DE3122470A1 - "sicherheitspapier und verfahren zur herstellung desselben" - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Sicherheitspapier mit lumineszierenden
Einlagerungen wie Melierfasern oder Sicherheitsfäden.
Unter Sicherheitspapier werden im folgenden neben Banknoten und anderen geldwerten Papieren wie Schecks, Scheckkarten,
Kreditkarten auch weitere besonders gesicherte Dokumente wie Ausweise und dergl. verstanden. Derartige Papiere, deren
Handels- oder Nutzungswert den Materialwert bei weitem übersteigt,
müssen durch geeignete Maßnahmen als echt erkennbar und von Nachahmungen und Fälschungen unterscheidbar sein.
Zu den Maßnahmen, die sich zu diesem Zwecke in der Vergangenheit besonders bewährt haben gehört unter anderem auch das
Einbetten von Sicherheitsfäden sowie von lumineszierenden Melierfasern
in den Papierstoff.
Der Sicherungswert dieser Echtheitskennzeichen ist darin
begründet, daß sie nur während der Papierherstellung in das gerade entstehende Blatt eingebettet werden können. Zur erfolgreichen'
Nachahmung ist deshalb neben dem Zugriff auf aufwendige Apparaturen handwerkliches.Können und Wissen in
einem Maße erforderlich, daß dem Fälscher normalerweise nicht verfügbar ist.
Trotzdem ist es möglich und auch seit einigen Jahren mit Erfolg versucht worden den Sicherungswert der vorstehend
genannten Echtheitskennzeichen noch weiter zu erhöhen. Dazu stattet man diese mit zusätzlichen Eigenschaften aus, um
schon die Nachbildung des Echtheitskennzeichens deutlich zu erschweren. Der Fälscher wird so gezwungen zunächst die
Echtheitskennzeichen selbst erfolgreich zu fälschen bzw. nachzuahmen und diese dann in einem zweiten Schritt in das
Sicherheitspapier einzubetten.
In diesem Zusammenhang sind bereits Sicherheitsfäden mit
magnetischen und/oder elektrisch leitenden Beschichtungen
bekannt geworden. Einbettungen mit solchen Eigenschaften
sind aber einerseits vergleichsweise leicht nachzubilden und erfordern andererseits zu ihrer Überprüfung vergleichsweise komplizierte Vorrichtungen.
magnetischen und/oder elektrisch leitenden Beschichtungen
bekannt geworden. Einbettungen mit solchen Eigenschaften
sind aber einerseits vergleichsweise leicht nachzubilden und erfordern andererseits zu ihrer Überprüfung vergleichsweise komplizierte Vorrichtungen.
Leicht nachzuahmen sind solche Fasern, weil" man mit handelsüblichen
Emulsionen elektrisch leitende bzw. magnetisierbare Besch'ichtungen durch Eintauchen der Faser in diese Emulsionen
und anschließende Lufttrocknung herstellen kann; für
Eindrucksfälschungen genügt in vielen Fällen schon ein Bleistiftstrich als Ersatz für eine elektrisch leitende Faser
bzw. ein Strich mit einem im Handel erhältlichen Filzschreiber der magnetisierbare Tinte enthält für eine magnetisierbare Faser.'
Eindrucksfälschungen genügt in vielen Fällen schon ein Bleistiftstrich als Ersatz für eine elektrisch leitende Faser
bzw. ein Strich mit einem im Handel erhältlichen Filzschreiber der magnetisierbare Tinte enthält für eine magnetisierbare Faser.'
Vergleichsweise aufwendig zu prüfen sind solche Fasern, weil die Detektoren zum Nachweis der elektrischen, bzw. der magnetischen
Eigenschaften in der Regel sehr nahe und dabei mit
definiertem Abstand an die Fasern herangebracht werden müssen; außerdem muß das Echtheitssignal bei diesen Merkmalen in jedem Falle durch nachgeschaltete Auswertevorrichtungen in ein visuell erkennbares umgewandelt werden. Bei visuell lu'mineszierenden Kennzeichen wird diese Auswertung vom Auge des
Beobachters erledigt. ■ Deshalb treten die o.g. Nachteile bei
der Verwendung lumineszierender Einbettungen nicht auf.Zur
Verwendung in Sicherheitspapieren kann man lumineszierende
Einbettungen vielmehr so ausbilden, daß sie zwar leicht und
einfach nachzuweisen sind, die Lumineszenzstoffe selbst dabei aber weder im Handel erhältlich noch ihre Herstellung mit den dem Fälscher verfügbaren Mitteln durchführbar ist.
