WO2003016073A1

WO2003016073A1 - Fälschungssichere markierung für gegenstände und verfahren zur identifizierung einer solchen markierung

Info

Publication number: WO2003016073A1
Application number: PCT/EP2002/009124
Authority: WO
Inventors: Harald Walter; Georg Bauer; Ralph Domnick
Original assignee: november Aktiengesellschaft Gesellschaft für Molekulare Medizin
Priority date: 2001-08-16
Filing date: 2002-08-14
Publication date: 2003-02-27
Also published as: JP2004538586A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine fälschungssichere Markierung für Gegenstände, wie Scheckkarten, Banknoten, Etiketten und dgl., mit einer aus Kunststoff hergestellten transparenten Folie (1) mit einer ersten und zweiten Oberfläche, wobei auf der zweiten Oberfläche eine Schichtabfolge aufgebracht ist, deren Farbe bei Betrachtung von der ersten Oberfläche her sich in Abhängigkeit des Beobachtungs-winkels ändert, und wobei die Schichtabfolge gebildet ist aus einer an der zweiten Oberfläche vorgese-henen Absorberschicht, eine die Absorberschicht überlagernden Abstandsschicht (3) und einer die Abstandsschicht (3) überlagernden Spiegelschicht (2). Zur Verbesserung der maschinellen Identifikation der Authentizität der Markierung wird erfindungsgemäss vorgeschlagen, daß die Absorberschicht aus metallischen Clustern (4) besteht.

Description

Fälschungssichere Markierung für Gegenstände und Verfahren zur Identifizierung einer solchen Markierung

Die Erfindung betrifft eine fälschungssichere Markierung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Sie betrifft ferner ein Verfahren zum maschinellen Identifizieren einer solchen Markierung.

Eine ähnliche Markierung ist aus der WO 01/53113 AI bekannt. Diese besteht im Wesentlichen aus der Kombination einer holographisch strukturierten Folie mit einer Schichtabfolge, die in Abhängigkeit des Beobachtungswinkels in unterschiedlichen Farben erscheint. Die Schichtabfolge besteht aus einer Absorberschicht, einer dielektrischen Schicht und einer reflektie- renden Schicht. Die Schichtdicke der vorgenannten Schichten liegt jeweils im Nanometerbereich. Die vorgeschlagene fälschungssichere Markierung soll insbesondere zur Kennzeichnung von Geldscheinen, Scheckkarten und dgl. verwendet werden. Bei einer solchen Verwendung wird gefordert, dass die Authentizi- t t der Markierung sicher und zuverlässig maschinell nachweisbar ist. Die bekannte Markierung genügt diesem Erfordernis nicht .

Aufgabe der Erfindung ist es, eine fälschungssichere Markie- rung und ein Verfahren zur Identifizierung einer solchen Markierung anzugeben, mit denen die Nachteile nach dem Stand der Technik beseitigt werden. Es soll insbesondere eine fälschungssichere Markierung angegeben werden, deren Authentizität sicher und zuverlässig maschinell nachweisbar ist. Weite- res Ziel der Erfindung ist die Angabe eines Verfahrens zur

Identifizierung einer solchen f lschungssicheren Markierung. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 20 gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen ergeben sich aus den Merkmalen der Ansprüche 2 bis 19 und 21 bis 26.

Nach Maßgabe der Erfindung ist vorgesehen, dass die Absorberschicht aus metallischen Clustern besteht. Damit wird in vorteilhafter Weise erreicht, dass die Authentizität der Markierung maschinell nachweisbar ist. Die aus metallischen Clustern gebildete Absorberschicht erzeugt ein auf Grund der un- erwarteten Verläufe des Brechungsindex sowie der Extinktion über der Wellenlänge hochgradig charakteristisches Absorptionsspektrum. Es sind z.B. durch die metallischen Cluster hervorgerufene spezifische Peaks und/oder Peakshifts und/oder Peakformen messbar. Ferner erzeugen die metallischen Cluster auf Grund ihrer extremen Extinktionskoeffizienten besonders hohe Intensitäten der Peaks im Absorptionsspektrum im Vergleich zu den herkömmlichen unstrukturierten Absorberschichten. Bei einer herkömmlichen unstrukturierten Absorberschicht ist die Absorption bekanntermaßen über weite Winkelbereiche nur gering winkelabhängig. Bei der Verwendung der erfindungs- gemäß aus metallischen Clustern bestehenden strukturierten Absorberschicht findet man, dass diese für sich genommen eine wesentlich stärker winkelabhängige Absorption aufweist. Infolgedessen verändert sich das Absorptionsspektrum der erfin- dungsgemäßen falschungssicheren Markierung bei Messung unter verschiedenen Winkeln in unerwarteter und maschinell nachweisbarer Art und Weise. Die vorgenannten Eigenschaften der fälschungssicheren Markierung ermöglichen einen sicheren und zuverlässigen maschinellen Nachweis der Authentizität.

Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, dass die Cluster diskrete Inseln mit einer Größe von höchstens 100 nm, vorzugsweise 5 bis 35 nm in mindestens eine Raumrichtung, bilden. Die Dik- ke der, vorzugsweise dielektrischen, Abstandsschicht ist zweckmäßigerweise so gewählt, dass die Absorption von auf die Clusterschicht einfallendem sichtbaren Licht maximal ist .

Nach einem weiteren Ausgestaltungsmerkmal hat es sich als zweckmäßig erwiesen, dass die Schichtabfolge unter einem Beobachtungswinkel von 45° im Wellenlängenbereich zwischen 300 und 800 nm eine Absorption mit einem Maximalwert von mindestens 60 %, vorzugsweise 80 %, besonders vorzugsweise 90 %, aufweist. Das ermöglicht eine sichere und zuverlässige maschinelle Identifikation der fälschungssicheren Markierung.

Zweckmäßigerweise sind die Cluster aus einem der folgenden Metalle gebildet: Gold, Silber, Platin, Palladium, Zinn, Alu- minium, Kupfer, Indium.

Nach einer weiteren Ausgestaltung kann die Clusterschicht nicht nur fest, sondern auch lösbar mit der Abstandsschicht verbunden sein. Es ist auch möglich, dass die Abstandsschicht nicht nur fest, sondern auch lösbar mit der Spiegelschicht verbunden ist. Die vorgeschlagene Ausgestaltungen ermöglichen eine reversible Trennung der Schichtabfolge. Es ist im umgekehrten Fall aber auch möglich, die Schichtabfolge an den vorgeschlagenen Trennflächen reversibel zusammenzufügen. Da- durch ist es möglich, dass die fälschungssichere Markierung nur beim Auslesen sichtbar ist .

Hinsichtlich der Abstandsschicht hat es sich als zweckmäßig erwiesen, dass sie eine Dicke von 40 bis 2000 nm hat. Die Ab- Standsschicht kann aus einem der folgenden Materialien hergestellt sein: Metalloxid, Metallnitrit, Metalloxinitrit, Me- tallcarbid, insbesondere aus Siliziumoxid, -carbid, -nitrit, Zinnoxid, -nitrit, Aluminiumoxid, -nitrit oder Polymer, ins- besondere Polycarbonat (PC) , Polyethylen (PE) , Polypropylen (PP) , Polyurethan (PU) , Polyimid (PI) , Polystyrol (PS) oder Polymethacrylat (PMA) , Polyvinylalkohol (PVA) , Polyacrylaten (PA) , Nitrocellulose (NC) , Polyethylenterephtalat (PET) .

Nach einer weiteren Ausgestaltung weist die Folie eine Schichtdicke von 5 bis 100 μm auf. Sie kann aus Polyethylen- terephthalat hergestellt sein. Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung weist die erste oder die zweite Oberflä- ehe der Folie eine Struktur zur Erzeugung eines holographischen Effekts auf. Die Strukturgröße zur Erzeugung eines holographischen Effekts kann im Bereich von 0,1 bis 1,0 μm sein. Mit der vorgeschlagenen Ausführung kann also eine holographisch strukturierte Folie mit einer fälschungssicheren Farbmarkierung versehen werden, deren Authentizität maschinell identifizierbar ist.

Nach einem weiteren Ausgestaltungsmerkmal kann die Spiegel- Schicht auf einer Trägerfolie aufgebracht sein, wobei auf die Trägerfolie, z.B. durch einen Laminiervorgang, wiederum eine

Klebstoffschicht aufgebracht sein kann. Das ermöglicht ein Aufkleben einer solchermaßen ausgebildeten fälschungssicheren Markierung auf einen zu markierenden Gegenstand.

Die Klebstoffschicht ist zweckmäßigerweise aus einem druckempfindlichen Klebstoff oder einem Schmelzkleber hergestellt. Vorteilhafterweise ist die Klebstoffschicht mit einer abziehbaren Schutzfolie überdeckt. Das ermöglicht ein leichtes Anbringen der f lschungssicheren Markierung auf einem zu mar- kierenden Gegenstand.

Nach einer weiteren Ausgestaltung ist es auch möglich, dass die auf der zweiten Oberfläche aufgebrachte Schichtabfolge in Form von Schichtblättchen vorliegt, die in einer transparenten Matrix aufgenommen sind. Die Schichtblättchen können beispielsweise in einer transparenten Kunststoffmatrix in regelloser Anordnung schwimmen. Sie können dispergiert in einem klaren Kunststofflack auf die Folie aufgebracht werden.

