WO2001048311A2 - Sicherheitspapier mit aufgebrachter codierung aus lumineszierenden melierfasern - Google Patents

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WO2001048311A2
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Definitions

  • the invention relates to a security paper with at least two types of mottled fibers, which differ in their luminescent properties and which form a coding.
  • mottled fibers as a security feature for security documents has been known for a long time. They usually consist of short plastic or cotton fibers that are inserted into security paper during paper production. Mottled fibers have the advantage over other security features, such as planchettes or mica platelets, that mottled fibers are smaller and less visually unobtrusive and therefore have less of an adverse effect on the overall aesthetic impression of the security document.
  • DE 677 711 discloses mottling fibers which fluoresce under UV light and are mixed into the paper pulp before the sheet is formed, so that the mottling fibers are then distributed arbitrarily in the volume of the finished security paper. Different fluorescent mottled fibers can also be used, so that mixed fluorescence occurs under UV lighting.
  • DE 31 22470-C2 also discloses a security paper with luminescent mottled fibers incorporated therein.
  • the mottled fibers consist of cellulose acetate, which are colored in the fiber volume with narrow-band emitting luminescent substances from the group of lanthanide chelates. These luminescent substances can be introduced into the fiber material in a concentration up to 20 times higher than the previously known luminescent substances, and are furthermore distinguished by a relatively narrow-band emission spectrum.
  • the mottled fibers can also be used for threads are twisted or woven. If different luminescent individual fibers are used for this, a coding can also be generated which is based on an evaluation of the presence or absence of certain luminescent substances.
  • the present invention is therefore based on the object of proposing a security paper with luminescent mottled fibers which represent a code, the code being intended to be very easy to read by machine.
  • the invention is based on the knowledge that for a mechanical check of the mottling fibers with a sufficient signal / noise ratio, the mottling fibers with different luminescent properties must be arranged sufficiently spatially separated from one another. For this reason, non-overlapping partial areas are defined on the security paper according to the invention, in each of which a certain type of mottled fiber with certain luminescent properties is arranged. Coding can be represented by a defined geometric arrangement of the partial areas and / or by the presence or absence of the mottled fibers. Due to the arrangement in limited sub-areas, the mottled fibers with the different properties can be easily localized and the luminescent properties can be measured independently of one another without mutual interference.
  • the intensity of the measurement signal increases compared to the known security documents due to the higher surface density of mottled fibers in the measurement area to be checked.
  • the signal yield can also be increased if special luminescent substances with an intense, narrow-band luminescence emission are used, as are described, for example, in US Pat. No. 5,448,582.
  • These luminescent substances are multiphase systems which contain an optically "pumpable" light-emitting material, light-scattering centers and a transparent matrix material. These materials show laser-like effects with a spectrally extremely narrow-band emission. Another advantage of these materials is that the wavelength of the emission band can be set in limited areas during production.
  • the light-scattering centers consist of particulate, transparent materials with a preferably high optical refractive index.
  • the luminescent substance absorbs part of the flash and is thereby converted into an excited, so-called “optically pumped” state.
  • the luminescent light is created by spontaneous emission from the excited state, with at least a part of the emitted luminescent light not leaving the material directly, but rather is scattered several times at the light-scattering centers, which leads to a high amplification of the emitted light intensity and particularly narrow emission bands.
  • the use of luminescent substances with narrow-band emission has the advantage that when measuring the luminescent light, the spectral sensitivity range of a detector can be matched to a narrow spectral interval in which the emission band lies. This suppresses background light from neighboring spectral ranges during the measurement and improves the signal / noise ratio.
  • luminescent substances that preferably emit narrowband can also be used, since the measurement signal is determined not only by the intensity of the emitted luminescent radiation of a pigment, but also by the concentration of luminescent substance that can be introduced into the mottling fiber and the areal density of the mottling fibers on the paper.
  • mottled fibers become more and more apparent and lead to an increasing disturbance of the overall aesthetic impression of the security paper, which is often printed with an artistic representation.
  • the areal density of mottled fibers should therefore be in the range of 2 to 20 mottled fibers per square centimeter.
  • the disturbance of the overall aesthetic impression can, however, also be reduced by suitably positioning the partial areas on the security paper. This means that the sub-areas are preferably arranged so that the main motif of the artistic representation is not covered.
  • the mottling fibers should appear as little as possible when the security document is viewed visually
  • the mottling fibers consist of transparent plastic fibers which are colored in volume with luminescent substances which are also largely transparent in the visual spectral range. If the luminescent substances have a certain intrinsic color, they can, if the luminescent light intensity is appropriate, be introduced into the mottled fiber in such low concentrations that the fiber itself still appears largely transparent.
  • the fibers can also be provided with the luminescent substance only on the surface, for example in a dye bath.
  • Fiber materials that can be processed into thin fibers, such as silk or cotton, can also be used as fiber materials.
  • the sub-areas in which the mottled fibers are arranged preferably have the form of strips which extend over the entire width of the security document. They preferably have a width in the range from 5 mm to 30 mm.
