylcycloalkane, for example based on 4,4 '- (3,3,5-trimethylcyclohexane-1,1-diyl) diphenol, 4,4' - (3,3-dimethylcyclohexane-1,1- diyl) diphenol or 4,4 '- (2,4,4-trimethylcyclopentane-1,1-diyl) diphenol.
  • Security features are used to verify the authenticity of these documents.
  • security features are for example in DE 10 2007 015 934 A1 Guilloches, micro-typefaces, metameric systems, imprints with fluorescence, phosphorescence and / or up-conversion colors, barcodes, optically variable colors, holograms and kinegrams, digital watermarks, passport prints, viewports, mottled fibers, security threads and micro-perforations.
  • imprints with infrared color are given as a security feature.
  • the security feature in this document is a non-solid print in a color that absorbs infrared light but transmits visible light.
  • a sheet-shaped document of value having a machine-readable code which is formed in particular in the form of a barcode.
  • the barcode can be detectable, for example, in the infrared spectral range.
  • the barcodes may consist of IR-absorbing and luminescent feature substances.
  • An infrared-absorbing tracer may be substantially colorless in the visible spectral region.
  • EP 1 403 333 A1 and US 2007108386 disclose documents with IR-active ingredients.
  • the present invention has for its object to provide a method for detecting a value and / or security document that is particularly suitable to verify the authenticity of the document.
  • the security feature should not be immediately recognizable, so that its presence is usually not expected.
  • the verification should be possible with simple means.
  • the object is achieved by the method according to claim 1.
  • printed on at least one document layer with a first polymer is a second polymer different from the first polymer.
  • the method comprises the following method step: detecting the document by detecting the presence at least the second polymer by spectral analysis in the infrared range. This does not exclude that for practical reasons, for example to increase the security of the verification, in addition, the presence of the first polymer is detected by spectral analysis in the infrared range.
  • polymer examples include not only pure polymers, including copolymers, but also polymer combinations, For example, to understand blends (physical polymer blends).
  • the second polymer of the first polymer may inter alia also differ by a polymer component additionally contained in the second polymer, which is not contained in the first polymer. If the two polymers are otherwise identical, the difference is caused solely by this further blended polymer component.
  • the first and second polymers and optionally any further polymer are visually indistinguishable from each other, i. Any additives, such as dyes, are added to both / all polymers equally.
  • the infrared range used for the spectral analysis (wavelength: 800 nm to 1 mm) is in particular the middle infrared range, in which vibration modes of the polymers can be detected, ie modes in the range of, for example, 4000 cm -1 (wavelength: 2.5 ⁇ m) to 400 cm -1 (wavelength: 25 ⁇ m).
  • vibration modes are mainly vibration modes that detect single bonds (localized vibrations), as well as scaffold vibration modes.
  • harmonics and combination vibrations can also be evaluated.
  • other infrared ranges can also be used, provided differences in the spectral characteristics of the two polymers (luminescence, absorption) show up in these other ranges.
  • the presence of the second polymer is detected by detecting the presence of an IR band characteristic of the second polymer, in particular IR absorption band.
  • the security feature according to the invention is thus a so-called “second level” or even “third level” security feature, on the one hand from the materials already commonly used in a comparable document (first polymer) and, on the other hand, from materials already used in the Document existing materials are only slightly changed (second polymer) exists.
  • the security feature is therefore neither visible nor forfeitable, but can be detected with a suitable device.
  • suitable detection devices can be used for this purpose. These are also within the meaning of the present application according to the invention. They are capable of differentiating the two polymers in the document by means of infrared spectral analysis.
  • the detection device may be constructed on the basis of a Fourier Transform Infrared Spectrometer (FTIR) or based on a Raman spectrometer and configured to transmit in transmission or reflection, for example ATR (attenuated total reflection) measure up.
  • FTIR Fourier Transform Infrared Spectrometer
  • Raman spectrometer based on a Raman spectrometer
  • such a device comprises in particular an infrared radiation source which is capable of emitting the infrared radiation required for the detection.
  • this radiation source can emit infrared radiation in the mid-infrared spectral range.
  • a radiation source for example, a globar can be used.
  • the emission spectrum of the radiation source is to be adapted to the range in which the differences in the infrared absorption of the first polymer and the second polymer manifest themselves.
  • the detection device comprises an infrared sensor, for example a photodiode, a thermal or pyroelectric detector.
  • an optical arrangement based on an interferometer which additionally has a suitable holder for the document to be examined, is typically used.
  • a laser light source as the radiation source and a high-resolution monochromator as the dispersive element and a photomultiplier for detection are used in particular. Also in this case, the optical arrangement must have a holder for the document to be examined.
  • the FTIR measuring device is preferably used when the document to be examined, on which the second polymer is located, within a Area of a few microns, for example, up to 10 microns, located below the surface of the document, since the used for the investigation IR radiation can not escape from a greater depth and the detection is therefore limited to the surface area.
  • the Raman measuring arrangement which operates with visible light is selected the excitation radiation and the radiation also scattered in the visible spectral range can pass through one or more other document layers. Thereby, the information about the presence of the second polymer can also be obtained from inside the document.
  • the entire surface of the document may be exposed to radiation, or alternatively only a portion of the surface, so that information about the identity of that portion is captured only with respect to that portion of the document's surface.
  • the measuring arrangement can work in transmission or by superficial absorption and scattering of the unabsorbed light.
  • a pattern is detected spatially resolved, which has been generated with the second polymer, so that the additional information that is encoded in this pattern is detected.
  • the pattern is detected by means of a scanning technique, such as by the laser beam of the required for the Raman spectrometer laser light source, for example, line by line over the surface containing the pattern and thereby sequentially obtained signal sequence are converted into an image.
  • value and / or security documents are passports, identity cards, driver's licenses, vehicle registration documents, visa, check cards, credit cards, checks, banknotes, company identity cards, credentials, membership cards, gift vouchers, shopping vouchers and (game) tokens. It is particularly preferred if the security and / or security document corresponds to the ID-1 or ID-2 format according to ISO 7810 or the data page of a document in the ID-3 format according to ISO 7810.
  • the security and / or security documents according to the invention are usually produced by lamination of films.
  • the films may consist of the same or different materials, in particular polycarbonate (PC), in particular bisphenol A polycarbonate, polyethylene terephthalate (PET), derivatives thereof, such as glycol-modified PET (PETG), polyethylene naphthalate (PEN), polyvinyl chloride (PVC), polyvinyl butyral (PCT).
  • PC polycarbonate
  • PET polyethylene terephthalate
  • PET polyethylene terephthalate
  • derivatives thereof such as glycol-modified PET (PETG), polyethylene naphthalate (PEN), polyvinyl chloride (PVC), polyvinyl butyral (PCT).
  • PVB polymethyl methacrylate
  • PMMA polyimide
  • PVA polyvinyl alcohol
  • PS polystyrene
  • PVP polyvinylphenol
  • PP polypropylene
  • PE polyethylene
  • TPE thermoplastic elastomers
  • TPU thermoplastic polyurethane
  • ABS Acrylonitrile-butadiene-styrene
  • TPU thermoplastic polyurethane
  • ABS Acrylonitrile-butadiene-styrene
  • Teslin® coextruded films containing, inter alia, these materials, as well as hybrid materials containing, among others, the above-mentioned materials.
  • security and / or security documents which at least partially consist of PC and / or PET and / or PE and / or polymers similar thereto.
  • the films are laminated under pressure and heat.
  • Documents from PC are typically produced at 180 ° C to 210 ° C and at a pressure of more than 5 bar (maximum 20 bar) within 1 s to 1 h. Short cycle times are common for single card lamination, long cycle times for batch lamination of multiple uses.
  • the presence of the first polymer is also detected by spectral analysis in the infrared range.
  • the first polymer and the second polymer each contain a first monomer and a second monomer.
  • the respective first monomers of the first and second polymers are identical and the respective second monomers of the first and second polymers are different.
  • the two polymers are thus different overall, they also have certain similarities (via the first monomers), so that a user can not perceive the difference visually and without any aids.
  • first and second polymers of which at least one, for example the second polymer, consists of three, four, five or even more monomers and wherein only one of the monomers, namely the first monomer, is identical in both polymers.
  • the second monomer in the second polymer may be identical to the second monomer in the first polymer.