Vorteilhafterweise wird die Schichtabfolge, z.B. beginnend mit der Clusterschicht, unmittelbar auf der Oberfläche der Folie mittels eines Beschichtungsvorgangs aufgebracht. Bei solchen Beschichtungsvorgangen erweist sich als vorteilhaft, dass die Folien aufgewickelt und kontinuierlich oder semikontinuierlich durch eine Beschichtungsanlage durchgeführt werden können. Während bei diskontinuierlicher Beschichtung, z.B. direkt auf Produkten, mit hohen Stückpreisen gerechnet werden muss, können Beschichtungsprozesse, wie z.B. Vakuumbe- schichtungsprozesse, im kontinuierlichen Modus relativ preiswert zum Einsatz kommen. In besonderer Weise eignen sich dabei reflektierende Folien, weil bei deren Verwendung bereits zumindest ein Teil der zur Erzeugung des charakteristischen Farbeffektes nötigen Spiegelwirkung durch die zu markierende

Oberfläche erreicht wird.

Bei einem Abstand zwischen der Folie und der Clusterschicht von weniger als 2 μm wird eine die Markierung bildende Fär- bung sichtbar. Somit beträgt die Dicke der Abstandsschicht vorzugsweise zwischen 20 und 2000 nm. Sie wird bei den drei beschriebenen Verfahren zweckmäßigerweise strukturiert aufgebracht. Bei der Strukturierung kann es sich um eine Struktur in der Fläche nach Art eines Schriftzuges, eines Musters, z.B. eines Bar-Codes, oder einer Zeichnung, z.B. eines Logos, handeln. Es kann sich dabei aber auch um eine reliefartige Struktur handeln. In diesem Fall erscheint die Markierung in unterschiedlichen Farben. Eine Aufbringung dünner, Vorzugs- weise polymerer Schichten mit nicht-Vakuumbasierten Methoden ermöglicht eine einfache Herstellung einer solchen reliefartig strukturierten Abstandsschicht .

Nach einem weiteren Ausgestaltungsmerkmal wird auf der Clusterschicht eine für elektromagnetische Wellen durchlässige inerte Schutzschicht aufgebracht. Die Schutzschicht dient dem Schutz vor mechanischer Beschädigung und Verschmutzung. Sie beeinflusst aber auch das charakteristische Farbspektrum in definierter Weise und erhöht dadurch die Komplexität des

Schichtaufbaus und somit die Fälschungssicherheit der Markierung.

Die Schutzschicht kann aus einem der folgenden, für elektro- magnetische Wellen durchlässigen Material hergestellt werden: Polymer, Metalloxid, Metallnitrid, Metalloxonitrid, Me- tallcarbid, Metallfluorid, insbesondere aus Siliziumoxid, - carbid, -nitrid, Zinnoxid, -nitrid, Aluminiumoxid oder - nitrid. Diese Materialien sind chemisch im Wesentlichen inert und feuchtigkeitsunempfindlich.

Nach einem weiteren Ausgestaltungsmerkmal ist vorgesehen, dass die Schichten der Schichtabfolge zumindest teilweise mittels Dünnschichttechnologie hergestellt werden. Dabei kom- men insbesondere PVD-, CVD-Verfahren und dgl. in Betracht.

Daneben ist es auch möglich, die Schichten der Schichtabfolge auf nasschemischem Weg aus Lösungen abzuscheiden. Es wird insoweit auf die WO 98/48275 verwiesen, deren Offenbarungsgehalt hiermit einbezogen wird.

Nach einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, eine mit der Schichtabfolge beschichtete Folie zu Klebe- oder Laminie- retiketten zu verarbeiten. Dazu wird die Folie auf einer ih- rer beiden Seiten mit einer Klebeschicht oder einer doppelseitigen Klebefolie oder einer Laminierschicht versehen. Gemäß einer beispielhaften Anwendung wird dann das so hergestellte Schichtsystem mit der klebenden Schicht nach unten auf einem silikonierten Substrat aufgebracht. Es können danach aus dem Schichtsystem beliebige Formen gestanzt oder geschnitten werden, ohne die Stabilität des silikonierten Substrats zu beeinflussen. Die überschüssigen Teile können dann durch Entgittern entfernt werden, wodurch das Schichtsystem in selbstklebender oder laminierbarer Form über Spendekanten auf unterschiedliche Produkte in automatisierter Form aufgebracht werden kann.

Die fälschungssichere Markierung kann insbesondere für Folien zur Verarbeitung in Scheckkarten, Banknoten, Etiketten für z.B. werthaltige Produkte bzw. deren Verpackungen und dgl., verwendet werden. Dabei ist auf einer mit der Folie verbundenen Spiegelschicht eine Abstandsschicht mit einer vorgegebenen Dicke aufgebracht. Ferner wird eine metallische Cluster- schicht auf der Abstandsschicht aufgebracht. - Eine solche

Markierung ist dauerhaft sichtbar; sie ist sehr fälschungssicher.

Die fälschungssichere Markierung kann auch auf einer mit der Folie verbundenen Clusterschicht, eine darauf angebrachte Abstandsschicht mit einer vorgegebenen Dicke und eine darüber- liegende Spiegelschicht aufweisen. - Eine solche Markierung ist durch die Folie hindurch dauerhaft sichtbar; auch sie ist sehr fälschungssicher.