  • the partial areas can also have any other shape, such as rectangular, round, oval, star-shaped, etc.
  • the mottling fibers are introduced during the production of the security paper in such a way that the mottling fibers are at least partially cross-linked with the fiber tissue of the paper and are therefore at least partially covered by paper fibers on the surface of the paper.
  • a method is suitable for introducing mottled fibers into endless, strip-shaped partial areas.
  • the mottled fibers are slurried in an aqueous suspension and, during paper production, through a tube, the end of which is a special outlet nozzle has, applied to the rotating rotary screen near the point where the sheet formation on the rotary screen is just beginning.
  • the layer of the mottled fibers applied in this way is immediately dewatered by a negative pressure generated within the circular screen, as a result of which the mottled fibers, together with the first layer of the paper fibers accumulating on the circular screen, lie firmly on the circular screen.
  • the fibers can be applied to the Fourdrinier in a similar manner.
  • mottled fibers with different luminescent properties are arranged in parallel in the paper machine.
  • the feed devices of the mottled fibers are controlled in accordance with the coding to be applied. If the coding consists solely in the geometrical arrangement of the partial areas provided with different mottled fibers, the feed devices are positioned accordingly on the paper machine at the start of paper production. The mottled fiber is then fed continuously.
  • the coding consists exclusively or additionally in the presence or absence of one or more types of mottling fibers, the supply of these mottling fibers must be stopped in accordance with the coding. If the coding does not change during the production of a paper web, it is also sufficient here to place the required feed devices accordingly at the start of production.
  • the coding can represent any information, for example the denomination, date of issue, country of issue or the like.
  • the finished security paper which can of course have other security elements, such as a security thread or the like, in addition to the coding according to the invention, is then further processed in the usual way, in particular printed and cut into individual security documents, such as banknotes, shares, checks or the like.
  • the coding is measured with appropriate sensors for the respective luminescent properties of the mottled fibers to be evaluated and compared with a reference value.
  • the luminescent property to be evaluated can be, for example, the luminescence wavelength or the decay time of the luminescence radiation.
  • Fig. 1 is a supervision of a security document, here one
  • 2a, b are a top view of two security documents, each with four strip-shaped partial areas, which represent a different coding; 3 shows a section of the wavelength spectrum with four defined wavelength intervals for a coding system made of four different luminescent substances;
  • Fig. 4 shows an arrangement for measuring the luminescent
  • Fig. 5 shows the time course of the electrical signals on
  • FIG. 1 shows a top view of a security document 1, here a bank note which is made from security paper 2.
  • the border 3 of an image field is shown in dashed lines on the security document 1, in which an artistically designed image representation 4 (not shown in the figure) is often printed on.
  • On the security document 1, three stripe-shaped control areas 8a, 8b, 8c are indicated with dash-dotted lines. They denote the areas in which the detector checks the properties of the luminescent mottled fibers. Its position on security document 1 is therefore determined by the coding to be checked.
  • the distance between the control areas 8a and 8b is designated by a and the distance between the control areas 8b, 8c by b, the distances a, b being different in the embodiment shown.
  • the ratio between the distances a, b can be an integer, for example to get voted.
  • Within the three strip-shaped control areas 8a, 8b, 8c are strip-shaped sub-areas 5a, 5b, 5c in which mottled fibers are introduced into the security paper 2.
  • the boundary lines of the strip-shaped partial areas 5a, 5b, 5c are shown in FIG. 1 with solid lines. However, the solid lines are only for illustration and are not present on a real security document.
  • all the strip-shaped partial areas 5a, 5b, 5c are provided with mottled fibers of the same type A, i.e. In all sections 5a, 5b, 5c there are mottled fibers with the same luminescent property.
  • the coding is represented solely by the distances a, b of the partial areas 5a, 5b, 5c and the control areas 8a, 8b 8c.
  • FIG. 2 shows, using the example of two security documents 1 a, 1 b, another possibility for a coding according to the invention.
  • the distance a between the individual control areas 8a, 8b, 8c, 8d is constant and the coding is represented by the presence or absence of one or more partial areas with special mottled fibers within the control areas 8a, 8b, 8c, 8d.
  • the mottled fibers arranged in the partial areas differ in the luminescent property to be tested.
  • the document la only has subareas 7a, 7b within the control areas 8a, 8b, in which there are mottled fibers of type A or B, whereas the document lb only in the control areas 8a, 8d with subareas 7a, having mottled fibers A, D, 7d is provided.
  • control areas used and the number of different mottled fibers can be varied as desired.
  • the same mottled fibers with the same luminescent substance can be used for all control areas. This has the advantage that the construction of the sensor can be made much simpler.
  • the distances between the control areas can additionally be varied analogously to the embodiment shown in FIG. 1.
  • any properties of the luminescent substances contained in the mottled fibers can be evaluated, such as eg the luminescence wavelength or the decay time of the luminescence radiation.
  • the luminescent substance A emits at shorter wavelengths than the luminescent substances B, C, D.