  • the first polymer may also consist of more than two monomers, namely three, four, five or even more monomers.
  • there are several alternative possibilities namely only the respective first monomer in both polymers is identical, and the respective second, third and further monomers are different, or the first and the respectively second monomer in both polymers are identical, and each third and further monomers are different, etc.
  • first polymer / second term second polymer
  • A, A ', B, B', C, C ' first, second, third monomer, in addition to the monomer of the first Polymer of different monomer of the second polymer, with up to three monomers in the two polymers: 1) AB / AB ', 2) AB / AB'C', 3) AB / ABC ', 4) ABC / AB'C', 5) ABC / ABC '.
  • each polymer will be formed by n 1 (first polymer) or n 2 (second polymer) monomers (n 1 , n 2 are integers), with at least one of the n 1 monomers of the first polymer each having one of the n 2 monomers of the second polymer are identical (identity pairs) and the others are different. Furthermore, it is to be demanded that if several pairs of identical monomers occur between the two polymers, at least one monomer of the two polymers forms no identity pair and these two polymers are thus different.
  • first and second polymers it is also possible to include in the document further polymers which in turn differ from one of the two polymers only in one or a few of the monomers, or which are completely different from the first and the second polymer.
  • the first polymer and the second polymer are each polyester.
  • the first monomer is selected from the group comprising terephthalic acid, isophthalic acid, phthalic acid, their derivatives and phosgene.
  • Terephthalic acid, isophthalic acid, phthalic acid or their derivatives are used together with a diol to produce polyphthalates, with polyterephthalates using terephthalic acid as the first monomer being particularly preferred.
  • Phosgene as the first monomer is used together with a diol to make polycarbonates.
  • the second monomers are diols according to the invention.
  • diols which are selected from the group comprising 4,4'-dihydroxy-2,2-diphenyl-propane, geminally disubstituted dihydroxydiphenylcycloalkanes, their derivatives, ethylene diol and 1,4-bis (hydroxyalkyl) cyclohexane, in particular 1, 4-bis (hydroxy (C 1 -C 4 alkyl)) cyclohexane and most preferably 1,4-bis (hydroxymethyl) cyclohexane.
  • the first polymer may be, for example, polyethylene terephthalate (PET).
  • PET polyethylene terephthalate
  • terephthalic acid or a derivative thereof is used as a first monomer and ethylene diol (HO-CH 2 CH 2 -OH) as a second monomer.
  • 1,4-bis (hydroxymethyl) cyclohexane is used as second monomer instead of ethylene diol.
  • the resulting second polymer is then PETG.
  • the second polymer may also be a copolymer of terephthalic acid with both ethylene diol and 1,4-bis (hydroxymethyl) cyclohexane.
  • the second polymer thus obtained differs more or less from the first polymer.
  • the first polymer may be polycarbonate (PC).
  • PC polycarbonate
  • phosgene is used as the first monomer and bisphenol A (4,4'-dihydroxy-2,2-diphenyl-propane) as the second monomer.
  • bisphenol A 4,4'-dihydroxy-2,2-diphenyl-propane
  • a geminally disubstituted dihydroxydiarylcycloalkane in particular dihydroxydiphenylcycloalkane, is used as second monomer.
  • the geminally disubstituted dihydroxydiphenylcycloalkane may be 4,4 '- (cyclohexane-1,1-diyl) diphenol or a derivative thereof, for example 4,4' - (3,3,5-trimethylcyclohexane-1,1-diyl) diphenol, 4,4 '- (3,3-dimethylcyclohexane-1,1-diyl) diphenol or 4,4' - (2,4,4-trimethylcyclopentane-1,1-diyl) diphenol.
  • Alternative compounds of this type, which can be used as the second monomer instead of bisphenol A are, for example, in DE 10 2007 052 947 A1 described.
  • the polycarbonates may further contain other diphenols, for example, hydroquinone, resorcinol, dihydroxyphenols, bis (hydroxyphenyl) alkanes, 4,4'-dihydroxydiphenyl, 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) -propane and other diphenols.
  • diphenols for example, hydroquinone, resorcinol, dihydroxyphenols, bis (hydroxyphenyl) alkanes, 4,4'-dihydroxydiphenyl, 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) -propane and other diphenols.
  • the polycarbonate described in this publication also includes, inter alia, the polymer APEC® marketed by Fa. Bayer, DE.
  • this material can be used as the second polymer.
  • the second polymer can also be formed with the additional use of bisphenol A, so that, depending on the proportion of bisphenol A in this polymer, IR properties of the second polymer which are more or less similar to those of the first polymer are obtained.
  • the first polymer and the second polymer differ in the degree of crosslinking.
  • This concept of the presence of two only slightly different polymers in the value and / or security document differs from the abovementioned inventive concept in that no different monomers are used for the preparation of the two polymers but only by selecting suitable parameters for the polymerization process the respective structural properties of the first and second polymers are different.
  • this concept can also be combined with the aforementioned inventive concept that partially different monomers are used to prepare the first and second polymers.
  • the first polymer and the second polymer are each polyethylene.
  • the first polymer may be PELD (with highly branched polymer chains) and the second polymer may be PEHD (with lightly branched polymer chains).
  • polymers with different molecular weight and otherwise preferably the same composition or polymers with different degrees of crystallinity and otherwise preferably the same composition.
  • polymer combinations can also be used in which the first and the second polymer are copolymers and the first polymer is, for example, a block copolymer and the second polymer is a random copolymer.
  • Another possibility, not according to the invention, of providing at least two polymers, which are different from one another, in the document is to provide at least one document layer of a first polymer and at least one second polymer in or on the first Document layer by in situ -modifying the first polymer to produce.
  • the second polymer is formed in this case from the first polymer.
  • the first polymer either over the entire surface or even locally limited in or on the first document layer by energy input in the presence of additional chemical agents (eg oxygen) or even without such additional agents in a chemically altered species, the second polymer converted.
  • additional chemical agents eg oxygen
  • the energy can be registered in the material of the first polymer by means of a laser over the entire area or over a limited area.
  • by introducing energy into the first polymer to bring about a change in the modification, for example to change the crystallinity of the material.
  • chemical rearrangements that result in chemically altered species, or even chemical reactions on functional groups that occur in the presence of suitable chemical agents, such as halogenation via gaseous phase halogenating agent (e.g., bromine or iodine) in contact with the first polymer. and under irradiation with UV light.
  • the polymers used may be blended with other materials to provide suitable dosage forms, such as to form a film or to make a printing ink, such as screen printing or ink jet printing, or paint for application by other techniques.
  • suitable dosage forms such as to form a film or to make a printing ink, such as screen printing or ink jet printing, or paint for application by other techniques.
  • colorants and fillers for the production of films and colorants fillers, solvents, anti-foaming agents, extenders, wetting agents, surfactants, flow agents, dryers, catalysts, (light) stabilizers, preservatives, biocides, other organic polymers for viscosity adjustment, buffer systems, etc. for Production of a printing ink can be used.
  • the first polymer may form a first document layer of the document and the second polymer may form a pattern printed on the first document layer.
  • the pattern may be applied by screen printing or ink jet printing.
  • the document usually contains further document layers, for example outer overlay foils, if the first and second document layers are not on the outside, and optionally a carrier layer and other functional document layers.
  • further document layers for example outer overlay foils, if the first and second document layers are not on the outside, and optionally a carrier layer and other functional document layers.
  • the second polymer can also be used in the production of the paper for bank notes, for example in the form of strips, but also over the entire surface or in the form of other patterns, such as diamonds, wavy lines, guilloches, or the like, are applied to the paper web, or the second polymer is applied after papermaking in the production of banknotes directly or as part of an ink on the banknote paper.
  • a material consisting essentially of the second polymer is in the form of a pattern on at least one first document layer consisting essentially of the first polymer.
  • the information encoded in the pattern may be a value of the document or an identifier for example for the owner.
  • the pattern may be formed by any symbols.
  • the pattern can be a one-dimensional or two-dimensional barcode or, for example, it can also encode either plain-text or encoded characters.
  • the method according to the invention may comprise the following steps: i) optionally detecting the presence of the first polymer of the first document layer; and ii) detecting the presence of the second polymer of the pattern, whereby the pattern is scanned time-wise, the code can be read and that therein coded information can be detected.