Die fälschungssichere Markierung kann auch eine mit der Folie verbundene Spiegelschicht und eine Abstandsschicht mit einer vorgegebenen Dicke aufweisen. - Eine solche Markierung ist zunächst unsichtbar. Eine Clusterschicht kann derart auf einer weiteren Folie als Substrat aufgebracht sein, dass sie zum Nachweis bzw. zur Sichtbarmachung der Markierung in einem vorgegebenen Abstand zur ersten Schicht angeordnet werden kann.

Die zu markierende Folie ist beispielsweise aus einem Kunststoff wie Polycarbonat , Polyurethan, Polyethylen, Polypropylen, Polyacrylat, Polyimid, Polyvinylchlorid, Polyepoxid, Po- lyethylenterephtalat oder aus einem Metall wie Aluminium, Gold, Silber, Kupfer, Eisen, oder Edelstahl hergestellt.

Sofern die zu markierende Folie bereits aus einem elektromagnetische Wellen reflektierenden Material, z.B. einem Metall hergestellt oder mit einem solchen beschichtet ist, kann die Spiegelschicht durch die Folie selbst gebildet sein.

Die zu markierende Folie kann vor der Beschichtung bedruckt werden, wobei die optischen Effekte des Markierungsschichtsy- stems in unerwarteter Weise durch die Interaktion mit der

Druckfarbe beeinflusst werden können. Entsprechend der Erfindung erweist es sich dabei als eine vorteilhafte Ausgestaltung, wenn die elektromagnetische Wellen reflektierende Schicht, als auch die Clusterschicht weniger als 50 % Refle- xion über zumindest einen Teil des sichtbaren Spektrums zeigen.

Allgemein kann die Verwendung von drucktechnischen Verfahren dazu dienen zusätzliche Information auf der Markierungsfläche zu speichern. Dadurch kann auch eine personalisierte Markierung erreicht werden. Eine solche Personalisierung der Markierung kann auch nachträglich durch Bedrucken der markierten Oberflächen mit weiterverbreiteten Druckverfahren wie Laserund Tintenstrahldruckern erreicht werden.

Die zu markierenden Folien können auch mit Hologrammen verse- hen sein. Die Markierung kann vorteilhafterweise so ausgebildet werden, dass alle Markierungsschichten zusammen das eingestrahlte Licht weniger als 90 % absorbieren und somit die darunterliegenden Hologrammstrukturen noch gut erkennbar sind. Darüber hinaus können auch direkt auf oder in der Nähe der Prägefläche von Hologrammen die beschriebene Markierung vorgesehen sein, wodurch die Hologramme fälschungssicher und maschinenlesbar werden.

Erfindungsgemäß ist ferner ein Verfahren zum maschinellen Identifizieren einer erfindungsgemäßen fälschungssicheren Markierung mit folgenden Schritten vorgesehen:

a) Erfassung des Spektrums des von an der fälschungssicheren Markierung reflektierten Lichts unter einem vorgegebenen Beobachtungswinkel ,

b) Messung von Werten zur Bestimmung (i) der Lage und/oder (ii) der Form und/oder (iii) der Intensität eines oder mehrerer für die Markierung charakteristischen Absorptionspeaks innerhalb eines vorgegebenen Spektralbereichs und

c) Vergleich der im Schritt lit. b gemessenen Werte (i) bis (iii) mit vorgegebenen korrespondierenden Werten und

d) Identifizierung der Markierung anhand des Ergebnisses des Vergleichs . Die Messung der Werte zur Bestimmung der charakteristischen Absorptionspeaks erfolgt gemäß dem Schritt lit. b innerhalb eines vorgegebenen Spektralbereichs. Hier wird zweckmäßigerweise der Spektralbereich ausgewählt, in dem die für die Markierung charakteristischen Absorptionspeaks erwartet werden. Sofern in diesem vorgegebenen Spektralbereich kein Absorpti- onspeak auftritt, kann auf die weiteren Schritte zur Identifizierung verzichtet werden. Die Schritte lit. c und d tragen zu einer hohen Identifikationssicherheit bei.

Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, das Spektrum unter einem Beobachtungswinkel von 5 bis 50° bezogen auf die Oberflächennormale, vorzugsweise von 15° bis 40°, zu erfassen. In diesem Bereich werden besonders ausgeprägte Absorptionspeaks beob- achtet. Ferner ist es zweckmäßig, die Symmetrie des Absorptionspeaks als Erkennungsmerkmal für das Vorliegen eines durch die Clusterschicht erzeugten Absorptionspeaks zu verwenden. Absorptionsspektrums, welche durch Clusterschichten erzeugt werden, sind z.T. deutlich asymmetrisch ausgebildet.