definiertem Abstand an die Fasern herangebracht werden müssen; außerdem muß das Echtheitssignal bei diesen Merkmalen in jedem Falle durch nachgeschaltete Auswertevorrichtungen in ein visuell erkennbares umgewandelt werden. Bei visuell lu'mineszierenden Kennzeichen wird diese Auswertung vom Auge des
Beobachters erledigt. ■ Deshalb treten die o.g. Nachteile bei
der Verwendung lumineszierender Einbettungen nicht auf.Zur
Verwendung in Sicherheitspapieren kann man lumineszierende
Einbettungen vielmehr so ausbilden, daß sie zwar leicht und
einfach nachzuweisen sind, die Lumineszenzstoffe selbst dabei aber weder im Handel erhältlich noch ihre Herstellung mit den dem Fälscher verfügbaren Mitteln durchführbar ist.
In diesem Sinne geeignete Luminophore und ihre Herstellung werden für die Anwendung auch bei Sicherheitspapieren
in der CH-PS 516 196 beschrieben.
Als Luminophore werden Chelate der Lanthanide verwendet (d.h. die Elemente mit den Ordnungszahlen 58-71 im Periodensystem
der Elemente).
Diese Luminophore zeichnen sich durch eine besonders schmalbandige
Emission aus. In der o.g. Patentschrift werden die linienhaft emittierenden Luminophore einer Druckfarbe, beigemischt
und so auf das Dokument gedruckt. Durch Anwesenheit bzw. Abwesenheit bestimmter Luminophore bzw. ihrer
Emissionslinien wird eine kodierte Information aufgezeichnet, welche als Echtheitskennzeichen dienen kann. Die Emission
erfolgt dabei im sichtbaren Bereich des optischen Spektrums; zur Erweiterung des verwendbaren Spektralbereichs werden
ferner Emissionslinien im nahen Infrarot herangezogen.
Sicherheitspapiere mit fluoreszierenden Fasern und fluoreszierenden
Sicherheitsfäden sind aus der GB-PS 417 488 bekannt. Diese Patentschrift lehrt Sicherheitsfäden bzw. Melierfasern
mit fluoreszierenden Stoffen zu imprägnieren, welche im Ultravioletten anregbar sind und im Sichtbaren emittieren.
Als entsprechende Luminophore wird u.a. ein Zink-Komplex von 8-Hydroxy-Chinolin genannt; die dort aufgeführten
Luminophore haben ein sehr breitbandiges Emissionsspektrum. Sie sind deshalb einerseits einfach nachahmbar und andererseits
nicht sicher identifizierbar.
Bei einer Prüfung resultiert daraus ferner der Nachteil, daß man zur sicheren Erkennung der Lumineszenz, welche sich vom
Druckbild farblich abheben muß,einen relativ großen Spektral-
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bereich für dieses Echtheitskennzeichen freizuhalten hat; die zu verwendeten Druckfarben dürfen diesen Spektralbereich
deshalb nicht tangieren. Ein weiterer Nachteil ist darin zu sehen, daß die genannten Fluoreszenzstoffe leicht
erhältlich sind und ihre Verfügbarkeit das Nachbilden ent-, sprechender Fasern, bzw. Fäden naturgemäß erleichtert.
Durch die US-PS 22 55 696 wird die o.g.
Sicherungsmethode weiter ausgebildet. Der schon erwähnte Zink-Komplex wird dazu in Aceton gelöst und einer acetonischen
Lösung von Celluloseacetat zugemischt. Aus dieser Lösung wird dann eine Celluloseacetatfaser gesponnen, die den
Luminophor mit einer Konzentration von maximal 0,5% (Gewicht) enthält. Die so hergestellte Faser fluoresziert nach Anregung
mit ultraviolettem Licht. Infolge der geringen Konzentration des Luminophors in der Faser muß eine visuelle
überprüfung bei abgedunkeltem Raumlicht stattfinden. Darüberhinaus
sind auch hier die schon bei der GB-PS 417 488 genannten Nachteile wirksam.