  • the first polymer may form a first document layer and the second polymer may form a localized area at a defined location of the document on the first document layer, the second polymer covering the localized area completely or only partially, for example in the form of a Pattern, can fill.
  • this can also be realized in that an entire second document layer consists of the second polymer and can be detected from the outside only in a localized area via a window permeable to the IR detection.
  • it is additionally necessary for the detection of the presence of the second polymer that the area of the document in which the second polymer is or is expected to be examined is investigated. In one forgery, the second polymer may be present in a different region and therefore can not be detected.
  • combinations of the abovementioned variants can also be realized, for example a first document layer of a first polymer, a second document layer of a second polymer, a pattern of the second polymer embedded in the first document layer and / or a pattern embedded in the second document layer the first polymer, wherein one of the two patterns or both are optionally additionally present only at localized locations of the respective document layer and thus provide further information about the location of the second polymer.
  • a first absorption caused by the first polymer and a second absorption caused by the second polymer are determined.
  • the first and the second absorption are then determined.
  • the first absorption and the second absorption are preferably compared in a fourth method step iv).
  • the respective attenuation of the radiation is determined in the form of the respective extinction values.
  • step iii) an index is formed, which results from the first absorption (attenuation of the radiation) and the second absorption (attenuation of the radiation), for example the quotient of the first absorption and the second absorption. This measure indicates whether or not the second polymer is actually present, thus giving the authenticity of the document.
  • the absorption of the second polymer in the document can be detected.
  • the presence of the second polymer in this case is indicated by an absorbance in a suitable wavelength range.
  • the shift of an IR band can be detected to determine if the second polymer is present in the document.
  • Fig. 1 shows a detection device based on a FTIR measuring arrangement.
  • the document is designated 1. It is held by a document holder 2.
  • the document holder 2 has an opening at the bottom so that measuring radiation can reach the document 1 from below.
  • a radiation source 4 emits IR radiation in the middle frequency range. This radiation is first passed through a beam splitter 5 via an optical arrangement (Michelson interferometer) and arrives at a stationary mirror 6. At the same time, radiation also passes via the beam splitter 5 to a movable mirror 7. The radiation of both radiation paths is then transmitted via another beam Mirror 8 directed to the document 1. The scattered radiation is detected in the detector 3 and in a downstream evaluation system (not shown).
  • FIG. 2 An example of a document 10 having a first document layer 11 of a first polymer (bisphenol A based polycarbonate) is shown.
  • This document layer is one of several document layers in the document. It is located at the surface of the document.
  • an FTIR measuring arrangement is used.
  • a bar code 12 which has been printed with a printing ink containing a second polymer which differs from the first polymer only in the modification of the bisphenol A used.
  • This barcode 12 is virtually invisible to the naked eye because both polymers look identical. The difference between the two polymers can however with the FTIR measuring arrangement are detected.
  • the barcode 12 is scanned line by line, so that on the one hand, the coded in the barcode 12 information can be detected.
  • the fact is exploited that the IR absorption in the area of the barcode strip differs from that between the strips.
  • the identity of the two polymers is detected.
  • Fig. 3 For example, two IR spectra are shown, with the first polymer denoted PC1 and the second polymer PC2.
  • the spectrum of PC1 is recorded at a location of the first document layer 10 where the barcode 12 is not printed and the spectrum of PC2 at the location of the barcode 12.
  • PC1 and PC2 are polycarbonate materials based on cyclohexane-modified bisphenol A.
  • the second polymer PC2 it can be determined whether the second polymer PC2 is present. For this purpose, either measuring points of both polymers can be evaluated, or it is only the measuring point of the barcode 12 alone checked for the presence of the second polymer. The differences in the measured intensity can be used to determine if the second polymer is present.
  • Its size is a measure of whether the second polymer is present or not.

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren nach Anspruch 1 zum Erfassen von in einem Muster codierter Information eines Wert- und/oder Sicherheitsdokuments, das mindestens eine Dokumentenlage umfasst.
  • Derartige Dokumente sind bekannt: Typischerweise handelt es sich um Identifikationsdokumente, wie einen Reisepass oder einen Personalausweis, die im Allgemeinen zumindest teilweise aus einem mehrschichtigen Laminat aus Kunststoff bestehen. Derartige Dokumente sind beispielsweise aus DE 10 2008 008 044 A1 bekannt. Danach können kartenförmige Datenträger, insbesondere Sicherheits- und/oder Wertdokumente, beispielsweise durch Laminieren aus mehreren Einzellagen (-folien) hergestellt werden oder auch einlagig ausgeführt sein. Das Material der Einzellagen kann beispielsweise Polycarbonat (PC), thermoplastischer Kunststoff auf Polyurethanbasis (TPU), ABS, Polyethylenterephthalat (PET), Polyethylen, ein Verbund aus PC und TPU oder Papier, Pappe oder Gewebe oder ein Verbund aus einzelnen dieser Materialien sein. Der Kern der Karten kann beispielsweise aus einem Licht absorbierenden Material bestehen, während die Außenlagen aus einem transparenten Material bestehen.
  • Andere Wert- und/oder Sicherheitsdokumente sind beispielsweise der Führerschein, eine Scheck- oder Kreditkarte, ein Firmenausweis, Berechtigungsausweis oder Mitgliedsausweis, die im Allgemeinen in Form einer Karte im ID-1-Format, ebenfalls laminiert und aus Kunststoff bestehend, zur Verfügung gestellt werden. Auch Banknoten, Schecks, Geschenk- und Einkaufsgutscheine können zumindest zum Teil aus Kunststoffen bestehen. Die genannten Dokumente bestehen jeweils aus mindestens einer Dokumentenlage und meist aus mehr als einer Dokumentenlage. Zumindest einige der Dokumentenlagen der genannten ID-1-Karten bestehen vollständig oder zumindest zum Teil aus Kunststoffen.
  • Ferner ist aus DE 10 2007 052 947 A1 bekannt, ein Wert- und/oder Sicherheitsdokument herzustellen, das zumindest eine Polycarbonatschicht aus einem Material auf der Basis von Bisphenol A sowie eine darauf angeordnete Tintenstrahldruckschicht aufweist. Die Tintenstrahldruckschicht enthält unter anderem ein Bindemittel mit einem Polycarbonatderivat auf Basis eines geminal disubstituierten Dihydroxydiphenylcycloalkans, beispielsweise auf Basis von 4,4'-(3,3,5-Trimethylcyclohexan-1,1-diyl)diphenol, 4,4'-(3,3-Dimethylcyclohexan-1,1-diyl)diphenol oder 4,4'-(2,4,4-Trimethylcyclopentan-1,1-diyl)diphenol.
  • Zur Verifikation der Echtheit dieser Dokumente dienen Sicherheitsmerkmale. Als Sicherheitsmerkmale sind beispielsweise in DE 10 2007 015 934 A1 Guillochen, Mikro-Schrift, metamere Systeme, Aufdrucke mit Fluoreszenz-, Phosphoreszenz- und/oder Up-Conversion-Farben, Barcodes, optisch variable Farben, Hologramme und Kinegramme, digitale Wasserzeichen, Passerdrucke, Durchsichtsfenster, Melierfasern, Sicherheitsfäden und Mikroperforationen genannt. Außerdem werden Aufdrucke mit Infrarot-Farbe als Sicherheitsmerkmal angegeben. Beispielsweise handelt es sich bei dem Sicherheitsmerkmal in diesem Dokument in einer Ausführungsform um einen nicht vollflächigen Aufdruck in einer Farbe, die infrarotes Licht absorbiert, sichtbares Licht jedoch durchlässt.
  • Des Weiteren ist in DE 10 2005 032 704 A1 ein blattförmiges Wertdokument angegeben, das einen maschinenlesbaren Code aufweist, der insbesondere in Form eines Barcodes gebildet ist. Der Barcode kann beispielsweise im infraroten Spektralbereich erfassbar sein. Hierzu können die Barcodes aus IR-absorbierenden und lumineszierenden Merkmalsstoffen bestehen. Ein Infrarot-absorbierender Markierungsstoff kann im sichtbaren Spektralbereich im Wesentlichen farblos sein.