Als weiteres Identifikationsmerkmal wird die absolute Intensität des Absorptionspeaks gemessen. Diese ist im Vergleich zu Absorptionspeaks von nach dem Stand der Technik hergestellten Schichtabfolgen besonders hoch.

Das auf die Markierung eingestrahlte Licht kann mittels, Glühbirne, Laser, Leuchtstofflampe, Leuchtdiode oder Xenonlampe erzeugt werden. In diesem Fall eignet sich das reflektierte Licht besonders gut zur Messung der Absorptionsspek- tren. Zur Erhöhung der Sicherheit der Identifikation kann die Markierung durch Erfassung des reflektierten Spektrums unter verschiedenen Beobachtungswinkeln identifiziert werden. Zur weiteren Sicherung der Authentizität der Markierung kann die Markierung nur dann als solche identifiziert werden, wenn die gemessenen Werte (i) bis (iii) innerhalb eines vorgegebenen Wertebereichs um die korrespondierenden Werte liegen.

Wegen der weiteren Ausgestaltungsmerkmale des Verfahrens wird auf die vorangegangenen Ausführungen zu der Fälschungssicheren Markierung verwiesen.

Nachfolgend werden anhand der Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Querschnittsansicht einer ersten ständig sichtbaren Markierung,

Fig. 2 eine schematische Querschnittsansicht einer nicht ständig sichtbaren ersten Markierung sowie einer zum Nachweis bzw. zur Sichtbarmachung geeigneten zweiten Folie,

Fig. 3 eine schematische Querschnittsansicht einer ständig sichtbaren ersten laminier- oder klebbaren Markierung,

Fig. 4 eine schematische Querschnittsansicht einer weiteren ständig sichtbaren zweiten laminier- oder klebbaren Markierung,

Fig. 5 eine schematische Querschnittsansicht einer nicht ständig sichtbaren ersten laminier- oder klebbaren

Markierung sowie einer zum Nachweis bzw. zur Sichtbarmachung geeigneten zweiten Folie, Fig. 6a Bandbeschichtung mit Clustermarkierung,

Fig. 6b Klebeetiketten hergestellt aus Band wie in Fig. 6a,

Fig. 7. Absorptionsspektren einer fälschungssicheren Markierung unter verschiedenen Beobachtungswinkeln,

Fig. 8 eine quantitative Auswertung der Spektren gemäß Fig. 7 bei verschiedenen Wellenlängen,

Fig. 9 gemessene Absorptionsspektren von fälschungssicheren Markierung mit metallischen Clusterschichten unterschiedlicher Dicke und

Fig. 10 gerechnete Absorptionsspektren von Markierungen mit Metallschichten unterschiedlicher Dicken.

Fig.11a fünf auf einem Aluminiumsubstrat aufgebrachten fälschungssicheren Markierung, welche mit dem Auge nicht eindeutig identifizierbar sind.

Fig.11b gemessene Absorptionsspektren der fünf fälschungssicheren Markierungen aus Fig. 11a.

Bei den in den Fig. 1 bis 5 gezeigten Markierungen ist eine elektromagnetische Wellen reflektierende Spiegelschicht mit dem Bezugszeichen 2 bezeichnet. Es kann sich dabei um eine dünne Schicht aus z.B. Aluminium handeln. Die Spiegelschicht 2 kann aber auch eine aus metallischen Clustern gebildete Schicht sein, welche auf einer Folie 1 aufgebracht ist. Bei der Folie 1 kann es sich um die zu markierende Folie handeln. Eine inerte Abstandsschicht ist mit 3 bezeichnet. Die Clusterschicht ist mit dem Bezugszeichen 4 bezeichnet. In den Fig.2 und 5 ist die zweite Folie zur Sichtbarmachung der Markierung mit dem Bezugszeichen 5 versehen.

In den Fig. 3 bis 5 ist die zur Weiterverarbeitung der fälschungssicher markierten Folie vorgesehene Klebe- oder Lami- nierschicht mit 6 benannt. Die das charakteristische Farbspektrum erzeugende Änderung des reflektierten Lichtes im Vergleich zum einfallenden Lichts ist in den Fig. 3&4 mittels des Graustufenverlaufs in einem Pfeil visualisiert .

Bei den in den Fig. 1 und 3 gezeigten Markierungen ist auf der Abstandsschicht 3 die Clusterschicht 4 aufgebracht. Die Abstandsschicht 3 ist dabei auf der Spiegelschicht 2 aufgebracht. Ferner ist in Fig. 1 und 3 die Spiegelschicht auf ei- ner Folie 1 aufgebracht.

In der Fig. 4 wird auf der Folie 1 zuerst die Clusterschicht 4, dann die Abstandsschicht 3, dann die Spiegelschicht 2 und zuletzt die Klebe- oder Laminierschicht 6 aufgebracht.