  • all substances A, B, C, D each show a very narrow-band luminescence emission that does not match that of the other luminescent substances used overlaps so that the luminescent substances A, B, C, D can be distinguished very well from one another.
  • the luminescence intensity of the substances is also sufficiently high so that the substances can be reliably recognized and detected by machine.
  • FIG. 4 schematically shows a possible arrangement for detecting and evaluating a coding, which is shown with the aid of the luminescent substances or mottling fibers having emission lines shown in FIG. 3.
  • the checking of the bank note usually takes place in a bank note processing device, through which the bank notes are guided past the sensors at high speeds with the aid of a transport system.
  • This transport of the bank note 2 according to the invention is indicated by the arrow 11 in FIG. 4.
  • the banknote runs past an illumination source 12, the radiation of which is focused on the document using optics 13.
  • the illumination source 12 is selected such that it emits radiation of the excitation wavelength of the individual luminescent substances.
  • the excitation wavelengths of the individual Lumines zenzscher in different wavelength ranges, it may be useful to use several excitation sources as the illumination source, each emitting light in the range of one of the excitation wavelengths.
  • This detector 16 preferably contains a spectrometer with a diode array, each of the diodes being sensitive to one of the emission wavelengths 23a to 23d.
  • the banknote la according to FIG. 2a is transported past under the measuring device shown in FIG. 4 and the mottled fibers A, B, the emission lines 23a, 23b shown in FIG. 3, the detector in the control areas 8a, 8b, 8c , 8d associated measuring channels on the signals shown in Fig. 5.
  • the signals I of the measurement channels assigned to the individual types of mottled fibers A, B, C, D are plotted against the time t.
  • the time windows 30a, 30b, 30c, 30d shown in broken lines correspond to the control areas 8a, 8b, 8c, 8d and denote the measurement windows in which a signal is expected in each case. If the note la is passed under the sensor in the direction of arrow 11, the control area 8d is first illuminated. Since there are no mottled fibers within this control area, the associated measuring channel does not perceive any signal in the time window 30d. Since the type C mottling fibers are also absent, the associated measuring channel also receives no signal.
  • the sensor Only when the partial area 7b or the control area 8b is transported past under the sensor arrangement does the sensor record the emission band 23b of the luminescent substance B in the time window 30b. analog ges applies to the subsequent sub-area 7a or the signal 23a in the time window 30a. If, as already explained, the presence of the luminescence emission 23a, 23b, 23c, 23d in the correct time window 30a, 30b, 30c, 30d means a binary "1" and the absence of a binary "0", the signals in FIG the code 1 1 0 0 is shown.

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  • Paper (AREA)
  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
  • Credit Cards Or The Like (AREA)

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Sicherheitspapier mit wenigstens zwei Arten von Melierfasern, die sich hinsichtlich ihrer lumineszierenden Eigenschaften unterscheiden und eine Codierung bilden. Jeweils eine Art von Melierfasern liegt in einem definierten Teilbereich des Sicherheitspapiers vor und die Codierung wird durch die definierte geometrische Anordnung der Teilbereiche auf dem Sicherheitspapier und/oder durch die An- oder Abwesenheit von Melierfasern einer bestimmten Art dargestellt.

Description

Sicherheitspapier mit aufgebrachter Codierung aus lumineszierenden Melierfasern
Die Erfindung betrifft ein Sicherheitspapier mit wenigstens zwei Arten von Melierfasern, die sich hinsichtlich ihrer lumineszierenden Eigenschaften unterscheiden und die eine Codierung bilden.
Die Verwendung von Melierfasern als Sicherheitsmerkmal für Sicherheitsdokumente ist bereits seit langem bekannt. Sie bestehen üblicherweise aus kurzen Kunststoff- oder Baumwollfasern, die während der Papierherstellung in Sicherheitspapiere eingebracht werden. Melierfasern haben gegenüber anderen Sicherheitsmerkmalen, wie Planchetten oder Glimmerplättchen, den Vorteil, dass Melierfasern kleiner und visuell unauffälliger sind und daher einen geringeren störenden Einfluss auf den ästhetischen Gesamteindruck des Sicherheitsdokuments ausüben.
Die DE 677 711 offenbart unter UV-Licht fluoreszierende Melierfasern, die der Papiermasse vor der Blattbildung zugemischt werden, so dass die Melierfasern anschließend willkürlich verteilt im Volumen des fertigen Sicher- heitspapiers vorliegen. Es können auch unterschiedlich fluoreszierende Melierfasern verwendet werden, so dass unter UV-Beleuchtung eine Mischfluoreszenz auftritt.