  • Auch EP 1 403 333 A1 und US 2007108386 offenbaren Dokumente mit IR-aktiven Bestandteilen.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Erfassen eines Wert- und/oder Sicherheitsdokuments zu schaffen, dass insbesondere geeignet ist, die Echtheit des Dokuments zu verifizieren. Das Sicherheitsmerkmal soll vor allem nicht ohne weiteres erkennbar sein, sodass mit seiner Anwesenheit normalerweise nicht gerechnet wird. Außerdem soll die Verifikation mit einfachen Mitteln möglich sein.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch das Verfahren nach Anspruch 1. Gemäß der vorliegenden Erfindung befindet sich aufgedruckt auf mindestens einer Dokumentenlage mit einem ersten Polymer ein von ersten Polymer verschiedenes zweites Polymer. Das Verfahren umfasst erfindungsgemäß folgenden Verfahrensschritt: Erfassen des Dokuments durch Detektieren der Anwesenheit zumindest des zweiten Polymers durch spektrale Analyse im Infrarot-Bereich. Dies schließt nicht aus, dass aus praktischen Gründen, beispielsweise zur Erhöhung der Sicherheit der Verifikation, zusätzlich auch die Anwesenheit des ersten Polymers durch spektrale Analyse im Infrarot-Bereich detektiert wird.
  • Sofern in der Beschreibung zur vorliegenden Erfindung und in den Ansprüchen die Begriffe "Polymer", "erstes Polymer", "zweites Polymer", "weitere Polymere" etc. verwendet werden, sind darunter nicht nur reine Polymere, einschließlich Copolymere, sondern auch Polymerkombinationen, beispielsweise Blends (physikalische Polymermischungen), zu verstehen. Somit kann sich das zweite Polymer von dem ersten Polymer unter anderem auch durch eine im zweiten Polymer zusätzlich enthaltene Polymerkomponente unterscheiden, die im ersten Polymer nicht enthalten ist. Sofern die beiden Polymere ansonsten identisch sind, wird der Unterschied allein durch diese weitere eingemischte Polymerkomponente hervorgerufen.
  • Vorzugsweise sind das erste und das zweite Polymer und gegebenenfalls jedes weitere Polymer visuell voneinander ununterscheidbar, d.h. eventuelle Zusatzstoffe, wie Farbstoffe, werden beiden/allen Polymeren gleichermaßen zugegeben.
  • Der zur spektralen Analyse genutzte Infrarot-Bereich (Wellenlänge: 800 nm bis 1 mm) ist insbesondere der mittlere Infrarot-Bereich, in dem Schwingungsmoden der Polymere detektiert werden können, d.h. Moden im Bereich von beispielsweise 4000 cm-1 (Wellenlänge: 2,5 µm) bis 400 cm-1 (Wellenlänge: 25 µm). Diese Schwingungsmoden sind vor allem sowohl Schwingungsmoden, die einzelne Bindungen erfassen (lokalisierte Schwingungen), als auch Gerüstschwingungsmoden. Darüber hinaus wird die Erfassung über Valenzschwingungen und Deformationsschwingungen sowie über Kombinationen dieser beiden Typen unterschieden. Weiterhin können auch Oberschwingungen und Kombinationsschwingungen ausgewertet werden. Grundsätzlich sind auch andere Infrarot-Bereiche einsetzbar, sofern sich in diesen anderen Bereichen Unterschiede der spektralen Charakteristik der beiden Polymere (Lumineszenz, Absorption) zeigen.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Anwesenheit des zweiten Polymers detektiert, indem das Vorhandensein einer für das zweite Polymer charakteristischen IR-Bande, insbesondere IR-Absorptionsbande, erfasst wird.
  • Indem der Umstand ausgenutzt wird, dass ein echtes Dokument mindestens zwei unterschiedliche Polymere enthält, die unterschiedliche IR-Spektren haben, während in vergleichbaren Dokumenten ausschließlich das erste Polymer verwendet wird, kann mit einfachen Mitteln der IR-Spektroskopie festgestellt werden, ob ein untersuchtes Dokument diese beiden Polymere tatsächlich enthält. Hierfür ist es nicht erforderlich, dass auch das erste Polymer spektral erfasst wird, etwa weil normalerweise ohnehin mit dem Vorhandensein des üblicherweise verwendeten ersten Polymers in dem Dokument gerechnet wird. Für die Verifikation der Echtheit des Dokuments ist daher grundsätzlich zunächst die Erfassung der IR-Eigenschaften des zusätzlich eingebrachten zweiten Polymers erfindungsgemäß. Visuell und ohne zusätzliche Hilfsmittel ist nicht erkennbar, ob ein Dokument zusätzlich zu dem ersten Polymer auch das zweite Polymer enthält. Daher kann die Echtheit eines derartig komplex zusammen gesetzten Dokuments ohne diese Hilfsmittel und ausschließlich auf visuellem Wege nicht verifiziert werden. Somit ist aber auch die Anwesenheit des zweiten Polymers zusätzlich zum ersten Polymer im Dokument nicht offensichtlich, sodass ein Aufbau eines Dokuments mit zwei unterschiedlichen Polymeren als Sicherheitsmerkmal verwendet werden kann. Ein derartiger Aufbau ist für einen Benutzer nicht als solcher erkennbar. Das erfindungsgemäße Sicherheitsmerkmal ist damit ein so genanntes "second level"- oder sogar "third level"-Sicherheitsmerkmal, das zum einen aus den bereits in einem vergleichbaren Dokument üblicherweise vorhandenen Materialien (erstes Polymer) und zum anderen aus Materialien, die gegenüber den bereits im Dokument vorhandenen Materialien lediglich geringfügig verändert sind (zweites Polymer), besteht. Das Sicherheitsmerkmal ist aus diesem Grunde weder sichtbar noch fälschbar, kann aber mit einer geeigneten Vorrichtung erfasst werden.
  • Vorteilhaft ist, dass sich IR-spektroskopische Methoden seit langem etabliert haben. Insbesondere ist die Identifizierung von Stoffen mittels Absorptionsspektroskopie im Infrarot-Bereich alltägliche Praxis im chemischen Laborbetrieb. Daher sind die apparativen Voraussetzungen für eine ausreichend sichere und gegen Fehler robuste Anwendung dieser Technik im Routinebetrieb gegeben. Diese Technik ist nicht aufwändig, sodass eine kostengünstige Lösung zur Verifikation des Dokuments zur Verfügung steht.
  • Zur Erfassung des Dokuments und insbesondere zur Ermittlung des Vorhandenseins einer oder mehrerer charakteristischer IR-Banden zumindest des zweiten Polymers im Dokument können hierfür geeignete Erfassungsvorrichtungen verwendet werden. Auch diese sind im Sinne der vorliegenden Anmeldung erfindungsgemäß. Sie sind geeignet, die beiden Polymere im Dokument mittels Infrarot-Spektralanalyse zu differenzieren.
  • Die Erfassungsvorrichtung kann beispielsweise auf der Basis eines Fourier-Transform-Infrarot-Spektrometers (FTIR) oder auf der Basis eines Raman-Spektrometers aufgebaut sein und eingerichtet sein, um in Transmission oder Reflexion, zum Beispiel ATR (attenuated total reflection = abgeschwächte Totalreflexion) zu messen. Im Falle einer FTIR-Spektrometer-Anordnung umfasst eine derartige Vorrichtung insbesondere eine Infrarot-Strahlungsquelle, die zum Aussenden der für die Erfassung benötigten Infrarot-Strahlung befähigt ist. Bevorzugt kann diese Strahlungsquelle Infrarot-Strahlung im mittleren Infrarot-Spektralbereich aussenden. Als Strahlungsquelle kann beispielsweise ein Globar verwendet werden. Grundsätzlich ist das Emissionsspektrum der Strahlungsquelle an den Bereich anzupassen, in dem sich die Unterschiede hinsichtlich der Infrarot-Absorption des ersten Polymers und des zweiten Polymers manifestieren. Weiterhin umfasst die Erfassungsvorrichtung einen Infrarot-Sensor, beispielsweise eine Photodiode, einen thermischen oder pyroelektrischen Detektor. Weiterhin wird typischerweise eine optische Anordnung auf der Grundlage eines Interferometers verwendet, die zusätzlich eine geeignete Halterung für das zu untersuchende Dokument aufweist.
  • Für eine Raman-Anordnung werden insbesondere eine Laserlichtquelle als Strahlungsquelle und ein hochauflösender Monochromator als dispersives Element sowie ein Photoelektronenvervielfacher zur Detektion verwendet. Auch in diesem Falle muss die optische Anordnung über eine Halterung für das zu untersuchende Dokument verfügen.