Bei den in Fig. 2 und 5 gezeigten Markierungen ist lediglich die optisch transparent ausgebildete Abstandsschicht 3 auf der Spiegelschicht 2 und diese auf einer Folie 1 aufgebracht. Die Markierung ist zunächst nicht sichtbar. Die Markierungen sind erst dann sichtbar, wenn sie mit der zweiten Folie 5 in Kontakt gebracht werden, auf dessen Oberfläche die aus metallischen Clustern gebildete Clusterschicht 4 aufgebracht ist. Es entsteht dann wiederum eine Farbwirkung, die durch die transparente Folie 5 beobachtbar ist. Die Folie 5 ist zweck- mäßigerweise aus einem transparentem Material, z.B. aus

Kunststoff wie Polycarbonat, Polyurethan, Polyethylen, Polypropylen, Polyacrylat, Polyvinylchlorid, Polyepoxid, hergestellt, Polyterephtalat . Die Funktion der Markierung ist folgende:

Bei einer Einstrahlung von Licht aus einer Lichtquelle, wie einer Glühbirne, LASER, einer Leuchtstoffröhre oder einer Xe- nonlampe auf eine der in Fig. 1, 3 und 4 gezeigten Markierungen wird dieses Licht an der Spiegelschicht 2 reflektiert. Durch eine Wechselwirkung des reflektierten Lichts mit der aus metallischen Clustern gebildeten Clusterschicht 4 wird ein Teil des eingestrahlten Lichts absorbiert . Das reflek- tierte Licht weist ein von mehreren Parametern, wie z.B. den optischen Konstanten des Schichtaufbaus oder der Form der Cluster, abhängiges charakteristisches Spektrum auf. Die Markierung erscheint farbig. Die Färbung dient als fälschungssicherer Nachweis für die Echtheit der Markierung. Der so er- haltene Farbeindruck ist winkelabhängig und kann sowohl grob mit dem bloßem Auge als auch exakt mit einem im Reflexionsmodus arbeitenden Lesegerät, vorzugsweise ein Spektralphotometer, identifiziert werden. Ein solches Lesegerät kann beispielsweise die Färbung der Markierung aus zwei verschiedenen Winkeln erfassen. Das geschieht entweder mittels eines Detektors dadurch, dass zwei Lichtquellen verwendet werden, welche entsprechen angeschaltet werden und der Detektor entsprechend verkippt wird, oder dadurch dass zwei Lesegeräte die aus zwei verschiedenen Winkeln beleuchtete Probe aus den beiden ent- sprechenden Winkeln vermessen.

Hinsichtlich der für die Erzeugung der Wechselwirkungen einzuhaltenden Parameter wird auf die US 5,611,998 sowie die WO 99/47702 verwiesen, deren Offenbarungsgehalt hiermit einbezo- gen wird. Die Fig. 6a zeigt eine kontinuierlich beschichtete fäschungs- sicher markierten Folie, welche teilweise auf Rollen aufgewickelt ist.

In Fig. 6b dargestellt ist, wie aus einer Folie wie in Fig. 6a hergestellte Klebeetiketten mit der fälschungssicheren Markierung gefertigt wurden.

Die in Fig. 7 gezeigten Spektren einer fälschungssicheren Markierung gemäß Fig. 1 wurden mittels eines UV/VIS-Spektro- meters Lambda 25 von Perkin Eimer unter Verwendung eines Re- flektionseinsatzes gemessen. Aus Fig. 7 ist ersichtlich, dass der längerwellige Peak mit steigendem Beobachtungswinkel zu kürzeren Wellenlängen hin sich verschiebt. Ferner ist ein feststehender Peak zu beobachten, welcher charakteristisch für die verwendeten Silber-Cluster ist. Bei Beobachtungswinkeln kleiner 45° besitzen die Peaks dieser Markierung eine Intensität von etwas 1 OD, was 90% Absorption entspricht.

In Fig. 8 ist eine quantitative Auswertung der Spektren gemäß

Fig. 7 jeweils bei zwei verschiedenen Wellenlängen gezeigt. Bei den betrachteten Wellenlängen wird in Abhängigkeit des Beobachtungswinkels eine geänderte Absorption beobachtet. Das Absorptionsmuster ist charakteristisch für die Echtheit der Markierung.

Die Fig. 9 und 10 verdeutlichen nochmals den Unterschied der erfindungsgemäßen Clusterschichten im Vergleich zu herkömmlichen Absorberschichten, welche aus einer Metallschicht gebil- det sind. Die in Fig. 9 gezeigten Spektren sind gemessen worden an einer f lschungssicheren Markierung, die eine aus Po- lyethylenterephthalat hergestellte Folie mit einer Dicke von 75 μm aufweisen. Auf dieser Folie aufgebracht ist als Spiegelschicht eine Goldschicht mit einer Dicke von 100 nm. Die Spiegelschicht ist überdeckt mit einer aus MgF₂ hergestellten Abstandsschicht mit einer Dicke von 270 nm. Die Abstandsschicht ist wiederum überdeckt von einer aus metallischen Goldclustern hergestellten Schicht mit Dicken im Bereich von 0 bis 12 nm. Die vorgenannten Schichten sind mittels Vakuum- beschichtung auf die Folie aufgetragen worden. Die Messungen sind jeweils unter einem Beobachtungswinkel von 18° erfolgt.