Auch die DE 31 22470-C2 offenbart ein Sicherheitspapier mit darin einge- brachten lumineszierenden Melierfasern. Die Melierfasern bestehen hier aus Celluloseacetat, die im Faservolumen mit schmalbandig emittierenden Lumineszenzstoffen aus der Gruppe der Lanthanid-Chelate eingefärbt sind. Diese Lumineszenzstoffe können in bis zu 20-mal höherer Konzentration als die bis dahin bekannten lumineszierenden Stoffe ins Fasermaterial einge- bracht werden, und zeichnen sich darüber hinaus durch ein relativ schmal- bandiges Emissionsspektrum aus. Die Melierfasern können auch zu Sicher- heitsf äden verdrillt oder verwoben werden. Werden hierfür unterschiedlich lumineszierende Einzelfasern verwendet, kann damit auch eine Codierung erzeugt werden, die auf einer Auswertung der An- oder Abwesenheit bestimmter lumineszierender Stoffe beruht. Bei visueller Betrachtung stellen derartige gezwirnte oder gesponnene Fäden ein hervorragendes Echtheitsmerkmal dar. Jedoch ist die Intensität der Lumineszenz der einzelnen Fasern trotz der relativ hohen Lumineszenzausbeute der vorgeschlagenen Lumineszenzstoffe zu gering, um in der Praxis eine sichere maschinelle Echtheitsprüfung durchführen zu können.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Sicherheitspapier mit lumineszierenden Melierfasern vorzuschlagen, die eine Codierung darstellen, wobei die Codierung maschinell sehr gut lesbar sein soll.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weiterentwicklungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Der Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass für eine maschinelle Prüfung der Melierfasern mit einem ausreichenden Signal/ Rauschverhältnis die Me- lierfasern mit unterschiedlichen lumineszierenden Eigenschaften ausreichend räumlich voneinander getrennt angeordnet werden müssen. Aus diesem Grund werden auf dem erfindungsgemäßen Sicherheitspapier nicht überlappende Teilbereiche definiert, in denen jeweils eine bestimmte Art von Melierfasern mit bestimmten lumineszierenden Eigenschaften angeordnet ist. Eine Codierung kann dabei durch eine definierte geometrische Anordnungen der Teilbereiche, und/ oder durch die An- bzw. Abwesenheit der Melierfasern dargestellt werden. Durch die Anordnung in begrenzten Teilbereichen lassen sich die Melierfasern mit den unterschiedlichen Eigenschaften einfach lokalisieren und die lumineszierenden Eigenschaften unabhängig voneinander ohne gegenseitige Beeinflussung messen. Da in einem Teilbereich nur Melierfasern mit einer bestimmten lumineszierenden Eigenschaft vorhanden sind, erhöht sich die Intensität des Messsignals gegenüber den bekannten Sicherheitsdokumenten bereits aufgrund der höheren Flächendichte an Melierfasern im zu prüfenden Messbereich. Die Signalausbeute kann zusätzlich gesteigert werden, wenn spezielle lumineszierende Stoffe mit einer intensitätsstarken schmal- bandigen Lumineszenzemission verwendet werden, wie sie beispielsweise in der US-A-5,448,582 beschrieben sind. Bei diesen Lumineszenzstoffen handelt es sich um Mehrphasensysteme, die ein optisch „pumpbares" lichtemittierendes Material, lichtstreuende Zentren und ein transparentes Matrixmaterial enthalten. Diese Materialien zeigen laserähnliche Effekte mit einer spektral extrem schmalbandigen Emission. Ein weiterer Vorteil dieser Materialien ist, dass die Wellenlänge der Emissionsbande in begrenzten Bereichen bei der Herstellung eingestellt werden kann.
Die lichtstreuenden Zentren bestehen aus partikelförmigen, transparenten Materialien mit einem vorzugsweise hohen optischen Brechungsindex. Bei einer Blitzlichtanregung absorbiert der Lumineszenzstoff einen Teil des Blitzlichts und wird dadurch in einem angeregten, sogenannten „optisch gepumpten" Zustand überführt. Das Lumineszenzlicht ensteht durch spontane Emission aus dem angeregten Zustand, wobei zumindest ein Teil des emittierten Lumineszenzlichts das Material nicht direkt verlässt, sondern an den lichtstreuenden Zentren teilweise mehrfach gestreut wird. Dies führt zu einer hohen Verstärkung der emittierten Lichtintensität sowie zu besonders schmalen Emissionsbanden. Die Verwendung von lumineszierenden Stoffen mit schmalbandiger Emission hat den Vorteil, dass bei der Messung des Lumineszenzlichts der spektrale Empfindlichkeitsbereich eines Detektors auf ein enges spektrales Intervall, in dem die Emissionsbande liegt, abgestimmt werden kann. Dadurch wird Hintergrundlicht aus benachbarten Spektralbereichen bei der Messung unterdrückt und das Signal/ Rausch- Verhältnis verbessert.
Andere vorzugsweise schmalbandig emittierende Lumineszenzstoffe sind jedoch ebenso verwendbar, da das Messsignal nicht allein durch die Intensi- tat der emittierten Lumineszenzstrahlung eines Pigments bestimmt wird, sondern auch von der in die Melierfaser einbringbaren Konzentration an Lumineszenzstoff, sowie der Flächendichte der Melierfasern auf dem Papier.
