AT516338A2

AT516338A2 - Reinigung mit superkritischem Fluid von Banknoten und sicheren Dokumenten

Info

Publication number: AT516338A2
Application number: ATA9397/2013A
Authority: AT
Original assignee: Spectra Systems Corp
Priority date: 2012-11-01
Filing date: 2013-09-09
Publication date: 2016-04-15
Also published as: US8961702B2; US9610619B2; JP2016503338A; DE112013005266T5; EA030446B1; AP2015008457A0; PH12015500976B1; PE20151193A1; DOP2015000095A; NI201500060A; US20150165493A1; BR112015009973A2; WO2014070307A1; KR20150082441A; ES2539078A2; GEP201706647B; EA201500487A1; EP2914389A1; PL413349A1; CN104918720B

Abstract

Ein Verfahren und System zum Reinigen eines sicheren Instruments, wie einer Banknote, das eine Trägerschicht, sichtbare Daten und ein Sicherheitsmerkmal enthält, enthaltend ein Einwirken eines superkritisches Fluids auf das sichere Instrument bei einer Temperatur und einem Druck und über einen Zeitraum, die ausreichend sind, die Trägerschicht zu reinigen und das Sicherheitsmerkmal und die sichtbaren Daten nicht zu beeinträchtigen, wobei das Reinigen der Trägerschicht das Entfernen einer oder mehrerer Substanz(en) von der Trägerschicht in das superkritische Fluid enthält. Die Substanzen, die von der Trägerschicht entfernt werden, können Kontaminanten, Schmutz, Hauttalg und Pathogene enthalten.

Description

REINIGUNG MIT SUPERKRITISCHEM FLUID VON BANKNOTEN UND

SICHEREN DOKUMENTEN

[01] QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN

[02] Diese Anmeldung beansprucht Priorität aus dervorläufigen US Anmeldung, Seriennr. 61/721,296,eingereicht am 1. November 2012.

[03] TECHNISCHES GEBIET

[04] Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen das Reinigen sicherer Dokumente wie Banknoten, ohnediese zu beschädigen. Im Speziellen betrifft dievorliegende Erfindung die Verwendung superkritischerFluida zum Reinigen sicherer Dokumente oder Banknoten,ohne ihre sichtbaren Daten, Druckfarben,

Trägerschichten oder Sicherheitsmerkmale zu beschädigen. Der Prozess ist auch zum Desinfizieren dersicheren Dokumente oder Banknoten wirksam.

[05] HINTERGRUND DER ERFINDUNG

[06] Hochsicherheitsdokumente wie Banknoten habenTrägerschichten, die aus verschiedenen Materialiengebildet sind. In den Vereinigten Staaten bestehtPapiergeld aus einer Vlieskombination aus 75% Baumwoll-und 25% Leinenfasern. In den meisten anderen Ländernwerden Trägerschichten auf Papierbreibasis verwendet.Einige Länder wie Kanada haben Banknoten aus einemBaumwolle- und Papiergemisch verwendet. Überdies habenLänder wie Australien, Neuseeland und Kanada Banknotenmit Polymerträgerschichten, z.B. Trägerschichten,ausgegeben, die biaxial ausgerichtetes Polypropylenenthalten. Die Trägerschicht, die eine oder mehrereLage(n) des Trägerschichtmaterials enthalten kann, kannSicherheitsmerkmale wie laminierte Polymer- oder

Papiersicherheitsfäden, Planchetten und Wasserzeichenenthalten, die direkt in der Trägerschicht gebildetsind. Zum Beispiel enthält das US Papiergeld kleineSegmente aus eingestreuten roten und blauen Fasern zurvisuellen Identifizierung.

[07] Banknoten enthalten auch visuelle Daten, die aufdie Trägerschichten gedruckt sind. Die visuellen Datenkönnen Bilder wie Portraits,Authentifizierungsinformationen wie Seriennummern oderbeides enthalten. Die Druckfarben, die zum Drucken aufder Trägerschichten verwendet werden, können spezielletrockene Farbpigmente enthalten, die mit Ölen undStreckmitteln gemischt sind, und Phosphorschnitzel, diegeschichtete Mikro-Interferenzschichten enthalten.Solche Druckfarben enthalten Flexo-Druckfarben,Tiefdruckfarben, und dickere Stichtiefdruckfarben.

[08] Hochsicherheitsdokumente wie Banknoten werden imAllgemeinen auf Trägerschichtmaterialien gebildet, diehäufig mit Sicherheitselementen versehen sind, dieschwierig nachzumachen sind und die selbst einem Laienermöglichen, die Authentizität der gedrucktenInformationen oder des Dokuments zu prüfen.Sicherheitselemente können beispielsweiseSicherheitsfäden in einem Fenster sein, die in gewissenBereichen auf der Oberfläche der Banknote sichtbarsind, aufgetragene Folien, die ein transparentes odermetallisiertes geprägtes Hologramm haben,Blindprägungen, so genannte "latente Bilder", die durcheine Drucktechnologie oder durch eine Druck- undPrägetechnologie hergestellt werden, dieunterschiedliche Informationen aus unterschiedlichenWinkeln wiedergeben, Drucke, die optisch variablePigmente enthalten und abhängig vom Betrachtungswinkelunterschiedliche Farbeffekte erzeugen, und Drucke, diemetallische Effektdruckfarbe umfassen, die einen metallischen Glanz, beispielsweise, in einem Gold-,Silber- oder Bronzeton, haben. Zusätzlich zu dieseneigenständigen Merkmalen, gibt es quasi öffentlicheSicherheitsfäden, Fasern und Druckfarben, die unterBeleuchtung mit Ultraviolett- ("UV") oder Infrarot-("IR") Quellen fluoreszieren oder phosphoreszieren.

[09] Andere Sicherheitsmerkmale im Papiergeldenthalten numerische Wasserzeichen, Guilloche-Muster,die schmale geometrische Muster sind, die mit einergeometrischen Drehmaschine oder mathematisch erstelltwerden, Mikrodruck, digitale Wasserzeichen, magnetischeDruckfarben und Fäden, entmetallisierteSicherheitsfäden, holografische Merkmale,fluoreszierende Druckfarben, Lentikularlinsengruppe-Sicherheitsfäden, und fluoreszierende und nichtfluoreszierende Sicherheitsfäden.

[10] Hochwertige verborgene Sicherheitsmerkmaleenthalten ENIGMA (De La Rue International) und M(Geiseke und Devrient). Ein wichtiges Merkmal bei einemGeldschein ist das M-Merkmal, wobei sich "M" aufmaschinell lesbar bezieht. Das M-Merkmal ist einfarbloses, anorganisches Oxid, das in diePapierträgerschicht, die Druckfarbe,Sicherheitsdruckfarbe oder einen Sicherheitsfadenintegriert ist, ohne eine Veränderung im Aussehen derBanknote zu erzeugen. Das pulverförmige M-Merkmal kannin die Papierträgerschicht in einer Spur eingeblasenwerden, um einen bestimmten Nennwert einer Banknote zuidentifizieren. Wenn das M-Merkmal einem Lichtblitz auseiner starken Lichtquelle ausgesetzt wird, sendet esein Lichtband in einem Bruchteil einer Sekunde aus, dasrasch verschwindet. Dieses wiederholbare,charakteristische Lichtband der Banknote kann von einemLesegerät authentifiziert werden. Die Zentralbankenschützen die Sicherheit des M-Merkmals, da

Spezialsensoren zu dessen Erkennung verwendet werdenmüssen.

[11] Da Fälscher immer raffinierter werden, musstenauch die Sicherheitsmerkmale in solchen Dokumentenweiter entwickelt werden, um einen weit verbreitetenBetrug zu vermeiden. Mit einer Weiterentwicklung derTrägerschichten solcher sicherer Dokumente sind auchihre Herstellungskosten gestiegen, wodurch einAustausch abgenutzter Geldscheine ziemlich teuer wird.Daher ist es wichtig, dass solche Dokumente nicht nursicher sind, sondern auch einen hohen Grad anHaltbarkeit haben.

[12] Banknoten werden aus zahlreichen Gründen aus demUmlauf genommen. Anhand einer Studie werden 81 % derNoten wegen Verschmutzung zurückgenommen, 9% werdenaufgrund einer Beschädigung durch mechanische Mittel,insbesondere Zerreißen, entfernt, 5% werden wegen einesBekritzelns der Noten entfernt, 4% werden aufgrundeiner allgemeinen Abnutzung entfernt und 1 % werdenwegen einer Beschädigung der Sicherheitselementeentfernt. Im Allgemeinen sind 60% bis 80% allerzurückgewiesenen Banknoten verschmutzt.