  • Die FTIR-Messeinrichtung wird vorzugsweise verwendet, wenn sich die zu untersuchende Dokumentenlage, auf der sich das zweite Polymer befindet, innerhalb eines Bereiches von wenigen µm, beispielsweise bis zu 10 µm, unterhalb der Oberfläche des Dokuments befindet, da die für die Untersuchung eingesetzte IR-Strahlung nicht aus einer größeren Tiefe austreten kann und die Erfassung daher auf den Oberflächenbereich beschränkt ist. Befindet sich das zweite Polymer dagegen auf einer Dokumentenlage, die sich in einem größeren Abstand, beispielsweise von mehr als 10 µm, unter der Oberfläche, d.h. im Inneren, des Dokuments befindet, wird die Raman-Messanordnung gewählt, die mit sichtbarem Licht arbeitet, sodass die Anregungsstrahlung und die ebenfalls im sichtbaren Spektralbereich gestreute Strahlung durch eine oder mehrere andere Dokumentenlagen hindurch treten kann. Dadurch kann die Information über die Anwesenheit des zweiten Polymers auch aus dem Inneren des Dokuments erhalten werden.
  • Für die Dokumentenerfassung kann beispielsweise die gesamte Oberfläche des Dokuments der Strahlung ausgesetzt sein oder alternativ nur ein Teil der Oberfläche, sodass nur hinsichtlich dieses Teils der Oberfläche des Dokuments Informationen über die Identität dieses Teilbereiches erfasst werden. Die Messanordnung kann in Transmission oder durch oberflächliche Absorption und Streuung des nicht absorbierten Lichtes arbeiten. Erfindungsgemäß wird ein Muster ortsaufgelöst erfasst, das mit dem zweiten Polymer erzeugt worden ist, sodass die zusätzliche Information, die in diesem Muster kodiert ist, erfasst wird. Hierzu wird das Muster mittels einer Abtasttechnik erfasst, etwa indem der Laserstrahl der für das Raman-Spektrometer erforderlichen Laserlichtquelle beispielsweise zeilenweise über die das Muster enthaltende Oberfläche geführt und die dabei sequenziell erhaltene Signalfolge in eine Abbildung umgesetzt werden.
  • Beispiele für die erfindungsgemäßen Wert- und/oder Sicherheitsdokumente sind Reisepässe, Personalausweise, Führerscheine, Fahrzeugscheine, Fahrzeugbriefe, Visa, Scheckkarten, Kreditkarten, Schecks, Banknoten, Firmenausweise, Berechtigungsnachweise, Mitgliedsausweise, Geschenkgutscheine, Einkaufsgutscheine sowie (Spiel-)Jetons. Besonders bevorzugt ist es, wenn das Wert- und/oder Sicherheitsdokument dem ID-1- oder ID-2-Format gemäß ISO 7810 oder der Datenseite eines Dokuments im ID-3-Format gemäß ISO 7810 entspricht.
  • Die erfindungsgemäßen Wert- und/oder Sicherheitsdokumente werden üblicherweise durch Lamination von Folien hergestellt. Die Folien können aus gleichen oder verschiedenen Materialien bestehen, insbesondere aus Polycarbonat (PC), insbesondere Bisphenol A-Polycarbonat, Polyethylenterephthalat (PET), dessen Derivaten, wie Glykolmodifiziertem PET (PETG), Polyethylennaphthalat (PEN), Polyvinylchlorid (PVC), Polyvinylbutyral (PVB), Polymethylmethacrylat (PMMA), Polyimid (PI), Polyvinylalkohol (PVA), Polystyrol (PS), Polyvinylphenol (PVP), Polypropylen (PP), Polyethylen (PE), thermoplastischen Elastomeren (TPE), insbesondere thermoplastischem Polyurethan (TPU), Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS), Papier, Teslin® sowie deren Derivaten, koextrudierten Folien, welche unter anderem diese Materialien enthalten, sowie Hybridmaterialien, welche unter anderen die oben genannten Materialien enthalten. Besonders bevorzugt sind Wert- und/oder Sicherheitsdokumente, welche zumindest teilweise aus PC und/oder PET und/oder PE und/oder dazu ähnlichen Polymeren bestehen. Die Folien werden unter Druck und Einwirkung von Wärme laminiert. Dokumente aus PC werden typischerweise bei 180°C bis 210°C und bei einem Druck von mehr als 5 bar (maximal 20 bar) innerhalb von 1 s bis 1 h hergestellt. Kurze Taktzeiten sind für Einzelkarten-Lamination üblich, lange Taktzeiten für Stapel-Lamination von Mehrfachnutzen.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird in dem erfindungsgemäßen Verfahren zusätzlich zur Anwesenheit des zweiten Polymers auch die Anwesenheit des ersten Polymers durch spektrale Analyse im Infrarot-Bereich detektiert.
  • Gemäß der Erfindung enthalten das erste Polymer und das zweite Polymer jeweils ein erstes Monomer und ein zweites Monomer. Die jeweiligen ersten Monomere des ersten und des zweiten Polymers sind identisch und die jeweiligen zweiten Monomere des ersten und des zweiten Polymers unterschiedlich. Damit sind die beiden Polymere zwar insgesamt unterschiedlich, weisen aber (über die ersten Monomere) auch gewisse Ähnlichkeiten auf, sodass ein Benutzer den Unterschied nicht visuell und ohne Hilfsmittel wahrnehmen kann.
  • Soweit in der die Erfindung betreffenden Beschreibung und in den Ansprüchen der Begriff "Monomer" angegeben ist, sind darunter sowohl die für die Herstellung, d.h. Polymerisation, eingesetzten chemischen Verbindungen als auch die nach erfolgter Umsetzung, d.h. Polymerisation, im Polymer enthaltenen Struktureinheiten, die sich aus den ihnen zugrunde liegenden eingesetzten chemischen Verbindungen ergeben, zu verstehen.
  • Es können auch erste und zweite Polymere verwendet werden, von denen mindestens eines, beispielsweise das zweite Polymer, aus drei, vier, fünf oder noch mehr Monomeren besteht und wobei nur eines der Monomere, nämlich das erste Monomer, in beiden Polymeren identisch ist. Alternativ kann auch das zweite Monomer im zweiten Polymer zu dem zweiten Monomer im ersten Polymer identisch sein. Alternativ kann auch das erste Polymer aus mehr als zwei Monomeren bestehen, nämlich aus drei, vier, fünf oder noch mehr Monomeren. In diesem Falle bestehen mehrere alternative Möglichkeiten, nämlich nur das jeweils erste Monomer in beiden Polymeren ist identisch, und die jeweils zweiten, dritten und weiteren Monomere sind unterschiedlich, oder das jeweils erste und das jeweils zweite Monomer in beiden Polymeren sind identisch, und die jeweils dritten und weiteren Monomere sind unterschiedlich usw.
  • Es ergeben sich damit unter anderem folgende Varianten (jeweils erster Term: erstes Polymer / zweiter Term: zweites Polymer; A,A', B,B', C,C': erstes, zweites, drittes Monomer, zusätzlich mit zum Monomer des ersten Polymers unterschiedlichem Monomer des zweiten Polymers, mit bis zu drei Monomeren in den beiden Polymeren): 1) AB/AB', 2) AB/AB'C', 3) AB/ABC', 4) ABC/AB'C', 5) ABC/ABC'.
  • Selbstverständlich sind auch viele weitere Varianten möglich, insbesondere wenn die Polymere aus mehr als drei Monomeren aufgebaut sind. Maßgeblich in allen diesen Varianten ist, dass sich unter den jeweiligen Monomeren des ersten und des zweiten Polymers mindestens ein Monomer des einen Polymers befindet, das sich von dem entsprechenden anderen Monomer des anderen Polymers unterscheidet. Von daher wird jedes Polymer von n1 (erstes Polymer) beziehungsweise n2 (zweites Polymer) Monomeren gebildet sein (n1, n2 sind ganze Zahlen), wobei mindestens eines der n1 Monomeren des ersten Polymers mit jeweils einem der n2 Monomeren des zweiten Polymers identisch ist (Identitätspaare) und die übrigen unterschiedlich sind. Weiterhin ist zu fordern, dass dann, wenn mehrere Paare identischer Monomere zwischen beiden Polymeren vorkommen, zumindest jeweils ein Monomer der beiden Polymere kein Identitätspaar bildet und diese beiden Polymere damit unterschiedlich sind.