Bei der Wahl der Flächendichte ist allerdings zu beachten, dass die Melierfa- sern mit zunehmender Flächendichte visuell stets mehr auffallen und zu einer zunehmenden Störung des ästhetischen Gesamteindrucks des oft mit einer künstlerischen Darstellung bedruckten Sicherheitspapiers führen. Die Flächendichte von Melierfasern sollte daher im Bereich 2 bis 20 Melierfasern pro Quadratzentimeter liegen. Die Störung des ästhetischen Gesamtein- drucks kann allerdings auch durch geeignete Positionierung der Teilbereiche auf dem Sicherheitspapier verringert werden. Das heißt, die Teilbereiche werden vorzugsweise so angeordnet, dass das Hauptmotiv der künstlerischen Darstellung nicht überdeckt wird.
Da die Melierfasern, wie bereits erwähnt, bei visueller Betrachtung des Sicherheitsdokuments möglichst wenig in Erscheinung treten sollen, bestehen die Melierfasern gemäß einer bevorzugten Ausführungsform aus transparenten Kunststofffasern, die im Volumen mit im visuellen Spektralbereich ebenfalls weit gehend transparenten Lumineszenzstoffen eingefärbt sind. Sofern die Lumineszenzstoffe eine gewisse Eigenfarbe aufweisen, können sie bei entsprechender Lumineszenzlichtintensität auch in so geringen Konzentrationen in die Melierfaser eingebracht werden, dass die Faser selbst nach wie vor weitgehend transparent erscheint.
Alternativ können die Fasern allerdings auch nur oberflächlich, beispielsweise in einem Färbebad, mit dem Lumineszenzstoff versehen werden.
Als Fasermaterialien können auch andere Materialien verwendet werden, die sich zu dünnen Fasern verarbeiten lassen, wie beispielsweise Seide oder Baumwolle.
Die Teilbereiche, in welchen die Melierfasern angeordnet werden, haben bevorzugt die Form von Streifen, die sich über die gesamte Breite des Sicher- heitsdokuments erstrecken. Sie weisen vorzugsweise eine Breite im Bereich von 5 mm bis 30 mm auf. Die Teilbereiche können jedoch auch jede beliebige andere Umrissformen, wie rechteckig, rund, oval, sternförmig etc. aufweisen.
Erfindungsgemäß werden die Melierfasern bei der Herstellung des Sicherheitspapiers so eingebracht, dass die Melierfasern wenigstens teilweise mit dem Fasergewebe des Papiers vernetzt und daher an der Oberfläche des Papiers wenigstens teilweise von Papierfasern überdeckt sind.
Bei der Herstellung von Rundsiebpapier stellt das sogenannte Wilcox-
Verf ahren beispielsweise ein geeignetes Verfahren zum Einbringen von Melierfasern in endlosen, streifenf örmigen Teilbereichen dar. Dabei werden die Melierfasern in einer wässrigen Suspension auf geschlämmt und bei der Papierherstellung durch ein Rohr, dessen Ende eine spezielle Austrittsdüse aufweist, auf das sich drehende Rundsieb nahe der Stelle aufgebracht, an der die Blattbildung auf dem Rundsieb gerade beginnt. Durch einen innerhalb des Rundsiebs erzeugten Unterdruck wird die Schicht der so aufgebrachten Melierfasern dabei unmittelbar entwässert, wodurch sich die Melierfasern zusammen mit der ersten Lage der sich auf dem Rundsieb anlagernden Papierfasern fest auf das Rundsieb legen.
Bei der Herstellung von Langsiebpapieren können die Fasern in ähnlicher Weise auf das Langsieb aufgebracht werden.
Je nach Art der Codierung werden parallel zueinander mehrere Aufbringstationen für Melierfasern mit unterschiedlichen lumineszierenden Eigenschaften in der Papiermaschine angeordnet. Die Zuführvorrichtungen der Melierfasern werden dabei entsprechend der aufzubringenden Codierung gesteuert. Besteht die Codierung allein in der geometrischen Anordnung der mit unterschiedlichen Melierfasern versehenen Teilbereiche, so werden die Zuführvorrichtungen zu Beginn der Papierproduktion entsprechend an der Papiermaschine positioniert. Die Melierfaserzufuhr erfolgt anschließend kontinuierlich.
Besteht die Codierung ausschließlich oder zusätzlich in der An- oder Abwesenheit einer oder mehrerer Arten von Melierfasern, so muss die Zufuhr dieser Melierfasern entsprechend der Codierung gestoppt werden. Falls sich die Codierung innerhalb der Herstellung einer Papierbahn nicht ändert, genügt es auch hier, die benötigten Zufuhrvorrichtungen zu Beginn der Produktion entsprechend zu platzieren.
Die Codierung kann dabei beliebige Informationen darstellen, z.B. die Denomination, Ausgabedatum, ausgebendes Land oder dergleichen. Das fertiggestellte Sicherheitspapier, das neben der erfindungsgemäßen Codierung selbstverständlich weitere Sicherheitselemente, wie z.B. einen Sicherheitsfaden oder dergleichen, aufweisen kann, wird anschließend in üblicher Weise weiterverarbeitet, insbesondere bedruckt und in einzelne Sicher- heitsdokumente, wie Banknoten, Aktien, Schecks oder dergleichen, zerschnitten.