[13] Banknoten haben eine begrenzte Umlaufzeit, da dieNoten bei Gebrauch durch die Öffentlichkeit verschmutztund zerrissen werden. Zum Beispiel sind 4.000Doppelfaltungen (zuerst vorwärts und dann rückwärts)notwendig, bevor ein US-Papiergeldschein reißt.Banknoten werden auf vielfache Weise während ihrerGebrauchsdauer gehandhabt und erfahren eine Vielzahlmechanischer Belastungen und werden auch mit Substanzenin Kontakt gebracht, die die Noten verschmutzen können,wodurch ihre Authentifizierung und Verwendung schwierigwird. Eine der wichtigsten Determinanten für dieGebrauchsdauer der Banknote, die für den geringsten

Nennwert am kürzesten ist, ist Verschmutzung. DieArbeit der niederländischen Nationalbank hat gezeigt,dass die primäre Verschmutzungsquelle abgeschiedenerHauttalg nach einem Kontakt mit Fingern ist, wobei derHauttalg schließlich oxidiert und gelb wird. Fernerschloss eine Studie des Microbiology Department ofKarachi University in Pakistan, das Banknoten auchKontaminanten tragen können, die Diarrhö undHarnwegsinfektionen verursachen, zusätzlich zuHautbrennen und septikämischer Infektion. Eine Studiestellte fest, dass 26% der Noten hohe Bakterienwerteenthielten und 80% der Noten einige Spuren an Bakterienaufwiesen. Eine noch bedenklichere Erkenntnis war, dassPathogene, einschließlich Bakterien und Viren, aufBanknoten das Potential haben, eineAntibiotikaresistenz zu entwickeln, wodurch dieBehandlung infektiöser Erkrankungen schwieriger wird.

[14] Ein solches "schmutziges" Geld ist nicht nur aufEntwicklungsländer beschränkt. Einige der Studien zukontaminierten Geldscheinen, die aus den VereinigtenStaaten stammten, waren gleichermaßen enthüllend. Ineiner jüngsten Erhebung, die für das Department ofEndocrinology am Wright-Patterson Medical Center inOhio durchgeführt wurde, sammelten Forscher 68 Ein-Dollar-Noten von einer Erfrischungstheke bei einer HighSchool Sportveranstaltung und einer Kassa einesLebensmittelladens und untersuchten sie auf bakterielleKontamination. Nur vier Geldscheine (sechs Prozent)enthielten keine nachweisbaren Keime.

[15] Angesichts der riesigen Menge an Banknoten imUmlauf, selbst für kleine Länder, ist die Bestimmungder Tauglichkeit von Banknoten nicht nur hinsichtlichder Kostenkontrolle wichtig, sondern stellt auch eineernsthafte technische Herausforderung im Sinne einerVerarbeitungsgeschwindigkeit und -genauigkeit dar.

Ferner kann das Ausmaß einer Verschmutzung einerBanknote nicht leicht mit objektiven Regeln erfasstwerden. Daher ist nicht nur eine exakte Bestimmung derTauglichkeit von Banknoten vom Kostenstandpunkt vonInteresse, sondern reinere Noten sind auch für dieÖffentlichkeit sicherer und attraktiver. Studien habengezeigt, dass eine Verunreinigung einer der Hauptgründezur Klassifizierung ist, dassBanknotentauglichkeitssensoren, die sowohl weißes Lichtwie auch Quellen spezieller Wellenlängen verwenden,Banknoten als untauglich für einen Umlaufklassifizieren.

[16] Zur Verbesserung der Haltbarkeit undVerunreinigungsbeständigkeit dieser Trägerschichten istbekannt, wertvolle Dokumente mit einerschmutzabweisenden und/oder feuchtigkeitsbeständigenSchutzschicht zu versehen, um die Gebrauchsdauer undTauglichkeit der Dokumente im Umlauf zu verbessern.Eine solche Schutzschicht enthält typischerweiseCelluloseester oder Celluloseether für den größerenTeil und mikronisiertes Wachs für einen geringeren Teilund wird auf die gesamten Banknoten auf get ragen. Dasmikronisierte Wachs wird durch Kneten oder Mischen mitöl, einem Druckfarbenbindemittel oder einem Gemischdavon verteilt. Die frisch gedruckten Blätter mit derSchutzschicht können ohne Schwierigkeiten und ohneVerfärbung eines Blattes durch schwarze Druckfarbeeines darüber liegenden Blattes gestapelt werden.

[17] Eine andere BeschichtungsZusammensetzung, die nurein Bindemittel und keine Füllmittel enthält, wurde aufBanknotenpapier aufgetragen, das aufgrund seinerPorosität eine große Oberfläche oder hoheOberflächenrauheit hat. Die Zusammensetzung wird ineiner Schicht aufgetragen und hat eine Dicke mit einerglatten Oberfläche, wodurch eine geringe

Wahrscheinlichkeit an resultierendenSchmutzablagerungen besteht. Ferner ist dieBeschichtung dünn genug, dass sie die anderen genanntenEigenschaften des Papiers nicht beeinträchtigt.

[18] Ein Problem bei dieser Methode ist, dass bekannteSchutzschichten weder gut halten noch strapazierfähigsind. Herkömmliche Schutzschichten umfassen Lacke aufWasserbasis, die üblicherweise nicht imstande sind, einanspruchsvolles Anforderungsprofil zu erfüllen. ZumBeispiel widersprechen sehr gute Schmutzabweisungs- undHaftqualitäten einer Beständigkeit gegen das Eindringenvon Flüssigkeit und umgekehrt. Lacke auf Wasserbasiserfüllen daher gegenwärtig die hohen Anforderungen füreine Schutzschicht im Wertpapierdruck, und insbesondereim Banknotendruck, nur dann, wenn eine zweiteKomponente in der Form eines Vernetzungsmittelshinzugefügt wird.

[19] Ein weiteres Problem bezüglich Banknoten bestehtdarin, dass Zentralbanken abgenutzte und verunreinigteNoten auf Kosten der Steuerzahler austauschen müssen.In den Vereinigten Staaten beträgt das Volumenhergestellter Noten pro Jahr Milliarden Noten(typischerweise 4-6 Milliarden). Die Produktion vonBanknoten ist teuer, insbesondere für die höherenNennwerte, die viele Sicherheitsmerkmale aufweisenkönnen, die sowohl für die Öffentlichkeit zugänglichals auch von Geldnotenlesern und den Zentralbanken, dieHochgeschwindigkeitssortierer verwenden, maschinelllesbar sind. Banknotensortierer von Geiseke undDevrient, De La Rue International und Toshibaverarbeiten typischerweise Banknoten beiGeschwindigkeiten von 10-40 Banknoten/Sekunde undführen eine Reihe von Diagnosen mit Sensoren imBewegungspfad der Noten durch. Diese Sensoren sind eineKombination von Authentifizierungssensoren wie auch

Notentauglichkeitssensoren. Die Tauglichkeitssensorenverwenden vorwiegend eine Bildaufnahme und Analyse dererfassten Bilder zur Bestimmung, ob die Banknote vernichtet oder wieder dem Umlauf zugeführt werdensoll.

[20] Die Kosten für einen Austausch von Banknoten sind signifikant, da die höheren Nennwerte

Sicherheitsmerkmale der Stufe I, II und III zur

Verwendung durch die Öffentlichkeit, Handelsbanken,

Einzelnotenannahmevorrichtungen und Zentralbankenaufweisen. In den Vereinigten Staaten ist beispielsweise das Geldscheinaustauschbudget $747Millionen und teilt sich wie folgt auf: $1 und $2 Noten - 5,2 Cents pro Note$5 und $10 Noten - 8,5 Cents pro Note$20 und $50 Noten - 9,2 Cents pro Note$100 Note - 7,7 Cents pro Note $100 Note, die im Oktober 2013 ausgegeben wird -13Cents pro Note [21] Mit mehr als 150 Milliarden neuen Banknoten, diejährlich weltweit hergestellt und gedruckt werden,belaufen sich die Austauschkosten untauglicherGeldscheine auf annähernd $10 Milliarden jährlich.Zusätzlich zum Austausch der Noten entstehenbeträchtliche Abfallentsorgungskosten, die mit derVernichtung der zerkleinerten Noten Zusammenhängen, dieals untauglich bestimmt werden. Dies bedeutet jährlichweltweit bis zu etwa 150.000 Tonnen Abfall, basierendauf einem weltweiten Umlauf von 150 Milliarden Noten.Dies ist besonders für Polymernoten problematisch, dieauch große Umweltprobleme in Bezug auf Verbrennung undEntsorgung in Mülldeponien bereiten.

[22] Aufgrund dieser Tatsachen besteht ein Bedarf,eine Art von Reinigung für Banknoten zu verwenden, dieverunreinigt, aber nicht zerrissen oder zerfetzt sind,die den Druck und die Sicherheitsmerkmale der Notenicht angreift. Es besteht ein weiterer Bedarf an einemSystem, das eine gewisse Klasse anTauglichkeitsparametern verwendet, die bewirken, dassidentifizierte Banknoten mit einem Verfahren gereinigtwerden, das den Druck und die Sicherheitsmerkmale nichtangreift, bevor eine Bestimmung getroffen wird, dasssie entweder wieder in den Umlauf gebracht odervernichtet werden.

[23] KURDARSTELLUNG DER ERFINDUNG

[24] Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung,ein Verfahren und System zum Reinigen von Banknotenvorzusehen, die verunreinigt, aber nicht zerrissen oderzerfetzt sind, wobei das Verfahren den Druck und dieSicherheitsmerkmale der Banknoten nicht angreift. Esist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung,ein System vorzusehen, das eine gewisse Klasse vonTauglichkeitsparametern anwendet, um identifizierteBanknoten mit einem superkritischen Fluid reinigen zulassen, das den Druck und die Sicherheitsmerkmale derBanknoten nicht angreift, bevor eine Bestimmunggetroffen wird, dass sie entweder wieder in Umlaufgebracht oder vernichtet werden sollen.