  • Zusätzlich zum ersten und zweiten Polymer können auch weitere Polymere im Dokument enthalten sein, die sich zu einem der beiden Polymere wiederum nur in einem oder wenigen der Monomere unterscheiden, oder die zum ersten und zum zweiten Polymer gänzlich verschieden sind.
  • Durch diese Auswahl von mindestens zwei unterschiedlichen Polymeren, aus denen oder mit denen das Dokument gebildet ist, ist es ohne Hilfsmittel praktisch unmöglich, die Polymere zu unterscheiden. Durch die beiden unterschiedlichen Monomere in den Polymeren sind diese jedoch über eine Erfassung mittels Infrarot-Spektroskopie unterscheidbar, sodass eine Verifizierung der Echtheit des Dokuments über die Anwesenheit des zweiten Polymers möglich wird, die mittels spektraler IR-Analyse erfolgt.
  • Gemäß der Erfindung sind das erste Polymer und das zweite Polymer jeweils Polyester.
  • Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das erste Monomer ausgewählt aus der Gruppe, umfassend Terephthalsäure, Isophthalsäure, Phthalsäure, deren Derivate und Phosgen. Terephthalsäure, Isophthalsäure, Phthalsäure oder deren Derivate werden zusammen mit einem Diol zur Herstellung von Polyphthalaten verwendet, wobei Polyterephthalate unter Verwendung von Terephthalsäure als erstes Monomer besonders bevorzugt sind. Phosgen als erstes Monomer wird zusammen mit einem Diol zur Herstellung von Polycarbonaten verwendet.
  • Die zweiten Monomere sind erfindungsgemäß Diole. Besonders bevorzugt sind Diole, die ausgewählt sind aus der Gruppe, umfassend 4,4'-Dihydroxy-2,2-diphenyl-propan, geminal disubstituierte Dihydroxydiphenylcycloalkane, deren Derivate, Ethylendiol und 1,4-Bis(hydroxyalkyl)cyclohexan, insbesondere 1,4-Bis(hydroxy(C1-C4-alkyl))cyclohexan und ganz besonders bevorzugt 1,4-Bis(hydroxymethyl)cyclohexan.
  • Das erste Polymer kann beispielsweise Polyethylenterephthalat (PET) sein. Zu dessen Herstellung werden Terephthalsäure oder ein Derivat davon als erstes Monomer und Ethylendiol (HO-CH2CH2-OH) als zweites Monomer verwendet. Um ein davon nur wenig verschiedenes zweites Polymer bereitzustellen, wird anstelle von Ethylendiol als zweites Monomer 1,4-Bis(hydroxymethyl)cyclohexan verwendet. Das entstehende zweite Polymer ist dann PETG. Alternativ kann das zweite Polymer auch ein Copolymer aus Terephthalsäure sowohl mit Ethylendiol als auch mit 1,4-Bis(hydroxymethyl)cyclohexan sein. Je nach dem Anteil von 1,4-Bis(hydroxymethyl)cyclohexan in diesem Copolymer unterscheidet sich das so erhaltene zweite Polymer in mehr oder minder geringem Maße vom ersten Polymer.
  • Alternativ kann das erste Polymer Polycarbonat (PC) sein. Zu dessen Herstellung werden Phosgen als erstes Monomer und Bisphenol A (4,4'-Dihydroxy-2,2-diphenyl-propan) als zweites Monomer verwendet. Um ein davon nur wenig verschiedenes zweites Polymer bereitzustellen, wird anstelle von Bisphenol A ein geminal disubstituiertes Dihydroxydiarylcycloalkan, insbesondere Dihydroxydiphenylcycloalkan, als zweites Monomer verwendet. Beispielsweise kann das geminal disubstituierte Dihydroxydiphenylcycloalkan 4,4'-(Cyclohexan-1,1-diyl)diphenol oder ein Derivat davon sein, beispielsweise 4,4'-(3,3,5-Trimethylcyclohexan-1,1-diyl)diphenol, 4,4'-(3,3-Dimethylcyclohexan-1,1-diyl)diphenol oder 4,4'-(2,4,4-Trimethylcyclopentan-1,1-diyl)diphenol. Alternative Verbindungen dieses Typs, die anstelle von Bisphenol A als zweites Monomer verwendet werden können, sind beispielsweise in DE 10 2007 052 947 A1 beschrieben. Die in DE 10 2007 052 947 A1 genannten funktionellen Carbonatstruktureinheiten der dort angegebenen Formel (I) bilden sich bei Verwendung der Diphenole der dort angegebenen Formel (Ia). Insbesondere ist dort auch angegeben, dass die Polycarbonate weiterhin andere Diphenole enthalten können, beispielsweise Hydrochinon, Resorcin, Dihydroxyphenole, Bi-(hydroxyphenyl)-alkane, 4,4'-dihydroxydiphenyl, 2,2-Bis-(4-hydroxyphenyl)-propan und andere Diphenole. Im Übrigen wird ausdrücklich auf die in diesem Dokument offenbarten Varianten des Polycarbonatderivats mit der Formal (I) verwiesen. Das in dieser Druckschrift beschriebene Polycarbonat umfasst unter anderem auch das von Fa. Bayer, DE vertriebene Polymer APEC®. Auch dieses Material kann als zweites Polymer verwendet werden. Selbstverständlich kann das zweite Polymer auch unter zusätzlicher Verwendung von Bisphenol A gebildet sein, sodass je nach dem Anteil von Bisphenol A an diesem Polymer IR-Eigenschaften des zweiten Polymers erhalten werden, die mehr oder minder ähnlich zu denen des ersten Polymers sind.
  • In einem anderen Konzept der Anwesenheit von zwei nur wenig unterschiedlichen Polymeren unterscheiden sich das erste Polymer und das zweite Polymer hinsichtlich des Vernetzungsgrades. Dieses Konzept der Anwesenheit von zwei nur wenig unterschiedlichen Polymeren im Wert- und/oder Sicherheitsdokument unterscheidet sich von dem vorgenannten erfindungsgemäßen Konzept dadurch, dass keine unterschiedlichen Monomere für die Herstellung der beiden Polymere verwendet werden sondern lediglich durch Wahl geeigneter Parameter für das Polymerisationsverfahren die jeweiligen Struktureigenschaften des ersten und des zweiten Polymers unterschiedlich sind. Dieses Konzept kann selbstverständlich auch mit dem zuvor genannten erfindungsgemäßen Konzept, dass teilweise unterschiedliche Monomere zur Herstellung des ersten und des zweiten Polymers verwendet werden, kombiniert werden.
  • Gemäß einer Form dieses zweiten Konzepts sind das erste Polymer und das zweite Polymer jeweils Polyethylen. Beispielsweise können das erste Polymer PELD (mit stark verzweigten Polymerketten) und das zweite Polymer PEHD (mit schwach verzeigten Polymerketten) sein.
  • Selbstverständlich sind auch andere Konzepte zur Bereitstellung von mindestens zwei oder mehr nur wenig unterschiedlichen Polymeren zur Herstellung eines Wert- und/oder Sicherheitsdokuments denkbar, etwa Polymere mit unterschiedlichem Molekulargewicht und ansonsten vorzugsweise gleicher Zusammensetzung, oder auch Polymere mit unterschiedlichem Kristallinitätsgrad und ansonsten vorzugsweise gleicher Zusammensetzung. Weiterhin sind auch Polymerkombinationen verwendbar, bei denen das erste und das zweite Polymer jeweils Copolymere und das erste Polymer beispielsweise ein Blockcopolymer und das zweite Polymer ein statistisches Copolymer sind. Wesentlich ist natürlich, dass sich jeweils Unterschiede hinsichtlich der spektralen Eigenschaften, insbesondere spektralen Absorptionseigenschaften, der jeweiligen ersten und zweiten (und gegebenenfalls dritten, vierten und weiteren) Polymere im Infrarot-Bereich zeigen, die auswertbar sind, wobei nicht ausschließlich der mittlere Infrarot-Bereich herangezogen werden muss, sondern gegebenenfalls auch andere Bereiche, sofern diese einen geeigneten Unterschied der IR-Eigenschaften ergeben.