Bei der maschinellen Überprüfung der Sicherheitsdokumente wird die Codierung mit entsprechenden Sensoren für die jeweilige auszuwertende lumi- neszierende Eigenschaft der Melierfasern gemessen und mit einem Referenzwert verglichen. Bei der auszuwertenden lumineszierenden Eigenschaft kann es sich beispielsweise um die Lumineszenzwellenlänge oder die Abklingzeit der Lumineszenzstrahlung handeln.
Beispielhafte Ausführungsformen und weitere Vorteile der Erfindung werden im Folgenden anhand der Figuren erläutert. Es wird darauf hingewiesen, dass die Figuren keine massstabsgetreue Darstellung der Erfindung bieten, sondern lediglich der Veranschaulichung dienen.
Es zeigen:
Fig. 1 eine Aufsicht auf ein Sicherheitsdokument, hier eine
Banknote, mit drei streif enförmigen Teilbereichen, in die Melierfasern eingebracht sind;
Fig. 2a, b eine Aufsicht auf zwei Sicherheitsdokumente mit je vier streifenf örmigen Teilbereichen, die eine unterschiedliche Codierung darstellen; Fig. 3 einen Ausschnitt aus dem Wellenlängen-Spektrum mit vier festgelegten Wellenlängen-Intervallen für ein Codiersystem aus vier verschiedenen lumineszierenden Stoffen;
Fig. 4 eine Anordnung zum Messen der lumineszierenden
Eigenschaften von Melierfasern, die in verschiedenen Teilbereichen in ein Sicherheitsdokument eingebracht sind;
Fig. 5 den zeitlichen Verlauf der elektrischen Signale am
Ausgang des Lichtdetektors aus der Anordnung von Fig. 4 bei der Überprüfung des Dokuments gemäß Fig. 2a.
Figur 1 zeigt eine Aufsicht auf ein Sicherheitsdokument 1, hier eine Banknote, die aus Sicherheitspapier 2 hergestellt ist. Auf dem Sicherheitsdokument 1 ist der Rand 3 eines Bildfelds gestrichelt gezeigt, worin oftmals eine künstlerisch gestaltete bildliche Darstellung 4 (in der Figur nicht gezeigt) auf ge- druckt ist. Auf dem Sicherheitsdokument 1 sind mit strichpunktierten Linien drei streifenförmige Kontrollbereiche 8a, 8b, 8c angedeutet. Sie bezeichnen die Bereiche, in denen der Detektor die Eigenschaften der lumineszierenden Melierfasern überprüft. Ihre Lage auf dem Sicherheitsdokument 1 ist daher durch die zu prüfende Codierung bestimmt.
Der Abstand zwischen den Kontrollbereichen 8a und 8b ist mit a bezeichnet und der Abstand zwischen den Kontrollbereichen 8b, 8c mit b, wobei die Abstände a, b in der gezeigten Ausführungsform verschieden sind. Das Verhältnis zwischen den Abständen a, b kann dabei beispielsweise ganzzahlig gewählt werden. Innerhalb der drei streifenförmigen Kontrollbereiche 8a, 8b, 8c liegen streifenförmige Teilbereiche 5a, 5b, 5c, in denen Melierfasern in das Sicherheitspapier 2 eingebracht sind. Die Begrenzungslinien der streifenförmigen Teilbereiche 5a, 5b, 5c sind in der Figur 1 mit durchgezogenen Linien dargestellt. Die durchgezogenen Linien dienen allerdings lediglich der Veranschaulichung und sind auf einem echten Sicherheitsdokument nicht vorhanden.
In der in Figur 1 gezeigten Ausführungsform sind alle streifenförmigen Teil- bereiche 5a, 5b, 5c mit Melierfasern der gleichen Art A versehen, d.h. in allen Teilbereichen 5a, 5b, 5c befinden sich Melierfasern mit der gleichen lumineszierenden Eigenschaft. Die Codierung wird in dieser Ausführungsform allein durch die Abstände a, b der Teilbereiche 5a, 5b, 5c bzw. der Kontrollbereiche 8a, 8b 8c dargestellt.