[25] Im Allgemeinen weist die Erfindung in einemAspekt ein Verfahren zum Reinigen eines sicherenInstruments auf, das eine Trägerschicht, sichtbareDaten und ein Sicherheitsmerkmal enthält, enthaltendein Einwirken eines superkritisches Fluids auf einsicheres Instrument bei einer Temperatur und einemDruck und über einen Zeitraum, die ausreichend sind,die Trägerschicht zu reinigen und das

Sicherheitsmerkmal und die sichtbaren Daten nicht zubeeinträchtigen, wobei das Reinigen der Trägerschichtdas Entfernen einer oder mehrerer Substanz(en) von derTrägerschicht in das superkritische Fluid enthält.

[26] Ausführungen der Erfindung enthalten eines odermehrere der folgenden Merkmale. Die sichtbaren Datenkönnen ein Bild, Authentifizierungsinformationen oderbeides enthalten. Die eine oder mehreren Substanz(en)können Kontaminanten, Schmutz, Hauttalg, Pathogene oderjede Kombination von diesen enthalten. Zumindest einevon der einen oder den mehreren Substanz (en) kann indem superkritischen Fluid löslich sein.

[27] Das Einwirken kann ferner ein Fließen dessuperkritischen Fluids durch das sichere Instrumenthindurch und um dieses herum enthalten. Das Fließenkann ein Bewegen des sicheren Instruments imsuperkritischen Fluid, Rühren des superkritischenFluids und Anwenden von Ultraschallwellen durch dassuperkritische Fluid enthalten. Das Reinigen kann einDesinfizieren enthalten. Das superkritische Fluid kannCO2 enthalten und kann ferner eine ionische Flüssigkeitoder ein anderes Gas enthalten.

[28] Das Verfahren kann ferner die Bestimmung derTauglichkeit des sicheren Instruments beinhalten. DasBestimmen der Tauglichkeit kann ein Abtasten dessicheren Instruments, um Informationen bezüglich eineroder mehrerer Eigenschaft(en) des sicheren Instrumentszu erhalten, und ein Bestimmen, ob die eine odermehreren Eigenschaft (en) ein vorbestimmtes Kriteriumoder mehrere vorbestimmte Kriterien erfüllen,enthalten. Die vorbestimmten Kriterien können einannehmbares Maß an Zerreißen, ein annehmbares Maß anSchlaffheit, ein annehmbares Maß an Kritzelei, und einannehmbares Maß an Verunreinigung enthalten. Das

Verfahren kann ferner ein Authentifizieren des sicherenInstruments enthalten.

[29] Das Verfahren kann ferner ein Einführen einesEinfangmaterials in das superkritische Fluid enthalten,um zumindest einen Teil der einen oder mehrerenSubstanz(en) aus dem superkritischen Fluid zuentfernen. Das Einfangmaterial kann ein Material großerOberfläche enthalten, das pyrogene Kieselsäureenthalten kann. In dem Verfahren kann die Dauer 30Minuten bis 12 Stunden sein.

[30] Im Allgemeinen weist in einem anderen Aspekt dieErfindung ein Verfahren zum Reinigen mehrerer sichererInstrumente auf, wobei jedes sichere Instrument eineTrägerschicht, sichtbare Daten und einSicherheitsmerkmal enthält, einschließlich einerSortierung der sicheren Instrumente anhand einesvorbestimmten Kriteriums oder mehrerer vorbestimmterKriterien, Einwirken eines superkritisches Fluids aufdas sichere Instrument bei einer Temperatur und einemDruck und über einen Zeitraum, die ausreichend sind,die Trägerschicht zu reinigen und dieSicherheitsmerkmale und die sichtbaren Daten dersicheren Instrumente nicht zu beeinträchtigen, wobeidas Reinigen der Trägerschicht das Entfernen einer odermehreren Substanz(en) von der Trägerschichten in dassuperkritische Fluid enthält.

[31] Ausführungen der Erfindung können eines odermehrere der folgenden Merkmale enthalten. Das Sortierenkann ein Abtasten der sicheren Instrumente enthalten umzu bestimmen, ob eine oder mehrere Eigenschaft(en) dersicheren Instrumente das eine vorbestimmte Kriteriumoder die mehreren vorbestimmten Kriterien erfüllen. DasVerfahren kann ferner ein Rezirkulieren dessuperkritischen Fluids beinhalten.

[32] Im Allgemeinen weist in einem anderen Aspekt dieErfindung eine Vorrichtung zum Reinigen eines sicherenInstruments auf, das eine Trägerschicht, sichtbareDaten und ein Sicherheitsmerkmal enthält, enthaltendeine Kammer, die ein superkritisches Fluid bei einerTemperatur und einem Druck und über einen Zeitraumenthält, die ausreichend sind, die Trägerschicht zureinigen und das Sicherheitsmerkmal und die sichtbarenDaten des sicheren Instruments nicht zubeeinträchtigen, und eine Struktur zum Halten dessicheren Instruments in der Kammer, so dass dassuperkritische Fluid durch das sichere Instrumenthindurch und um dieses herum zirkuliert, um eine odermehreren Substanz(en) in das superkritische Fluid zuentfernen.

[33] Ausführungen der Erfindung können eines odermehrere der folgenden Merkmale enthalten. DieVorrichtung kann einen Rührmechanismus zum Zirkulierendes superkritischen Fluids durch das sichere Instrumenthindurch und um dieses herum in der Kammer enthalten.Die Struktur zum Halten des sicheren Instruments kanneine Schale enthalten.

[34] Im Allgemeinen weist die Erfindung eineVorrichtung zum Reinigen mehrerer sicherer Instrumenteauf, wobei jedes sichere Instrument eine Trägerschicht,sichtbare Daten und ein Sicherheitsmerkmal enthält,enthaltend einen Sortierer zum Bestimmen, ob diesicheren Instrumente eine oder mehrere Eigenschaft(en)aufweisen, die ein vorbestimmtes Kriterium oder mehrerevorbestimmte Kriterien erfüllen, eine Struktur zumHalten sicherer Instrumente, die das vorbestimmteKriterium oder mehrere vorbestimmte Kriterien erfüllen,und eine Kammer, die ein superkritisches Fluid beieiner Temperatur und einem Druck und über einen

Zeitraum enthält, die ausreichend sind, die

Trägerschicht zu reinigen und die Sicherheitsmerkmaleund die sichtbaren Daten der sicheren Instrumente nichtzu beeinträchtigen, wobei die Struktur zum Haltensicherer Instrumente in der Kammer so angeordnet werdenkann, dass das superkritische Fluid durch die sicherenInstrumente hindurch und um diese herum zirkuliert, umeine oder mehreren Substanz(en) in das superkritischeFluid zu entfernen.

[35] Im Allgemeinen weist die Erfindung in einemanderen Aspekt ein Verfahren zur Wiederherstellungeines Materials auf, das zumindest eines von einemBild, Farbtexturen und Druck enthält, enthaltend einEinwirken eines superkritisches Fluids auf das Materialbei einer Temperatur und einem Druck und über einenZeitraum, die ausreichend sind, das Material zureinigen und das Bild, die Farbtexturen und den Drucknicht zu beeinträchtigen, wobei eine Reinigung desMaterials eine Entfernung einer oder mehrererSubstanz(en) aus dem Material in das superkritischeFluid enthält.

[36] Ausführungen der Erfindung können eines odermehrere der folgenden Merkmale enthalten. Das Materialkann ein Dokument sein, das Druck oder eine Grafikenthält, einschließlich eines Gemäldes mitFarbtexturen. Die eine oder mehreren Substanz(en)können Kontaminanten, Schmutz, Hauttalg, Pathogene oderjede Kombination von diesen enthalten. Dassuperkritische Fluid kann CO2 enthalten.

[37] KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

[38] Die obengenannten und andere Aspekte, Merkmaleund Vorteile werden aus der folgenden ausführlichen

Beschreibung unter Bezugnahme auf die beiliegendenZeichnungen verständlicher, wobei: [39] Figur 1 ein Phasendiagramm des superkritischenFluids für Kohlendioxid ist; [40] Figur 2 ein Flussdiagramm ist, das die Reinigungund Sortierung von Banknoten gemäß einerAusführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; [41] Figur 3 ein Flussdiagramm ist, das die Reinigungund Sortierung von Banknoten gemäß einer anderenAusführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; [42] Figur 4 ein Flussdiagramm ist, das denReinigungszyklus der vorliegenden Erfindung zeigt; [43] Figur 5 eine beispielhafte Hochdruckkammer fürsuperkritisches Fluid ist; [44] Figur 6 ein Vergleich desselben Teils einer US $1Banknote vor und nach einer Beschichtung und Oxidationmit einer Hauttalgschicht ist; [45] Figur 7A Bilder einer US $1 Banknote vor einerHauttalgbehandlung, nach einer Hauttalgbehandlung undnach einer Reinigung mit einem superkritischen Fluidzeigt; [46] Figur 7B die Spektren für jedes der US $1Banknotenbilder zeigt, die in Figur 7A dargestelltsind; [47] Figur 8 die Reflexionsspektren von Banknotenzeigt, die mit oxidiertem Hauttalg beschichtet sind,sowohl vor wie auch nach einer superkritischen C02-Reinigung gemäß der vorliegenden Erfindung; [48] Figur 9 die Ergebnisse einer Reinigung einer 5Euro Note gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt; [49] Figur 10A eine Banknote ist, die mit Motorölverunreinigt ist, vor und nach einer Reinigung miteinem superkritischen Fluid; [50] Figur 10B die diffusen Reflexionsspektren derBanknote von Figur 10A vor und nach einer Reinigung mitdem superkritischen Fluid zeigt; [51] Figur 11 die Fluoreszenzspektren vonSicherheitsfäden in Banknoten sowohl vor wie auch nacheiner Reinigung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt; [52] Figur 12 die Fluoreszenzspektren vonSicherheitsfäden in Banknoten sowohl vor wie auch nacheiner Reinigung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt; [53] Figur 13 die Robustheit der durch UV anregtenleuchtenden Merkmale in Sicherheitsfasern einesrussischen Rubels zeigt.