  • Eine weitere, nicht erfindungsgemäße, Möglichkeit, mindestens zwei Polymere, die voneinander verschieden sind, im Dokument bereitzustellen, besteht darin, mindestens eine Dokumentenlage aus einem ersten Polymer vorzusehen und mindestens ein zweites Polymer in oder auf der ersten Dokumentenlage durch in-situ-Modifizieren des ersten Polymers zu erzeugen. Das zweite Polymer entsteht in diesem Falle aus dem ersten Polymer. Hierzu wird das erste Polymer entweder vollflächig oder auch nur örtlich begrenzt in oder auf der ersten Dokumentenlage durch Energieeintrag in Gegenwart von zusätzlichen chemischen Agenzien (z.B. Sauerstoff) oder auch ohne derartige zusätzliche Agenzien in eine chemisch veränderte Spezies, das zweite Polymer, umgewandelt. Beispielsweise können -C(=O)- Gruppen in einer Polyester-Polymerkette durch Energieeintrag abgespalten werden, sodass Polyether-Gruppen (-O-) entstehen. Die Energie kann beispielsweise mittels Laser vollflächig oder örtlich begrenzt in das Material des ersten Polymers eingetragen werden. Damit ist es auch möglich, Muster an der Oberfläche der ersten Dokumentenlage zu bilden. Selbstverständlich ist es auch möglich, durch Energieeintrag in das erste Polymer eine Änderung der Modifikation herbeizuführen, beispielsweise, die Kristallinität des Materials zu verändern. Weiterhin sind chemische Umlagerungen denkbar, die zu chemisch veränderten Spezies führen, oder auch chemische Reaktionen an funktionellen Gruppen, die in Gegenwart geeigneter chemischer Agenzien ablaufen, etwa eine Halogenierung über in der Gasphase mit dem ersten Polymer in Kontakt stehendem Halogenierungsmittel (beispielsweise Brom oder Jod) und unter Bestrahlung mit UV-Licht.
  • Die verwendeten Polymere können mit weiteren Stoffen gemischt werden, um geeignete Darreichungsformen zu schaffen, etwa zur Bildung einer Folie oder zur Herstellung einer Druckfarbe, beispielsweise Siebdruck oder Tintenstrahldruck, oder Farbe zur Aufbringung mittels anderer Techniken. Beispielsweise können Farbmittel und Füllstoffe zur Herstellung von Folien sowie Farbmittel, Füllstoffe, Lösungsmittel, Antischaummitel, Stellmittel, Netzmittel, Tenside, Fließmittel, Trockner, Katalysatoren, (Licht-)stabilisatoren, Konservierungsmittel, Biozide, andere organische Polymere zur Viskositätseinstellung, Puffersysteme etc. zur Herstellung einer Drucktinte verwendet werden.
  • Erfindungsgemäß können das erste Polymer eine erste Dokumentenlage des Dokuments und das zweite Polymer ein auf der ersten Dokumentenlage aufgedrucktes Muster bilden. Beispielsweise kann das Muster mittels Siebdruck oder Tintenstrahldruck aufgebracht sein.
  • Zusätzlich zu der ersten und der zweiten Dokumentenlage enthält das Dokument üblicherweise weitere Dokumentenlagen, beispielsweise außen liegende Overlayfolien, sofern die erste und die zweite Dokumentenlage nicht außen liegen, sowie gegebenenfalls eine Trägerlage und andere funktionsbedingte Dokumentenlagen.
  • Ferner kann das zweite Polymer auch bereits bei der Herstellung des Papiers für Banknoten, etwa in Form von Streifen, aber auch vollflächig oder in Form anderer Muster, etwa Rauten, gewellten Linien, Guillochen o.ä., auf die Papierbahn aufgebracht werden, oder das zweite Polymer wird nach der Papierherstellung bei der Herstellung der Banknoten direkt oder als Teil einer Druckfarbe auf das Banknotenpapier aufgebracht. Somit befindet sich gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ein im Wesentlichen aus dem zweiten Polymer bestehendes Material in Form eines Musters auf mindestens einer im Wesentlichen aus dem ersten Polymer bestehenden ersten Dokumentenlage.
  • Die in dem Muster kodierte Information kann ein Wert des Dokuments oder ein Identifikationsmerkmal beispielsweise für den Inhaber sein. Das Muster kann durch irgendwelche Symbole gebildet sein. Beispielsweise kann das Muster ein eindimensionaler oder zweidimensionaler Barcode sein oder beispielsweise auch entweder in Klarschrift angegebene oder in kodierter Form vorliegende Zeichen kodieren.
  • In diesem Falle kann das erfindungsgemäße Verfahren folgende Verfahrensschritte umfassen: i) Gegebenenfalls Detektieren der Anwesenheit des ersten Polymers der ersten Dokumentenlage und ii) Detektieren der Anwesenheit des zweiten Polymers des Musters wobei das Muster zeitenweise abgetastet wird, so kann der Code gelesen, und die darin kodierte Information kann erfasst werden.
  • In einer alternativen Form zur Erfindung kann das erste Polymer eine erste Dokumentenlage und das zweite Polymer einen örtlich begrenzten Bereich an einem definierten Ort des Dokuments auf der ersten Dokumentenlage bilden, wobei das zweite Polymer den örtlich begrenzten Bereich vollständig oder lediglich teilweise, beispielsweise in Form eines Musters, ausfüllen kann. Selbstverständlich kann dies aber auch dadurch realisiert werden, dass eine gesamte zweite Dokumentenlage aus dem zweiten Polymer besteht und nur in einem örtlich begrenzten Bereich über ein für die IR-Detektion durchlässiges Fenster von außen erfassbar ist. Für die Detektion der Anwesenheit des zweiten Polymers ist es in diesem Falle zusätzlich erforderlich, dass der Bereich des Dokuments untersucht wird, in dem sich das zweite Polymer befindet bzw. wo es erwartet wird. In einer Fälschung kann das zweite Polymer gegebenenfalls in einem anderen Bereich vorliegen und kann daher nicht erfasst werden.
  • Selbstverständlich können auch Kombinationen der vorstehend angegebenen Varianten realisiert werden, beispielsweise eine erste Dokumentenlage aus einem ersten Polymer, eine zweite Dokumentenlage aus einem zweiten Polymer, ein in die erste Dokumentenlage eingelassenes Muster aus dem zweiten Polymer und/oder ein in die zweite Dokumentenlage eingelassenes Muster aus dem ersten Polymer, wobei eines der beiden Muster oder beide gegebenenfalls zusätzlich nur an örtlich begrenzten Stellen der jeweiligen Dokumentenlage vorhanden sind und damit weitere Informationen über den Ort des zweiten Polymers liefern.
  • Gemäß einer besonders bevorzugten Form des Verfahrens wird die Anwesenheit des ersten und des zweiten Polymers in den Verfahrensschritten i), nämlich Detektieren der Anwesenheit des ersten Polymers, und ii), nämlich Detektieren der Anwesenheit des zweiten Polymers, jeweils bei mindestens einer vorgegebenen spektralen Lage, erfasst. Dabei werden eine durch das erste Polymer hervorgerufene erste Absorption und eine durch das zweite Polymer hervorgerufene zweite Absorption ermittelt. In einem dritten Verfahrensschritt iii) werden dann die erste und die zweite Absorption ermittelt. Vorzugsweise werden die erste Absorption und die zweite Absorption in einem vierten Verfahrensschritt iv) miteinander verglichen. Hierzu wird die jeweilige Schwächung der Strahlung in Form der jeweiligen Extinktionswerte ermittelt.
  • In noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird in Verfahrensschritt iii) eine Kennzahl gebildet, die sich aus der ersten Absorption (Schwächung der Strahlung) und der zweiten Absorption (Schwächung der Strahlung) ergibt, beispielsweise der Quotient der ersten Absorption und der zweiten Absorption. Diese Kennzahl zeigt an, ob das zweite Polymer tatsächlich vorhanden und damit die Echtheit des Dokuments gegeben ist oder nicht.
  • Alternativ kann auch ausschließlich die Absorption des zweiten Polymers im Dokument erfasst werden. Die Anwesenheit des zweiten Polymers wird in diesem Falle durch eine Extinktion in einem geeigneten Wellenlängen- bzw. Wellenzahlbereich angezeigt.