Figur 2 zeigt am Beispiel zweier Sicherheitsdokumente la, lb eine andere Möglichkeit für eine erfindungsgemäße Codierung. In diesem Fall ist der Abstand a zwischen den einzelnen Kontrollbereichen 8a, 8b, 8c, 8d konstant und die Codierung wird durch die An- bzw. Abwesenheit von einem oder mehreren Teilbereichen mit speziellen Melierfasern innerhalb der Kontrollbereiche 8a, 8b, 8c, 8d dargestellt. Die in den Teilbereichen angeordneten Melierfasern unterscheiden sich hierbei in der zu prüfenden lumineszierenden Eigenschaft. Das Dokument la beispielsweise weist nur innerhalb der Kontrollbereiche 8a, 8b Teilbereiche 7a, 7b auf, in welchen sich Melierfasern der Art A bzw. B befinden, wohingegen das Dokument lb nur in den Kontrollbereichen 8a, 8d mit Melierfasern A, D aufweisenden Teilbereichen 7a, 7d versehen ist. Das Codierungssystem besteht demnach aus vier Arten von lumineszierenden Melierfasern, A, B, C, D, die sich hinsichtlich einer oder mehrerer ihrer lumineszierenden Eigenschaften unterscheiden und deren An- oder Abwesenheit in vorgegebenen Kontrollbereichen überprüft wird. Wird der Anwe- senheit der richtigen lumineszierenden Eigenschaft im vorgegebenen Kontrollbereich der logische Zustand „1" zugeordnet und der Abwesenheit des entsprechenden Stoffes der Zustand „0", so lassen sich mit Hilfe des beschriebenen Codierungssystems 24-l= 15 sinnvolle Binärcodierungen darstellen.
Bei einer Überprüfung des Dokuments la innerhalb der längs des Dokuments verlaufenden Messspur 10 würde ein entsprechender Detektor in diesem Fall die binäre Codierung 1 1 0 0 feststellen. Für das Dokument lb ergibt sich die binäre Codierung 1 0 0 1.
Selbstverständlich kann die Zahl der verwendeten Kontrollbereiche sowie die Zahl der unterschiedlichen Melierfasern beliebig variiert werden. So können beispielsweise auch für alle Kontrollbereiche die gleichen Melierfasern mit dem gleichen Lumineszenzstoff verwendet werden. Dies hat den Vorteil, dass der Aufbau des Sensors wesentlich einfacher gestaltet werden kann.
Soll die Codierung dagegen noch komplizierter gestaltet werden, so können analog zu der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform zusätzlich die Abstände der Kontrollbereiche variiert werden.
Bei der Überprüfung des Dokuments können beliebige Eigenschaften der in den Melierfasern enthaltenen Lumineszenzstoffe ausgewertet werden, wie z.B. die Lumineszenzwellenlänge oder die Abklingzeit der Lumineszenzstrahlung.
Fig. 3 zeigt für den Fall der wellenlängenabhängigen Auswertung eine mög- liehe spektrale Verteilung der Emissionswellenlängen des oben beschriebenen Codierungssystems aus vier Arten A, B, C, D von Melierfasern, die sich im hier gezeigten einfachsten Fall zumindest hinsichtlich ihrer Emissionswellenlänge unterscheiden. Der Lumineszenzstoff A emittiert demnach bei kürzeren Wellenlängen als die Lumineszenzstoffe B, C, D. Wie aus Fig. 3 er- sichtlich, zeigen alle Stoffe A, B, C, D jeweils eine sehr schmalbandige Lumineszenzemission, die mit derjenigen der anderen verwendeten Lumineszenzstoffe nicht überlappt, so dass die Lumineszenzstoffe A, B, C, D sehr gut voneinander zu unterscheiden sind. Die Lumineszenzintensität der Stoffe ist ebenfalls ausreichend hoch, so dass die Stoffe maschinell sicher erkannt und nachgewiesen werden können.
Fig. 4 zeigt schematisch eine mögliche Anordnung zum Detektieren und Auswerten einer Codierung, die mit Hilfe der in Fig. 3 gezeigten, Emissionslinien aufweisenden Lumineszenzstoffe bzw. Melierfasern dargestellt ist.
Üblicherweise findet die Überprüfung der Banknote in einer Banknotenbearbeitungsvorrichtung statt, durch welche die Banknoten mit Hilfe eines Transportsystems mit hohen Geschwindigkeiten an den Sensoren vorbeigeführt werden. In der Fig. 4 wird dieser Transport der erfindungsgemäßen Banknote 2 durch den Pfeil 11 angedeutet. Die Banknote läuft dabei an einer Beleuchtungsquelle 12 vorbei, deren Strahlung mit Hilfe einer Optik 13 auf das Dokument fokussiert wird. Die Beleuchtungsquelle 12 ist so gewählt, dass sie Strahlung der Anregungswellenlänge der einzelnen Lumineszenzstoffe emittiert. Liegen die Anregungswellenlängen der einzelnen Lumines- zenzstoffe in unterschiedlichen Wellenlängenbereichen, kann es sinnvoll sein, als Beleuchtungsquelle mehrere Anregungsquellen zu verwenden, die jeweils Licht im Bereich einer der Anregungswellenlängen emittieren. Wird ein Bereich des erfindungsgemäßen Dokuments 2 beleuchtet, in welchem sich gemäß der Erfindung lumineszierende Melierfasern befinden, so werden diese zur Lumineszenz angeregt. Die häufig diffuse Lumineszenzstrahlung 14 wird schließlich über eine weitere Optik 15 auf einen Detektor 16 fokussiert. Dieser Detektor 16 enthält vorzugsweise ein Spektrometer mit einem Diodenarray, wobei jede der Dioden für eine der Emissionswellenlän- gen 23a bis 23d empfindlich ist.