[54] Figur 14 die Robustheit der durch UV anregtenleuchtenden Merkmale beim Drucken auf einemchinesischen Yuan zeigt.

[55] Figur 15 die Robustheit der durch UV anregtenleuchtenden Merkmale beim Drucken auf einem britischenPfund vor und nach einem Einwirken einessuperkritischen Fluids zeigt.

[56] Figuren 16A und 16B die vorübergehendenReaktionen für eine US $1 Note, die in Umlauf bzw.nicht in Umlauf ist zeigen.

[57] Figuren 17A und 17B die Signale der nicht imUmlauf befindlichen Note von Figur 16B vor und nacheiner Reinigung mit einem superkritischen Fluid zeigen.

[58] AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTENAUSFÜHRUNGSFORMEN

[59] Die vorliegende Erfindung sieht das Reinigensicherer Dokumente wie Banknoten unter Verwendungsuperkritischer Fluida vor. Im Speziellen sieht dievorliegende Erfindung ein Verfahren zum Reinigensicherer Dokumente und Banknoten unter Verwendungsuperkritischer Fluida in einer Weise vor, die derensichtbare Daten, Druckfarben, Trägerschichten oder diedarin enthaltenen Sicherheitsmerkmale nicht beschädigtoder auf andere Weise beeinträchtigt. DieSicherheitsmerkmale und sichtbaren Daten werden nichtbeeinträchtigt, wenn sie für die Öffentlichkeit oderbei einer maschinell lesbaren Untersuchung für ihrenbeabsichtigten Zweck erkennbar bleiben. Die Substanzen,die von den Trägerschichten sicherer Dokumente entferntwerden können, enthalten Kontaminanten, Schmutz,Hauttalg von den Händen der Benutzer und Pathogene,einschließlich Bakterien und Viren. Eine solcheReinigung kann auch den Effekt eines Desinfizierens derBanknoten haben. Es wird geschätzt, dass die Verwendungeines superkritischen Fluids zum Reinigen eineVerringerung von 10% in der Anzahl von Banknotenermöglicht, die jährlich getauscht werden, während einbeträchtlicher Prozentsatz an verunreinigten Banknotenwieder in Umlauf gebracht werden kann, was Regierungenweltweit ungefähr $1 Milliarde jährlich spart und dieAuswirkungen auf die Umwelt verringert, die mituntauglichen Banknoten in Zusammenhang stehen. Beieiner Verringerung von 10% in der jährlichen Produktionvon Banknoten ist die geschätzte Senkung imKohlenstofffußabdruck 106 Tonnen äquivalentes CO2.

[60] Superkritische Fluida, insbesondere CO2, gemischtmit anderen Gasen und Zusatzstoffen, einschließlichionischer Flüssigkeiten, sind wirksame Lösemittel füreine Reihe von organischen Stoffen und werden inzahlreichen Reinigungs- und Extraktionsanwendungen,einschließlich der pharmazeutischen Herstellung,Parfümproduktion und Entkoffeinierung verwendet. DasPhasendiagramm des superkritischen Fluids fürKohlendioxid ist in Figur 1 dargestellt. CO2 hat einensuperkritischen Punkt bei 72,9 atm und 304,25 K.

[61] In der superkritischen Phase hat das CC>2-Materialeine Dichte annähernd jener der Flüssigkeit, hat aberdie raumfüllenden Eigenschaften einer gasförmigenSubstanz. Bei einer Einwirkung von CO2 imsuperkritischen Zustand werden viele organischeMaterialien in gewissen Bereichen des Phasendiagrammsohne chemischen Angriff löslich. Insbesondere könnendie Materialien in das superkritische Fluid entferntwerden, wenn ihre freie Energie gesenkt wird.Insbesondere sind ölige Substanzen wie Hauttalg(einschließlich nach einer Oxidation oder Hydrolyse),der ein Hauptfaktor bei der Verunreinigung einerBanknote ist, wie auch andere Öle und Kontaminanten, insuperkritischem CO2 und anderen superkritischenFluidgemischen löslich. Ein wichtiger Punkt, den esfestzuhalten gilt, ist, dass die Banknoten nach dieserReinigung trocken sind, da CO2 bei Raumtemperatur und -druck sublimiert. Zusätzlich hat C02 alssuperkritisches Reinigungsmittel als eine der Glashaus-Gas komponenten mit geringster Auswirkung eine sehrgeringe Auswirkung auf die Umwelt. Jede Auswirkung aufdie Umwelt, die mit der Verwendung von C02 verbundenist, ist im Vergleich zu den Kosten und der negativenAuswirkung auf die Umwelt einer Entsorgung untauglicherGeldscheine, z.B. durch Verbrennung oder in Mülldeponien, minimal. Ferner kann CO2 nach einemAusfiltern der Kontaminanten einer Wiederverwendung undRückführung in das Reinigungssystem zugeführt werden.

[62] Andere superkritische Fluida, insbesondere inSpurenmengen, können in dem Reinigungssystem dervorliegenden Erfindung verwendet werden. Zum Beispielkann N20 als solches als ein superkritisches Fluid oderals Zusatz zu C02 verwendet werden. Als bipolareSpezies erzeugt N20 einen Grad an Löslichkeit in demSystem, der mit C02 alleine nicht erreicht werden kann.Ebenso können CO oder SFö als solche als einsuperkritisches Fluid oder als Zusatzstoff zu C02verwendet werden. SF6 ist in einem Reinigungssystemaufgrund seiner hoch elektronegativen Eigenschaftenbesonderes nützlich.

[63] Zentralbanken verwendenHochgeschwindigkeitssortiermaschinen, die mit optischenund mechanischen Überprüfungssystemen ausgestattetsind, die die Banknoten untersuchen, um zu bestimmen,ob sie vernichtet werden müssen oder wieder in Umlaufgebracht werden können. Insbesondere können solcheHochgeschwindigkeitssortiermaschinen zur Überprüfungvon Banknoten sowohl auf Authentizität wie auchTauglichkeit verwendet werden. Die größtenSortiermaschinen arbeiten bei 40 Banknoten pro Sekundeund können bis zu 16 Sensoren zur Entfernung vonFälschungen und Noten haben, die nicht tauglich sind,wieder in den Umlauf gebracht zu werden. DieTauglichkeitssensoren arbeiten vorwiegend mit optischerBildanalyse und untersuchen eine Anzahl von Parametern,einschließlich Risse, Bänder, Kritzelei undVerunreinigung. Andere Sensoren können zur Bestimmungeiner Banknotenschlaffheit als eine andere Metrik zurBestimmung verwendet werden, ob die Noten tauglich sindoder getauscht werden müssen. Zusätzlich können die

Banknoten anhand der Sicherheitsmerkmale der Noten,einschließlich sowohl öffentlicher wie auch maschinelllesbarer Sicherheitsmerkmale, authentifiziert werden umzu bestimmen, ob es sich um Fälschungen oder nichthandelt. Authentifizierungsinformationen, diemaschinell lesbar sein können, können auchalphanumerische oder Bilddaten sein, die auf dieBanknoten gedruckt sind.

[64] Die vorliegende Offenbarung sieht ein System zumReinigen von Banknoten vor, einschließlich einesTauglichkeitssensors zur Analyse eintreffenderBanknoten, das Noten selektiert, die aufgrund einerVerunreinigung untauglich sind, aber sonst im Sinne vonSchlaffheit und Mangel an Rissen, Schlitzen undKritzelei brauchbar sind. Diese Parameter fürannehmbare Tauglichkeitsmerkmale können von derspeziellen Zentralbank anhand von Bevölkerungstrendsund Banknotenakzeptanzmetrik bestimmt und optimiertwerden. In einer Ausführungsform, die in Figur 2dargestellt ist, können alle Banknoten in einerReinigungskammer mit superkritischem Fluid gereinigtund dann entweder für eine Rückführung in den Umlaufoder eine Vernichtung und/oder Zerkleinerung sortiertwerden, abhängig davon, ob sie die vorgegebenenTauglichkeitskriterien erfüllen. Wie in Figur 3dargestellt, werden in einer anderen AusführungsformBanknoten, die tauglich sind, wegen ihresVerunreinigungsgrades einer Reinigungskammer mitsuperkritischem Fluid zugeführt. Die ausgewähltenBanknoten werden in die Kammer eingebracht undsuperkritisches CO2 wird bei optimalem Druck, optimalerTemperatur und Dauer für den speziellen Nennwert einerBanknote, die Designs und Trägerschichten angewendet,um die Verunreinigungsablagerungen von der Banknote zuentfernen. Die erforderlichen oder optimalen Werte fürTemperatur, Druck und Dauer hängen von der Flüssigkeit oder den Flüssigkeiten im superkritischen Fluid wieauch etwaigen Zusatzstoffen, wie ionischen Fluida oderanderen Gasen ab. Die gereinigten Banknoten können danneinem zweiten Sortierungssystem zugeführt werden, dasdie mit superkritischem Fluid gereinigten Notenakzeptiert und eine Tauglichkeitsmessung durchführt, umjene, die für die Öffentlichkeit gebrauchsfertig sind,von jenen zu unterscheiden, die nicht erfolgreichgereinigt wurden. Die letzteren können zur Vernichtungund/oder Zerkleinerung aussortiert und getrennt werden.