Fig. 10 zeigt im Vergleich dazu Absorptionsspektren, welche unter Verwendung der vorgenannten Parameter für eine aus Gold hergestellte Absorberschicht berechnet worden sind.

Ein Vergleich der Fig. 9 und 10 zeigt, dass in diesem Fall insbesondere Clusterschichten mit einer Dicke im Bereich von 2,5 bis 5 nm -einen charakteristischen zu höheren Wellenlän- gen hin verschobenen Absorptionspeak aufweisen, der. Der Ab- sorptionspeak ist stark verbreitert und im Falle der 5 nm dicken Clusterschicht asymmetrisch ausgebildet. Bei 8 nm clu- sterdicke ist der Absorptionspeak bei gleicher Wellenlänge wie im berechneten Spektrum, aber immer noch deutlich höher. Bei höheren Dicken der Clusterschichten sind die Absorptionspeaks ähnlich zu den Absorptionspeaks der berechneten Spektren. Das deutet darauf hin, dass sich für den hier dargestellten Fall ab einer Dicke von etwa 12 nm die Belegungsdichte der Cluster so hoch ist, dass die gebildeten Cluster- schichten sich zumindest optisch wie durchgehende Metall- schichten verhalten.

Die erfindungsgemäß vorgeschlagene f lschungssichere Markierung kann mit hoher Zuverlässigkeit maschinell identifiziert werden. Dazu wird die Markierung, z.B. mittels einer Glühbri- ne, bestrahlt. Es wird unter einem Beobachtungswinkel von z.B. 18° das Absorptionsspektrum des von der Markierung reflektierten Lichts gemessen. Dazu wird vorteilhafterweise ein Spektralbereich zwischen 500 und 700 nm beobachtet. Es wird die absolute Intensität eines dort ggf. auftretenden Absorp- tionspeaks bestimmt. Ferner wird die spektrale Lage des Maximums ermittelt. Außerdem kann die Symmetrie des Absorptionspeaks anhand vorgegebener Trägerpunkte bestimmt werden. Die ermittelten Werte werden zur Identifikation der Markierung mit vorgegebenen Wertebereichen verglichen, welche anhand von Standards ermittelt worden sind.

Zur Erhöhung der Identifikationssicherheit kann die vorgenannte Messung unter verschiedenen Beobachtungswinkeln durch- geführt werden.

Fig. 11a zeigt eine Fünf-Streifen-Probe (Gold-Cluster auf Aluminiumoxid Abstandsschicht auf Aluminiumspiegel) zur Demonstration der Auflösung einer maschinellen Auswertung. Un- ter ca 45° erscheinen alle fünf Streifen bläulich. Der Unterschied zwischen den Streifen ist selbst im GrausStufenmodus für das Auge kaum bis nicht ersichtlich.

Fig. 11b zeigt die gemesenen Spektren der fünf Streifen aus der Figur 11a, welche mit einem handheld 2-kanal-Spektrometer gemessen wurden. Die Streifen 1, 2, 4, und 5 werden bei einer Software gestützten Auswertung der Daten des 2-Kanalspektro- meters als Fälschung erkannt, wenn die Daten von Streifen 3 als Original eingespeichert sind.

Bezugszeichenliste

1 Folie

2 Spiegelschicht

3 Abstandsschicht

4 Clusterschicht

5 zweite Folie

6 Klebeschicht

Claims

Patentansprüche

1. Fälschungssichere Markierung für Gegenstände, wie Scheckkarten, Banknoten, Etiketten und dgl., mit

einer aus Kunststoff hergestellten transparenten Folie (1) mit einer ersten und einer zweiten Oberfläche,

wobei auf der zweiten Oberfläche eine Schichtab olge vorgese- hen ist, deren Farbe sich in Abhängigkeit des Beobachtungswinkels ändert, und

wobei die Schichtabfolge gebildet ist aus einer Absorberschicht (4) , eine die Absorberschicht (4) überlagernden Ab- Standsschicht (3) und einer die Abstandsschicht (3) überlagernden Spiegelschicht (2) ,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Absorberschicht aus metallischen Clustern (4) besteht .

2. Falschungssichere Markierung nach Anspruch 1, wobei die Cluster (4) diskrete Inseln mit einer Größe von höchstens 100 nm, vorzugsweise 5 bis 35 nm, in mindestens einer Raumrichtung, bilden.

3. Fälschungssichere Markierung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Dicke der, vorzugsweise dielektrischen, Abstandsschicht (3) so gewählt ist, dass die Absorption von auf die Clusterschicht (4) einfallendem Licht maximal ist.