Wird beispielsweise die Banknote la gemäß Fig. 2a unter der in Fig. 4 gezeigten Messvorrichtung vorbeitransportiert und zeigen die Melierfasern A, B, die in Fig. 3 dargestellten Emissionslinien 23a, 23b, so nimmt der Detektor in den den Kontrollbereichen 8a, 8b, 8c, 8d zugeordneten Messkanälen die in Fig. 5 gezeigten Signale auf.
In Fig. 5 sind die Signale I der den einzelnen Melierfaserarten A, B, C, D zugeordneten Messkanäle über der Zeit t aufgetragen. Die strichliert einge- zeichneten Zeitfenster 30a, 30b, 30c, 30d entsprechen den Kontrollbereichen 8a, 8b, 8c, 8d und bezeichnen die Messfenster, in welchen jeweils ein Signal erwartet wird. Wird die Note la in Richtung des Pfeils 11 unter dem Sensor vorbeigeführt, wird zuerst der Kontrollbereich 8d beleuchtet. Da sich innerhalb dieses Kontrollbereichs keine Melierfasern befinden, nimmt der zuge- hörige Messkanal im Zeitfenster 30d kein Signal wahr. Da auch die Melierfasern der Art C nicht vorhanden sind, erhält der zugehörige Messkanal ebenfalls kein Signal. Erst wenn der Teilbereich 7b bzw. der Kontrollbereich 8b unter der Sensoranordnung vorbeitransportiert wird, zeichnet der Sensor im Zeitfenster 30b die Emissionsbande 23b des Lumineszenzstoffs B auf. Analo- ges gilt für den nachfolgenden Teilbereich 7a bzw. das Signal 23a im Zeitfenster 30a. Bedeutet, wie bereits erläutert, das Vorhandensein der Lumineszenzemission 23a, 23b, 23c, 23d im richtigen Zeitfenster 30a, 30b, 30c, 30d eine binäre „1" und das Fehlen eine binäre „0", so wird durch die Signale in Fig. 5 der Code 1 1 0 0 dargestellt.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Sicherheitspapier mit wenigstens zwei Arten von Melierfasern, die sich hinsichtlich ihrer lumineszierenden Eigenschaften unterscheiden und die eine Codierung bilden, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherheitspapier wenigstens zwei definierte Teilbereiche aufweist, in denen jeweils nur eine Art von Melierfasern vorliegt, und dass die Codierung durch eine definierte geometrische Anordnung der Teilbereiche auf dem Sicherheitspapier und/ oder durch die An- oder Abwesenheit von Melierfasern einer bestimmten Art dargestellt ist.
2. Sicherheitspapier mit Melierfasern, die eine lumineszierende Eigenschaft aufweisen und die eine Codierung bilden, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherheitspapier wenigstens zwei definierte Teilbereiche aufweist, in denen die Melierfasern vorliegen und dass die Codierung durch eine definierte geometrische Anordnung der Teilbereiche auf dem Sicherheitspapier dargestellt ist.
3. Sicherheitspapier nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in beiden Teilbereichen die gleichen Melierfasern vorliegen.
4. Sicherheitspapier nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Melierfasern lumineszierende Stoffe mit charakteristischen Lumineszenzeigenschaften enthalten.
5. Sicherheitspapier nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die lumineszierenden Stoffe eine spektral schmale Emissionsbande aufweisen.
6. Sicherheitspapier nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die lumineszierenden Stoffe außerhalb des visuellen Spektralbereichs emittieren.
7. Sicherheitspapier nach wenigstens einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die lumineszierenden Stoffe optische Verstärkermaterialien sind, die ein optisch pumpbares, lichtemittierendes Material, lichtstreuende Zentren, und ein transparentes Matrixmaterial aufweisen.
8. Sicherheitspapier nach wenigstens einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die lumineszierenden Stoffe im Volumen der Melierfasern vorliegen.
9. Sicherheitspapier nach wenigstens einem der Ansprüche 4 bis 7, da- durch gekennzeichnet, dass die Melierfasern mit den lumineszierenden
Stoffen eingefärbt sind.
10. Sicherheitspapier nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Melierfasern aus einem Kunststoffmaterial bestehen.
11. Sicherheitspapier nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Melierfasern bei der Papierherstellung in das Sicherheitspapier eingebracht werden.
12. Sicherheitspapier nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Melierfasern mittels des Wilcox- Verfahrens in das Sicherheitspapier eingebracht werden.
13. Sicherheitspapier nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die geometrischen Teilbereiche die Form von Streifen haben.
14. Sicherheitspapier nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite der Streifen im Bereich von 5 mm bis 30 mm liegt.
15. Sicherheitspapier nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 14, durch gekennzeichnet, dass die Melierfaserdichte in den Teilbereichen im Bereich von 2 bis 20 Melierfasern pro Quadratzentimeter liegt.
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