[65] Banknoten, die aussortiert wurden oder auf andereWeise dem Reinigungsprozess der vorliegenden Erfindungunterzogen wurden, können in Halterungsstrukturen oderSchalen angeordnet werden, die in der Kammer mitsuperkritischem Fluid angeordnet werden können und dieermöglichen, dass das superkritische Fluid durch siehindurch und um sie herum fließt, um eine Reinigung zubewirken. Der Reinigungsprozess in der Kammer mitsuperkritischem Fluid kann ferner durch die Verwendungeines Rührmechanismus verstärkt werden, derUltraschallwellen durch das superkritische Fluidanlegen kann, die Banknoten (oder die Strukturen, diedies halten) bewegen, oder aber das superkritischeFluid rühren kann.

[66] In einer Ausführungsform haben die Banknoten eineDicke von 0,1 mm und können in Halterungen oder Schalengehalten werden, die mit einem Abstand von 0,5 mmvoneinander getrennt sind. Aufgrund dieser Geometriekann eine Kammer mit superkritischem Fluid ein Volumenin der Größenordnung von 1 m3 mehr als 1 Million Notenpro Tag reinigen. Angesichts der Tatsache, dass dieVereinigten Staaten 30 Milliarden Banknoten pro Jahrverarbeiten, wären Kammern mit superkritischem Fluidmit einem Volumen in der Größenordnung von 100 m3imstande, alle verarbeiteten US Geldscheine zu reinigen, selbst ohne vorangehende Sortierung derNoten.

[67] Um zu vermeiden, dass Hauttalg, der von denBanknoten abgestreift wird, die Kammer beschichtet oderwieder auf den Banknoten abgeschieden wird, und um zuvermeiden, dass superkritisches C02 mit dem Hauttalg,der sich in Lösung befindet, gesättigt wird, kann einEinfangmaterial vorgesehen sein, um den Hauttalg vomsuperkritischen C02 zu entfernen. Während vieleEinfangmittel zum Abstreifen des Hauttalgs von dersuperkritischen C02-Lösung verwendet werden können,wird vorzugsweise pyrogene Kieselsäure verwendet. DasEinfangmaterial trägt dazu bei, eine Sättigung dessuperkritischen Fluids zu vermeiden und kann einMaterial mit großer Oberfläche sein, an die sich dieKontaminanten anheften können. Pyrogene Kieselsäure istein synthetisches, amorphes, kolloidales

Siliziumdioxid. Es wird durch Dampfhydrolyse vonChlorsilanen, wie Siliziumtetrachlorid, in einerWasserstoff-Sauerstoffflamme bei 1800°C erzeugt. ImVerbrennungsprozess werden geschmolzene Kugeln vonamorpher Kieselsäure gebildet. Pyrogene Kieselsäure istein weißes flockiges Pulver, das aus sphärischgeformten primären Partikeln besteht, die einendurchschnittlichen Durchmesser von 7 bis 40 Nanometernaufweisen, mit einer Oberfläche von 400 bis 50Quadratmetern pro Gramm. Die primären Partikel sindnicht isoliert vorhanden; sie bilden Aggregate undAgglomerate. Technische Eigenschaften der pyrogenenKieselsäure werden nicht nur durch die primärenPartikel bestimmt, sondern auch durch dieAgglomeratgrößenverteilung. Die pyrogene Kieselsäurehat keine klar definierte Agglomeratgröße. DiePartikelgrößenverteilung wird mit zunehmenderdurchschnittlicher Große der primären Partikel undabnehmender Neigung, Agglomerate zu bilden, breiter.

[68] Während des Reinigungsprozesses wird das gesamteverwendete CO2 vorzugsweise eingefangen, um seineFreisetzung in die Umwelt zu verhindern. Daseingefangene CO2 wird ferner zur Verwendung inanschließenden Reinigungsprozessen zurückgeführt, umdie gesamte Auswirkung des Reinigungsprozesses auf dieUmwelt zu verringern. Der Reinigungsprozess dervorliegenden Erfindung minimiert die Auswirkung auf dieUmwelt durch Verringerung der tausenden Tonnenzerkleinerter Geldscheine, die in einer Mülldeponieoder durch Verbrennung entsorgt werden müssen.

[69] Figur 4 zeigt den Reinigungszyklus dervorliegenden Erfindung. In einer anderenAusführungsform kann ein Reinigungssystem in einemBargelddepot vorgesehen sein, das einen superkritischenFluidzustand im Inneren des Depots zum Reinigen vonBanknoten unterstützen kann, die darin gelagert sind.Dies kann mit Banknoten ausgeführt werden, die nochverarbeitet werden müssen, wodurch eine höhere Ausbeuteder Noten erreicht wird, die tauglich sind, nach derStandardverarbeitung durch die Zentralbank wieder inden Umlauf gebracht zu werden. Eine solche Depot-Reinigungskammer mit superkritischem Fluid kann auch inHandelsbanken eingerichtet werden, die zur Durchführungdieses Schritts eine Rückvergütung erhalten können.

[70] Es wurde ein Test an Banknoten unter Verwendungeiner Hochdruckkammer mit superkritischem Fluiddurchgeführt. Eine beispielhafte Kammer ist in Figur 5dargestellt, die eine $20 Banknote enthält, mit C02 inder superkritischen Phase. Die Kammer bestand aus H"Aluminium mit einem Beobachtungsfenster aus 1"Plexiglaspolymer. Die Kammer wurde aus kaltgezogenen,runden, nahtlosen Drehrohrteilen (MT-1018) mitgewindeförmigen oberen und unteren Endkappen konstruiert, die aus kalt bearbeiteten AISI C1018Stahlstäben konstruiert waren. Die zusammengebauteKammer hatte einen Durchmesser von 6,75" und eine Längevon etwa 12,75". Der Durchmesser betrug 5,875", waseine Wanddicke von 0,4375" bedeutet. Die Kammer hattedoppelte H (npt) Gewindeanschlüsse, die in dieZylinderwand vor der Reinigungskammer eingearbeitetwurden, um eine Spülung einzufüllen, und einen zweitenSatz von H (npt) Gewinden im oberen Deckel für denEinbau eines Druckmonitors und einesSicherheitsventils. Die hergestellten Komponentenwurden mit 0,0001" - 0,0003" chemischer Vernickelungzur Korrosionsbeständigkeit beschichtet. Die Kammerkonnte bei Temperaturen im Bereich von 25°C und 60°Cund bei Drücken bis zu 2000 psi über eine Dauer von 30Minuten bis 12 Stunden betrieben werden. Zusätzlichkonnte die Kammer in ein wässriges Ultraschallbad zurVerstärkung des Reinigungsprozesses eingetaucht werden.

[71] Der hier beschriebene Test wurde an allen Notenbei derselben Temperatur und demselben Druckdurchgeführt. Kurz gesagt, der Test zeigte, dassHauttalg, Kaffee und Motoröl von den Banknoten entferntwurden, ohne die Sicherheitsmerkmale der Noten zubeeinträchtigen. Ferner wurde in einem Test eine US $1Note mit einer Kolonie Micrococcus luteus, eineHautbakterien, und 234 Kolonien Hefe (Pilz) mit demVerfahren der vorliegenden Erfindung gereinigt unddesinfiziert und keines der Pathogene verblieb auf derNote.

[72] Beim Testen des Reinigungsprozesses dervorliegenden Erfindung wurden Banknoten mit einemHauttalgmaterial beschichtet, das vorwiegend aus 18%freien Fettsäuren, 37,8% Rindertalg und 18,3% Lanolinbestand. Nach dem Beschichten wurden die Noten 8 Tagebei 90 °C und 65% relativer Feuchtigkeit in eine temperaturkontrollierte Kammer eingebracht, um einebeschleunigte Alterung und einen Umlauf der Banknote zusimulieren. Nach erfolgter Oxidation verfärbte sich derHauttalg gelblich, was gemeinsam mit denIndexanpassungseffekten zu einer verunreinigten Noteführt, die jener ähnlich war, die bei in Umlaufbefindlichen Geldscheinen vorgefunden wird. ZumBeispiel zeigt Figur 6 einen Seite-an-Seite-Vergleichdesselben Teils einer neuen US $1 Banknote vor und nacheiner Beschichtung und Oxidation mit einerHauttalgschicht.