4. Fälschungssichere Markierung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Schichtabfolge unter einem Beobachtungs- winkel von 45° im Wellenlängenbereich zwischen 300 und 800 nm eine Absorption mit einem Maximalwert von mindestens 60 %, vorzugsweise 80 %, besonders vorzugsweise 90 %, aufweist.

5. Fälschungssichere Markierung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Cluster (4) aus einem der folgenden Metalle gebildet sind: Gold, Silber, Platin, Palladium, Zinn, Aluminium, Kupfer, Indium.

6. Fälschungssichere Markierung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Clusterschicht (4) fest oder lösbar mit der Abstandsschicht (3) verbunden ist.

7. Fälschungssichere Markierung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Abstandsschicht (3) fest oder lösbar mit der Spiegelschicht (1) verbunden ist.

8. Fälschungssichere Markierung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Abstandsschicht (3) eine Dicke von 40 bis 2000 nm hat.

9. Fälschungssichere Markierung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Abstandsschicht (3) aus einem der folgenden Materialien hergestellt ist: Metalloxid, Metallnitrit, Metalloxinitrid, Metallcarbid, insbesondere aus Siliziumoxid, -carbid, -nitrit, Zinnoxid, -nitrit, Aluminiumoxid, -nitrit oder Polymer, insbesondere Polycarbonat (PC) , Polyethylen (PE) , Polypropylen (PP) , Polyurethan (PU) , Polyimid (PI) , Polystyrol (PS) oder Polymethacrylat (PMA) , Polyvinylalko- hol (PVA) , Polyacrylaten (PA) , Nitrocellulose (NC) , Polyethy- lenterephtalat (PET) .

10. Falschungssichere Markierung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Folie (1) eine Schichtdicke von 5 bis 100 μm aufweist.

11. Fälschungssichere Markierung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Folie aus Polyetylenterephthalat hergestellt ist.

12. Fälschungssichere Markierung nach einem der vorhergehen- den Ansprüche, wobei die erste oder die zweite Oberfläche der

Folie (1) eine Struktur zur Erzeugung eines holographischen Effekts aufweist.

13. Fälschungssichere Markierung nach einem der vorhergehen- den Ansprüche, wobei die Struktur zur Erzeugung eines holographischen Effekts im Bereich von 0,1 μm bis 1,0 μm, ist.

14. Falschungssichere Markierung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei auf der Spiegelschicht (2) eine Kleb- stoffschicht aufgebracht ist.

15. Fälschungssichere Markierung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Spiegelschicht (2) auf einer Trägerfolie (6) aufgebracht ist.

16. Fälschungssichere Markierung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei auf der Trägerfolie (6) eine Klebstoffschicht aufgebracht ist .

17. Falschungssichere Markierung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Klebstoffschicht aus einem druckempfindlichen Klebstoff oder aus einem Schmelzkleber hergestellt ist .

18. Fälschungssichere Markierung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Klebstoffschicht mit einer abziehbaren Schutzfolie überdeckt ist.

19. Fälschungssichere Markierung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die auf der zweiten Oberfläche aufgebrachte Schichtabfolge in Form von Schichtblättchen vorliegt, die in einer transparenten Matrix aufgenommen sind.

20. Verfahren zum maschinellen Identifizieren einer fälschungssicheren Markierung nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit folgenden Schritten:

a) Erfassung des Spektrums des von der fälschungssicheren Markierung reflektierten Lichts unter einem vorgegebenen Beobachtungswinkel ,

b) Messung von Werten zur Bestimmung (i) der Lage und/oder (ii) der Form und/oder (iii) der Intensität eines oder mehre- rer für die Markierung charakteristischen Absorptionspeaks innerhalb eines vorgegebenen Spektralbereichs und

d) Identifizierung der Markierung anhand des Ergebnisses des Vergleichs.

21. Verfahren nach Anspruch 20, wobei das Spektrum unter ei- nem Beobachtungswinkel von 5° bis 50°, vorzugsweise von 15° bis 40°, erfasst wird.

22. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 oder 21, wobei die Symmetrie des Absorptionspeaks als Erkennungsmerkmal für das Vorliegen eines durch die Clusterschicht (4) erzeugten Absorptionsspektrums verwendet wird.

23. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 22, wobei die absolute Intensität der Absorptionspeaks gemessen wird.

24. Verfahren ach einem der Ansprüche 20 bis 23, wobei die Markierung nur dann als solche identifiziert wird, wenn die gemessenen Werte (i) bis (iii) innerhalb eines vorgegebenen Wertebereichs um die korrespondierenden Werte liegen.

25. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 24, wobei das auf die Markierung eingestrahlte Licht mittels Glühbrine,

LASER, Leuchtstofflampe, Leuchtdiode oder Xenonlampe erzeugt wird.

26. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 25, wobei die Markierung durch Erfassung des reflektierten Spektrums unter verschiedenen Beobachtungswinkeln identifiziert wird.