  • Nochmals alternativ kann auch die Verschiebung einer IR-Bande erfasst werden, um festzustellen, ob das zweite Polymer im Dokument vorhanden ist.
  • Die nachfolgend angegebenen Figuren dienen zur näheren Erläuterung der Erfindung. Sie veranschaulichen lediglich Ausführungsbeispiele. Es zeigen im Einzelnen:
    • Fig. 1:
    eine schematische Darstellung einer Erfassungsvorrichtung für das erfindungsgemäße Verfahren;
    Fig. 2:
    ein Dokument mit einer ersten Dokumentenlage aus einem ersten Polymer, die einen aus einem zweiten Polymer gedruckten Barcode aufweist;
    Fig. 3:
    ein Vergleich von zwei IR-Spektren, aufgenommen mit einer FTIR-Messanordnung.
  • Elemente mit gleicher Funktion sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
  • Fig. 1 zeigt eine Erfassungsvorrichtung auf der Basis einer FTIR-Messanordnung. Das Dokument ist mit 1 bezeichnet. Es wird von einer Dokumentenhalterung 2 gehalten. Die Dokumentenhalterung 2 weist eine Öffnung nach unten auf, sodass Messstrahlung von unten an das Dokument 1 gelangen kann. Eine Strahlungsquelle 4 emittiert IR-Strahlung im mittleren Frequenzbereich. Diese Strahlung wird über eine optische Anordnung (Michelson-Interferometer) zunächst durch einen Strahlteiler 5 geleitet und gelangt auf einen fest stehenden Spiegel 6. Gleichzeitig gelangt Strahlung auch über den Strahlteiler 5 auf einen beweglichen Spiegel 7. Die Strahlung beider Strahlungswege wird dann über einen weiteren Spiegel 8 auf das Dokument 1 geleitet. Die gestreute Strahlung wird im Detektor 3 und in einem nachgeordneten Auswertungssystem (nicht dargestellt) erfasst.
  • In Fig. 2 ist ein Beispiel für ein Dokument 10 mit einer ersten Dokumentenlage 11 aus einem ersten Polymer (Polycarbonat auf der Basis von Bisphenol A) gezeigt. Diese Dokumentenlage ist eine von mehreren Dokumentenlagen im Dokument. Sie befindet sich an der Oberfläche des Dokuments. Um im vorliegenden Fall die Anwesenheit eines zweiten Polymers detektieren zu können, wird eine FTIR-Messanordnung verwendet.
  • Auf der ersten Dokumentenlage 10 ist ein Barcode 12 aufgebracht, der mit einer Druckfarbe gedruckt worden ist, die ein zweites Polymer enthält, das sich vom ersten Polymer nur hinsichtlich der Modifikation des verwendeten Bisphenol A unterscheidet. Dieser Barcode 12 ist mit dem bloßen Auge praktisch nicht sichtbar, weil beide Polymere identisch aussehen. Der Unterschied zwischen den beiden Polymeren kann aber mit der FTIR-Messanordnung erfasst werden. Hierzu wird der Barcode 12 zeilenweise abgetastet, sodass zum einen die in dem Barcode 12 codierte Information erfasst werden kann. Dazu wird der Umstand ausgenutzt, dass sich die IR-Absorption im Bereich der Barcode-Streifen von der zwischen den Streifen unterscheidet. Zum anderen wird erfindungsgemäß die Identität der beiden Polymeren erfasst.
  • In Fig. 3 sind beispielhaft zwei IR-Spektren gezeigt, wobei das erste Polymer mit PC1 und das zweite Polymer mit PC2 bezeichnet sind. Das Spektrum von PC1 ist an einer Stelle der ersten Dokumentenlage 10 aufgenommen, an der der Barcode 12 nicht gedruckt ist, und das Spektrum von PC2 am Ort des Barcodes 12.
  • Beide Polymere weisen signifikante Unterschiede im IR-Spektrum auf, wobei darauf hingewiesen wird, dass das hier gezeigte Spektrum lediglich einen kleinen Ausschnitt aus dem gesamten IR-Spektrum von 4000 cm-1 bis 400 cm-1 wiedergibt. Im übrigen IR-Spektralbereich sind die beiden Spektren praktisch identisch, sodass bei einer Überprüfung des Dokuments mittels IR-Spektroskopie keine Unterschiede festgestellt werden würden. Die an der Ordinate aufgetragene Intensität ist die vom Detektor erfasste Strahlungsintensität.
  • PC1 und PC2 sind Polycarbonatmaterialien auf Basis von mit Cyclohexan modifiziertem Bisphenol A.
  • In den mit den Pfeilen bezeichneten Wellenzahlbereichen kann festgestellt werden, ob das zweite Polymer PC2 vorhanden ist. Hierzu können entweder Messstellen von beiden Polymeren ausgewertet werden, oder es wird lediglich die Messstelle des Barcodes 12 allein auf die Anwesenheit des zweiten Polymers überprüft. Über die Unterschiede der gemessenen Intensität kann festgestellt werden, ob das zweite Polymer vorhanden ist. Bei Ermittlung der Intensität der Strahlung von beiden Polymeren in mindestens einem der hier angezeigten Wellenzahlbereiche kann außerdem ein Intensitätsquotient QI(v) gebildet werden, beispielsweise der Intensität I1, die bei der Vermessung des ersten Polymers PC1 bei einer bestimmten Wellenzahl erhalten wird, über der Intensität I2, die bei der Vermessung des zweiten Polymers PC2 bei derselben Wellenzahl erhalten wird: QI(v) = I1/I2. Dessen Größe ist ein Maß dafür, ob das zweite Polymer anwesend ist oder nicht. Um die kritische Größe zur Verifikation der Echtheit eines das Polymer PC2 in Form des Barcodes enthaltenden Dokuments zu bestimmen, werden die entsprechenden Spektren an echten Dokumenten ermittelt und somit Referenzquotienten gebildet. Der Wert für QI(v) muss im echten Dokument jedenfalls von 1 verschieden sein, denn wenn QI(v) = 1, bedeutet dies, dass das Material des Barcodes mit dem der übrigen Dokumentenlage identisch ist.

Claims (7)

  1. Verfahren zum Erfassen von in einem Muster codierter Information, wobei das Muster auf eine ein erstes Polymer enthaltende Dokumentenlage eines Wert- und/oder Sicherheitsdokuments aufgedruckt ist, wobei das Muster mit einem von dem ersten Polymer verschiedenen zweiten Polymer gebildet ist,
    wobei das erste und das zweite Polymer jeweils ein erstes und ein zweites Monomer enthalten, wobei die jeweiligen ersten Monomere des ersten und des zweiten Polymers identisch und die jeweiligen zweiten Monomere des ersten und des zweiten Polymers unterschiedlich sind, wobei das erste Polymer und das zweite Polymer jeweils Polyester sind und wobei die jeweiligen zweiten Monomere des ersten und des zweiten Polymers Diole sind,
    wobei das Verfahren folgenden Verfahrensschritt umfasst: Erfassen des Dokuments durch Detektieren der Anwesenheit zumindest des zweiten Polymers durch spektrale Analyse im Infrarot-Bereich, wobei die Information durch zeilenweises Abtasten des Musters ortsaufgelöst erfasst wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anwesenheit des zweiten Polymers detektiert wird, indem das Vorhandensein einer für das zweite Polymer charakteristischen IR-Bande erfasst wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorhandensein der charakteristischen IR-Bande des zweiten Polymers mittels eines IR- oder Raman-Spektrometers erfasst wird.
  4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Monomer ausgewählt ist aus der Gruppe, umfassend Terephthalsäure, Isophthalsäure, Phthalsäure, deren Derivate und Phosgen.
  5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Monomere ausgewählt sind aus der Gruppe, umfassend 4,4'-Dihydroxy-2,2-diphenyl-propan, geminal disubstituierte Dihydroxydiphenylcycloalkane, deren Derivate, Ethylendiol und 1,4-Bis(hydroxyalkyl)cyclohexan.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das geminal disubstituierte Dihydroxydiphenylcycloalkan 4,4'-(Cyclohexan-1,1-diyl)diphenol oder dessen Derivat ist.
  7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich das erste Polymer und das zweite Polymer hinsichtlich des Vernetzungsgrades unterscheiden.
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