[73] Sobald die Noten verunreinigt waren, wurden siemit superkritischem CO2 bei 50°C und 1600 psi 3 bis 8Stunden gereinigt. Eine Charakterisierung hatte dieHaltbarkeit verschiedener Umgebungslicht-Sicherheitsmerkmale, die unter UV-Licht betrachtetwurden, und maschinell lesbarer Merkmale wiemagnetischer und hochwertiger verborgener Merkmale wieENIGMA (De La Rue International) und M (Gieseke undDevrient) vor und nach dem Reinigungsprozess zum Ziel.Die Entfernung von Hauttalg wurde durch Messen desdiffusen Reflexionsspektrums untersucht und UV-Merkmalewurden zuvor und danach mit einem kalibriertenFluorimeter untersucht. Zusätzlich wurde die Porositätmit einem Fotoporosimeter untersucht, das im Hausentwickelt wurde und die Bestimmung relativerÄnderungen ermöglichte, die durch den Reinigungsprozessmit superkritischem CO2 an US-Banknoten herbeigeführtwurden. Banknoten auf der Basis von Papierbrei aus denUS, Europa und China wie auch polymere Banknoten, dieaus biaxial orientiertem Polypropylen bestehen, das vordem Drucken mit einer anorganischen Opazitätsschichtbeschichtet wird, wurden alle mit diesen Methodengetestet.

[74] Es wurden an einer Reihe von Banknoten Versuchemit einem Schwerpunkt auf US Banknoten durchgeführt,die aus Papier hergestellt sind, das aus ungefähr 75%Baumwoll- und 25% Leinenfasern besteht, und vom UnitedStates Bureau of Engraving and Printing bedrucktwurden. Die Ergebnisse des Reinigungsprozess sind inFiguren 7A und 7B dargestellt. Figur 7A zeigt Bildereiner US $1 Banknote vor einer Hauttalgbehandlung, nacheiner Hauttalgbehandlung und nach einer Reinigung mitsuperkritischem CO2 bei 50 °C über 8 Stunden mitUltraschallrührung. Es muss festgehalten werden, dassUS Banknoten eine Hauttalg-artige Tunke enthalten, diezu einer Gelbfärbung von Banknoten führt, selbst wennsie brandneu sind. Daher kann die Reinigung infolge derEinschränkungen der US Banknoten nicht so wirksam beider Entfernung des gesamten Hauttalgs erscheinen, wiesie tatsächlich ist. Figur 7B zeigt die Spektren fürjede der in Figur 7A abgebildeten US $1 Banknoten.Anhand dieser Ergebnisse entfernt der superkritischeCO2 Reinigungsprozess effektiv oxidierten Hauttalg vonUS Banknoten. Der Prozess entfernt ungefähr 20% derabgelagerten Hauttalgschicht und scheint vorzugsweiseReste zu entfernen, die für die Absorption in der 500nm bis 650 nm Region verantwortlich sind, diewahrscheinlich größere Fettsäurekomponenten desGemisches sind.

[75] Die Ergebnisse der derartigen Reinigung sind auchin den Grafiken von Figur 8 erkennbar. Dies machtdeutlich, dass der hier offenbarte Prozess einewesentliche Menge an Verunreinigung von den Notenreinigt, wie durch die fast 10% Erhöhung in derReflexion der Note über das Nahultraviolett- undsichtbare Spektrum erkennbar ist. Eine solche Reinigungerhöht nicht nur die Sauberkeit und dasErscheinungsbild der Note, sondern erhöht auch die

Maschinenlesbarkeit der Sicherheitsmerkmale auf derNote.

[7 6] Wie in Figur 9 erkennbar ist, zeigen dieGesamtergebnisse, die auf einer 5 Euro Note dargestelltsind, eindeutige Ergebnisse des Reinigungsprozesses.Die linke Seite des Bildes zeigt das Stück der Note,die mit superkritischem C02 bei 1600 psi und 55 °C 8Stunden gereinigt wurde. Vor der Reinigung wurde dieNote mit Bey Hauttalg beschichtet und bei 90°C und 70%relativer Feuchtigkeit neun Tage gelagert.

[77] Als weitere Demonstration der Wirksamkeit einersuperkritischen Reinigung von Banknoten wurde derProzess an Banknoten getestet, die mit Motoröl (z.B.Shell ASE 20) verunreinigt waren. Figur 10A zeigt eineBanknote, die mit Motoröl verunreinigt war, vor undnach einer Reinigung. Die Bilder zeigen eindeutig dieWirksamkeit des Reinigungsprozesses und die Daten inFigur 10B zeigen die diffusen Reflexionsspektren vorund nach einer Reinigung.

[78] Der Schlüssel für die Eignung für das In-Umlauf-

Bringen verunreinigter Banknoten unter Verwendungdieser Reinigungstechniken ist eine trockene Entfernungoxidierter öle und anderer Kontaminanten, während dieIntegrität und Nützlichkeit der wichtigen und teurenöffentlichen und maschinell lesbaren

Sicherheitsmerkmale der Banknoten bewahrt bleiben.Optischen Studien aller Banknoten zeigten, dass keineVeränderungen in der Qualität oder im Kontrast desDrucks nach einer Reinigung bestehen blieben,einschließlich der flexografischen, Tiefdruck- undStichtiefdruck- und optisch variablen Druckfarben.

[79] Ein weiteres Merkmal der vorliegenden Erfindungist, dass die Sicherheitsmerkmale auf den Banknoten entweder von dem Reinigungsprozess vollkommenunbeeinflusst sind oder etwas schwächer werden. VorAllem bleiben die magnetischen Druckfarben, dieFluoreszenz UV-aktiver Merkmale, Hologramme,metallisierter und entmetallisierter Fäden und optischvariabler Druckfarben nach dem Reinigungsprozess intaktund funktionsfähig. Wie in Figur 11 dargestellt ist,ist die Fluoreszenz des Sicherheitsfadens in einer US$20 Note vollkommen unbeeinträchtigt. Zusätzlich istdie Fluoreszenz des Fadens in einer U.S, $5 Note nacheinem extremen Einwirken von superkritischem CO2 etwasverringert; die Leistung ist jedoch nichtverschlechtert, so dass der visuelle und maschinelleÜberprüfungsprozess beeinträchtigt wäre. Figur 12 zeigtdie Fluoreszenz von Sicherheitsfäden in verschiedenenBanknoten, nämlich US $5, US $10, US $20, US $50, US$100, und 50 Rupie Noten, sowohl vor wie auch nacheiner Reinigung durch Einwirken von superkritischemC02.

[80] Zusätzlich zu leuchtenden Sicherheitsfäden wurdenpolymere Sicherheitsfasern wie jene, die typischerweisein vielen Banknoten weltweit vorgefunden werden,untersucht. Zum Beispiel wurden die Wirkungen desReinigungsprozesses an den Fasern im russischen Rubeluntersucht. Die in Figur 13 dargestellten Daten zeigendie Robustheit der durch UV angeregten Merkmalegegenüber dem Reinigungsprozess in Bezug auf dieSicherheitsfasern in der russischen 100 Rubel Banknote.

[81] Durch langwelliges UV angeregte leuchtendeSicherheitsmerkmale werden häufig auf eine Banknotegedruckt wie auch mit lithografischen, flexografischen,Tiefdruck- und Stichtiefdruckverfahren. Beispiele dafürsind der Yuan, der Euro und das britische Pfund.Gedruckte leuchtende Merkmale in diesen wie auchanderen Geldscheinen wurden untersucht und die

Ergebnisse zeigten, dass die meisten von ihnen äußerstrobust sind, wie durch die Daten für den chinesischenYuan in Figur 14 gezeigt.

[82] Versuche mit den UK Banknoten, die einzweifarbiges UV Leuchtmuster haben, zeigten, dass sichdiese Pigmente teilweise auflösten. Versuche, inwelchen nur eine Wärmeeinwirkung verwendet wurde,bestätigten, dass dies entweder das Ergebnis einerAuflösung oder Reaktion mit dem C02 war und nicht desWärmeabbaus des Fluorophors oder Phosphors. Figur 15zeigt das Muster vor und nach einer Einwirkung vonsuperkritischem C02 bei 50 °C über 8 Stunden und dieeingetretenen Spektraländerungen. Aus derWiderstandsfähigkeit des chinesischen Yuan-Beispielsist klar, dass Druckfarben so formuliert werden können,dass sie für den Reinigungsprozess widerstandsfähigsind, nicht aber einige der bestehendenDruckfarbenbasen.

[83] Wie zuvor besprochen, spielen maschinell lesbareSicherheitsmerkmale eine wichtige Rolle in derSicherheit einer Banknote. Die häufigsten maschinelllesbaren Sicherheitsmerkmale beruhen auf Magnetismusund Kapazität und werden am häufigsten in Einzelnoten-Annahmeanwendungen von Geldautomaten bis zuGeldscheinwechseln und Verkaufsautomaten verwendet.

[84] Die magnetischen Druckfarben, die in einer Reihevon Banknoten und insbesondere den US Banknoten undeuropäischen Noten verwendet werden, haben sich alsrobust und durch den Reinigungsprozess mitsuperkritischem Fluid bei 50°C und bis zu 16 Stundenunverändert erwiesen. Kapazitive, maschinell lesbareMerkmale, wie jene, die Sicherheitsfäden verwendetwerden, die auf Metallisierung beruhen, bestanden aucheinen Test bis zu 16 Stunden.

[85] Zusätzlich zu den maschinell lesbaren Merkmalen,die in der öffentlichen Domäne und von Handelsbankenverwendet werden, verwenden Zentralbanken ein odermehrere verborgene(s) Merkmal(e), das bzw. dietypischerweise bei Raten von bis zu 40 Banknoten/Sek.auf Hochgeschwindigkeitssortierern gelesen werden.Diese Merkmale sind nur den Zentralbanken, denVollstreckungsbehörden und den Lieferfirmen bekannt.Eine dieser Technologien ist das mehr als dreißig Jahrealte M-Merkmal, das von Sigreid Otto von Geiseke undDevrient entwickelt wurde. Dieses Sicherheitsmerkmalerwies sich im Reinigungsprozess mit superkritischemFluid als widerstandsfähig, da es auf einemanorganischen Material beruht. Wie die meistenleuchtenden Druckfarben ist der Schlüssel, seineRobustheit beizubehalten, die richtige Wahl desGrundmaterials, wenn es in einem gedruckten Format ist.Die verschiedenen Enigma Sicherheitsmerkmalsignaturenvon De La Rue International wurden getestet underwiesen sich als robust und nach dem Reinigungsprozessüber 16 Stunden bei 50°C als unverändert.

[86] Ein weiterer wichtiger Parameter, der zurBestimmung der Tauglichkeit von Banknoten verwendetwird, ist die Schlaffheit. Wenn Banknoten im Umlaufwaren, führt der mechanische Verschleiß durch Falten,Handhabung und Verwendung in Geldnotenlesern zu einemVerlust an mechanischer Elastizität, der dazu führt,dass die Noten schlaff werden. Es hat sich gezeigt,dass diese "Schlaffheit" direkt mit Änderungen in derPorosität der Banknote mit mechanischem VerschleißZusammenhängen. Die Porosität der Banknoten nimmt mitder Verwendung zu und zeigt sich in einer geringereneffektiven Elastizitätskonstante. Schlaffheit wird ineiner automatisierten Sortierungsumgebung mitakustischer und Ultraschallreflexion gemessen.

[87] Die Porosität von Banknoten wurde zur Bestimmungder Wirkungen von superkritischem CO2 und erhöhtenTemperaturen auf die Trägerschicht gemessen.Superkritisches C02 könnte ein Aufquellen desFasernetzes verursachen, das eine Hysterese erfahrenkönnte und die Banknoten poröser macht. Es ist auchmöglich, da Papier ein nicht im Gleichgewichtbefindliches Netz ist, dass die entspannte, post¬superkritische C02 Behandlung relativ zumAusgangszustand verdichtet sein könnte.

[88] Die Messungen wurden mit einer im Haus gebautentransienten Gasdiffusionsvorrichtung mit Ar alsTransportspezies vorgenommen. Das Ar wurde optisch ander anderen Seite der Note erfasst. Das Systemverwendete ein Solenoidventil zum Erzeugen einesAusstoßes von Ar, das dann erfasst wurde, als es durchdas Netz diffundierte. Im Prinzip war dieVerzögerungszeit ein Maß des Produkts aus Porenfraktionund Gewundenheit. Figuren 16A und 16B zeigen dietransienten Reaktionen für eine US $1 Note, die imUmlauf war, bzw. eine, die nicht im Umlauf war. DieFiguren zeigen, dass die nicht im Umlauf befindlicheNote eine geringere Porosität aufweist, was sowohl zueinem verminderten Signal wie auch zu einer längerenVerzögerung relativ zu dem Ar-Puls führt, der in dergelben Spur dargestellt ist. Figuren 17A und 17B zeigendie Signale der nicht im Umlauf befindlichen Note vorund nach einer Reinigung mit superkritischem C02 unddass der Prozess keine Wirkung auf die Porosität undsomit die Schlaffheit der Note hat.

[89] Das hier offenbarte Verfahren zum Reinigen vonBanknoten kann auch zum Reinigen und Wiederherstellenanderer Materialien verwendet werden, die Bilder,Farbtexturen, Druck oder Kombinationen davon aufweisen, ohne die Integrität der Bilder, Farbtexturen und desDrucks zu beeinträchtigen. Die Materialien können jenesein, bei welchen eine Wiederherstellung erwünscht ist,einschließlich, ohne aber darauf beschränkt zu sein,Dokumente und Grafik, wie Gemälde. Wie beim Verfahrenzum Reinigen der Banknoten kann superkritisches Fluidwie C02 zur Entfernung von Substanzen, einschließlich,ohne aber darauf beschränkt zu sein, Kontaminanten,Schmutz, Hauttalg und Pathogene, von dem Materialverwendet werden, ohne Bilder, Farbtexturen oder Druckzu beschädigen, die sich auf dem Material befindenkönnen.

[90] Die oben stehenden Ausführungsformen undBeispiele sind veranschaulichend und es können vieleVariationen bei ihnen eingeführt werden, ohne vom Wesender Offenbarung oder um Schutzumfang der beiliegendenAnsprüche abzuweichen. Zum Beispiel können Elementeund/oder Merkmale verschiedener veranschaulichender undbeispielhafter Ausführungsformen hier im Umfang dieserOffenbarung miteinander kombiniert und/oderuntereinander ausgetauscht werden. Die Aufgaben derErfindung, gemeinsam mit verschiedenen Merkmalen einerNeuartigkeit, die die Erfindung charakterisieren, sindinsbesondere in den beiliegenden Ansprüchenhervorgehoben und bilden einen Teil dieser Offenbarung.Für ein besseres Verständnis der Erfindung, ihrerbetrieblichen Vorteile und der speziellenZielsetzungen, die durch ihre Anwendungen erreichtwerden, sollte auf die beiliegenden Zeichnungen Bezugund Beschreibungen genommen werden, in welchen einebevorzugte Ausführungsform der Erfindung dargestelltist.

Claims

ANSPRÜCHE 1. Verfahren zum Reinigen eines sicheren Instruments,das eine TrägerSchicht, sichtbare Daten und einSicherheitsmerkmal enthält, umfassend: Einwirken eines superkritisches Fluids auf dassichere Instrument bei einer Temperatur und einemDruck und über einen Zeitraum, die ausreichendsind, die Trägerschicht zu reinigen und dasSicherheitsmerkmal und die sichtbaren Daten nichtzu beeinträchtigen; wobei das Reinigen der Trägerschicht das Entferneneiner oder mehrerer Substanz(en) von derTrägerschicht in das superkritische Fluid enthält.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die sichtbaren Daten ein Bild, Authentifizierungsinformationenoder beides umfassen.
3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die eine oder mehreren Substanz(en) Kontaminanten, Schmutz,Hauttalg, Pathogene oder jede Kombination vondiesen umfassen.
4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei zumindest eine der einen oder mehreren Substanz(en) imsuperkritischen Fluid löslich ist.
5. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Einwirken ferner ein Fließen des superkritischen Fluidsdurch das sichere Instrument hindurch und umdieses herum umfasst.
6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei das Fließen einBewegen des sicheren Instruments imsuperkritischen Fluid umfasst.
7. Verfahren nach Anspruch 5, wobei das Fließen einRühren des superkritischen Fluids umfasst.
8. Verfahren nach Anspruch 5, wobei das Fließen einAnlegen von Ultraschallwellen durch dassuperkritische Fluid umfasst.
9. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Reinigen eineDesinfektion umfasst.
10. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das superkritische Fluid CO2 umfasst.
11. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das superkritische Fluid ferner eine ionischeFlüssigkeit oder ein anderes Gas umfasst.
12. Verfahren nach Anspruch 1, des Weiteren umfassendein Bestimmen der Tauglichkeit des sicherenInstruments.
13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei das Bestimmen der Tauglichkeit umfasst: Abtasten des sicheren Instruments zum Erlangen von Informationenbezüglich einer oder mehrerer Eigenschaften dessicheren Instruments; und Bestimmen, ob die eine oder mehrerenEigenschaft(en) ein vorbestimmtes Kriterium odermehrere vorbestimmte Kriterien erfüllt bzw.erfüllen.
14 Verfahren nach Anspruch 13, wobei die vorbestimmten Kriterien ein annehmbares Maß anZerreißen umfassen.
15. Verfahren nach Anspruch 13, wobei dievorbestimmten Kriterien ein annehmbares Maß anSchlaffheit umfassen.
16. Verfahren nach Anspruch 13, wobei dievorbestimmten Kriterien ein annehmbares Maß anKritzelei umfassen.
17. Verfahren nach Anspruch 13, wobei die vorbestimmten Kriterien ein annehmbares Maß anVerunreinigung umfassen.
18. Verfahren nach Anspruch 1 des Weiteren umfassendein Authentifizieren des sicheren Instruments.
19. Verfahren nach Anspruch 1 des Weiteren umfassendein Einführen eines Einfangmaterials in dassuperkritische Fluid zur Entfernung zumindesteines Teils der einen oder mehreren Substanz(en)aus dem superkritischen Fluid.
20. Verfahren nach Anspruch 19, wobei das Einfangmaterial ein Material mit großer Oberflächeumfasst.
21. Verfahren nach Anspruch 19, wobei das Einfangmaterial pyrogene Kieselsäure umfasst.
22. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Dauer von 30Minuten bis 12 Stunden ist.
23. Verfahren zum Reinigen mehrerer sichererInstrumente, wobei jedes sichere Instrument eine Trägerschicht, sichtbare Daten und einSicherheitsmerkmal enthält, umfassend: Sortieren der sicheren Instrumente anhand einesvorbestimmten Kriteriums oder mehrerer vorbestimmte Kriterien; Einwirken eines superkritisches Fluids auf dassichere Instrument bei einer Temperatur und einemDruck und über einen Zeitraum, die ausreichendsind, die Trägerschicht zu reinigen und dieSicherheitsmerkmale und die sichtbaren Daten dersicheren Instrumente nicht zu beeinträchtigen; wobei das Reinigen der Trägerschicht ein Entferneneiner oder mehrerer Substanz(en) aus denTrägerschichten in das superkritische Fluid enthält.
24. Verfahren nach Anspruch 23, wobei die sichtbarenDaten ein Bild, Authentifizierungsinformationenoder beides umfassen.
25. Verfahren nach Anspruch 23, wobei die eine odermehreren Substanz(en) Kontaminanten, Schmutz,Hauttalg, Pathogene oder jede Kombination vondiesen umfasst bzw. umfassen.
26. Verfahren nach Anspruch 23, wobei zumindest eineder einen oder mehreren Substanz(en) imsuperkritischen Fluid löslich ist.
27. Verfahren nach Anspruch 23, wobei das Einwirkendes Weiteren ein Fließen des superkritischenFluids durch die sicheren Instrumente hindurch undum diese herum umfasst.
28. Verfahren nach Anspruch 23, wobei das Reinigeneine Desinfektion umfasst.
29. Verfahren nach Anspruch 23, wobei das superkritische Fluid CO2 umfasst.
30. Verfahren nach Anspruch 23, wobei das superkritische Fluid des Weiteren eine ionischeFlüssigkeit oder ein anderes Gas umfasst.
31. Verfahren nach Anspruch 23, wobei das Sortierenein Abtasten der sicheren Instrumente umfasst umzu bestimmen, ob eine oder mehrere Eigenschaft(en)der sicheren Instrumente ein vorbestimmtesKriterium oder mehrere vorbestimmte Kriterienerfüllt bzw. erfüllen.
32. Verfahren nach Anspruch 31, wobei die vorbestimmten Kriterien ein annehmbares Maß an Zerreißen umfassen.
33. Verfahren nach Anspruch 31, wobei die vorbestimmten Kriterien ein annehmbares Maß an Schlaffheit umfassen.
34. Verfahren nach Anspruch 31, wobei die vorbestimmten Kriterien ein annehmbares Maß an Kritzelei umfassen.
35. Verfahren nach Anspruch 31, wobei die vorbestimmten Kriterien ein annehmbares Maß an Verunreinigung umfassen.
36. Verfahren nach Anspruch 23, des Weiteren umfassendein Authentifizieren der sicheren Instrumente.
37. Verfahren nach Anspruch 23 des Weiteren umfassendein Einführen eines Einfangmaterials in dassuperkritische Fluid zur Entfernung zumindesteines Teils der einen oder mehreren Substanz(en)aus dem superkritischen Fluid.
38. Verfahren nach Anspruch 23 des Weiteren umfassendein Rückführen des superkritischen Fluids.
39. Vorrichtung zum Reinigen eines sicherenInstruments, das eine Trägerschicht, sichtbareDaten und ein Sicherheitsmerkmal enthält,umfassend: eine Kammer, die ein superkritisches Fluid beieiner Temperatur und einem Druck und über einenZeitraum enthält, die ausreichend sind, dieTrägerschicht zu reinigen und das Sicherheitsmerkmal und die sichtbaren Daten dessicheren Instrumente nicht zu beeinträchtigen; und eine Struktur zum Halten des sicheren Instrumentsin der Kammer, so dass das superkritische Fluiddurch die sicheren Instrument hindurch und umdiese herum zirkuliert, um eine oder mehrerenSubstanz(en) in das superkritische Fluid zuentfernen.
40. Vorrichtung nach Anspruch 39 des Weiterenumfassend einen Rührmechanismus zum Zirkulierendes superkritischen Fluids durch das sichereInstrument in der Kammer hindurch und um diesesherum.
41. Vorrichtung nach Anspruch 39, wobei die Strukturzum Halten des sicheren Instruments eine Schaleumfasst.
42. Vorrichtung nach Anspruch 39, wobei die sichtbaren Daten ein Bild, Authentifizierungsdaten oder beides umfassen.
43. Vorrichtung nach Anspruch 39, wobei die eine odermehreren Substanz(en) Kontaminanten, Schmutz,Hauttalg, Pathogene oder jede Kombination vondiesen umfassen.
44. Vorrichtung nach Anspruch 39, wobei zumindest eineder einen oder mehreren Substanz(en) imsuperkritischen Fluid löslich ist.
45. Vorrichtung nach Anspruch 39, wobei das Reinigeneine Desinfektion umfasst.
46. Vorrichtung nach Anspruch 39, wobei das superkritische Fluid C02umfasst.
47. Vorrichtung nach Anspruch 39, wobei das superkritische Fluid des Weiteren eine ionischeFlüssigkeit oder ein anderes Gas umfasst.
48. Vorrichtung nach Anspruch 39, wobei das superkritische Fluid des Weiteren einEinfangmaterial zum Entfernen zumindest einesTeils der einen oder mehreren Substanz(en) aus demsuperkritischen Fluid umfasst.
49. Vorrichtung zum Reinigen mehrerer sichererInstrumente, wobei jedes sichere Instrument eineTrägerschicht, sichtbare Daten und einSicherheitsmerkmal enthält, umfassend: einen Sortierer zum Bestimmen, ob die sicherenInstrumente eine oder mehrere Eigenschaft(en) aufweisen, die ein vorbestimmtes Kriterium odermehrere vorbestimmte Kriterien erfüllen; eine Struktur zum Halten sicherer Instrumente, diedas vorbestimmte Kriterium oder mehrerevorbestimmte Kriterien erfüllen; und eine Kammer, die ein superkritisches Fluid beieiner Temperatur und einem Druck und über einenZeitraum enthält, die ausreichend sind, dieTrägerschicht zu reinigen und die Sicherheitsmerkmale und die sichtbaren Daten dersicheren Instrumente nicht zu beeinträchtigen; wobei die Struktur zum Halten der sicherenInstrumente imstande ist, in der Kammer so angeordnet zu werden, dass das superkritischeFluid durch die sicheren Instrumente hindurch undum diese herum zirkuliert, um eine oder mehrerenSubstanz(en) in das superkritische Fluid zuentfernen.
50. Vorrichtung nach Anspruch 49 des Weiterenumfassend einen Rührmechanismus zum Zirkulierendes superkritischen Fluids in der Kammer durch diesicheren Instrumente hindurch und um diese herum.
51. Vorrichtung nach Anspruch 49, wobei die Strukturzum Halten der sicheren Instrumente eine Schaleumfasst.
52. Vorrichtung nach Anspruch 49, wobei die sichtbarenDaten ein Bild, Authentifizierungsdaten oderbeides umfassen.
53. Vorrichtung nach Anspruch 49, wobei die eine odermehreren Substanz(en) Kontaminanten, Schmutz, Hauttalg, Pathogene oder jede Kombination vondiesen umfassen.
54. Vorrichtung nach Anspruch 49, wobei zumindest eine der einen oder mehreren Substanz(en) im superkritischen Fluid löslich ist.
55. Vorrichtung nach Anspruch 49, wobei das Reinigeneine Desinfektion umfasst.
56. Vorrichtung nach Anspruch 49, wobei das superkritische Fluid CO2 umfasst.
57. Vorrichtung nach Anspruch 49 wobei das superkritische Fluid des Weiteren eine ionischeFlüssigkeit oder ein anderes Gas umfasst.
58. Vorrichtung nach Anspruch 49 wobei das superkritische Fluid des Weiteren einEinfangmaterial zum Entfernen zumindest einesTeils der einen oder mehreren Substanz(en) aus demsuperkritischen Fluid umfasst.
59. Vorrichtung nach Anspruch 49, wobei die vorbestimmten Kriterien ein annehmbares Maß an Zerreißen umfassen.
60. Vorrichtung nach Anspruch 49, wobei die vorbestimmten Kriterien ein annehmbares Maß an Schlaffheit umfassen.
61. Vorrichtung nach Anspruch 49, wobei die vorbestimmten Kriterien ein annehmbares Maß an Kritzelei umfassen.
62. Vorrichtung nach Anspruch 4 9, wobei die vorbestimmten Kriterien ein annehmbares Maß anVerunreinigung umfassen.
63. Vorrichtung nach Anspruch 49, wobei die vorbestimmten Kriterien sind, ob das sichereInstrument authentisch ist.
64. Verfahren zum Wiederherstellen eines Materials,das zumindest eines von einem Bild, Farbtexturenund Druck enthält, umfassend: Einwirken eines superkritischen Fluids auf dasMaterial bei einer Temperatur und einem Druck undüber einen Zeitraum, die ausreichend sind, dasMaterial zu reinigen und das Bild, die Farbtexturen und den Druck nicht zubeeinträchtigen; wobei ein Reinigen des Materials ein Entferneneiner oder mehrerer Substanz(en) aus dem Materialin das superkritische Fluid enthält.
65. Verfahren nach Anspruch 64, wobei das Material einDokument ist, das einen Druck enthält.
66. Verfahren nach Anspruch 64, wobei das Materialeine Grafik ist.
67. Verfahren nach Anspruch 66, wobei die Grafik einGemälde mit Farbtexturen enthält.
68. Verfahren nach Anspruch 64, wobei die eine odermehreren Substanz (en) Kontaminanten, Schmutz,Hauttalg, Pathogene oder jede Kombination vondiesen enthält bzw. enthalten.
69. Verfahren nach Anspruch 64, wobei dassuperkritische Fluid CO2 umfasst.