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Aufgabe der Erfindung ist es deshalb lumineszierende Melierfasern
und/oder Sicherheitsfäden für Sicherheitspapiere vorzuschlagen, die eindeutig identifizierbar sind und aufgrund ihrer
Technologie schwer herstellbar sind. Die Konzentration der Luminophore in den Fasern soll daher so hoch sein, daß eine visuelle Echtheitsprüfung
auch bei Tageslichtbedingungen möglich ist. Die Lösung dieser Aufgabe gelingt mit den im Kennzeichen des
Hauptanspruchs genannten Mitteln. Weitere Ausbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Erfindungsgemäß wird Sicherheitspapier mit schmalbandig Iumineszierenden
Melierfasern bzw. Sicherheitsfäden aus Celluloseacetat
ausgestattet; die dabei verwendeten Luminophore sind Lanthanid-Chelate?der jeweils verwendete Luminophor
ist gleichmäßig und mit hoher Konzentration im Volumen der Celluloseacetatfaser gelöst. ■
In der bevorzugten Ausführung der Verbindung ist die lumineszierende
Faser farblos und emittiert nach Anregung mit UV-Licht intensiv im Roten.
Zur Herstellung von lumineszierenden Fasern gemäß dieser Erfindung
wird Celluloseacetat in Aceton gelöst und mit einer acetonischen Lösung eines Lanthanid-Chelates vermischt;
Die verwendeten Lanthanid-Chelate sind in Aceton bis zu hohen Konzentrationen löslich; bei Versuchen wurden ·
Löslichkeiten von 68% (Gewicht) in Aceton erreicht. Die derart hergestellte Mischung der genannten Lösung wird nun in
an sich bekannter Weise zu einer Faser versponnen.
Die Faser nach dieser Erfindung ist vorzugsweise farblos und transparent;
sie kann aber in einer dem Fachmann bekannten Weise durch
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Zusätze auch weiß oder farbig eingestellt werden.
Zum Einsatz als Melierfaser wird die Faser nun im allgemeinen
gekräuselt und auf 3 bis 4 mm Länge geschnitten. Die so erhaltenen Melierfasern können dann ohne weitere Behandlung
nach bekannten Verfahren der Pulpe einer Papiermaschine zugefügt werden.
Für den Einsatz als Sicherheitsfaden wird das Spinngut vorteilhafterweise
zu einem Faden verdrillt oder verwoben; es hat sich nämlich als äußerst schwierig erwiesen mit dem angewendeten
Spinnverfahren direkt Fäden von ausreichender Dicke zu erzielen.
Dabei ist es möglich den Sicherheitsfaden mit einer Information zu versehen," wenn man ihn aus unterschiedlich lumineszierenden
Einzelfasern verdrillt bzw. verwebt. An- bzw. Abwesenheit bestimmter Luminophore -erkennbar durch An- bzw. Abwesenheit
bestimmter Emissions linien- bzw. Farben -bilden dann die
codierte Information; diese kann z.B. den Wert von Banknoten angeben.
Ein besonders augenfälliger'. Vorteil dieser erfindungsgemäßen
Fasern ist, daß der Luminophoregehalt gegenüber dem Stand der Technik um einen Faktor 20 'gesteigert werden konnte.
Dementsprechend gesteigert ist auch die Lumineszenzintensität . Dieser überraschende Effekt wird verursacht durch die
außerordentlich große Löslichkeit der Lanthanid-Chelate in Aceton, auf die bereits weiter oben hingewiesen wurde.
Wegen'der-starken Lumineszenzintensität kann man zur Prüfung
der Echtheit des erfindungsgemäßen Sicherheitspapiers eine Faser mit Aceton an- oder auflösen; dabei löst sich auch der
Luminophor und "blutet" in den Papierstoff aus. Unter der UV-Lampe wird deshalb ein entsprechend breiter Fleck erkennbar,
der als Echtheitskriterium verwendet werden kann= Weil der Fleck unter Raum- bzw. Tageslicht nicht sichtbar
ist, kann ein so geprüftes Sicherheitspapier anschließend wieder in den Umlauf gegeben werden. Eine derartige Echtheitsprüfung
läßt sich mit bekannten Melierfasern nicht durchführen. Ein weiterer wichtiger Vorteil resultiert aus der Schmalbandigkeit
der Lumineszenzemission erfindungsgemäßer Fasern. So wird'z.B. bevorzugt ein Europium-ß-Diketonchelat mit einer
Konzentration von 5 % (Gewicht) in einer transparenten Celluloseacetatfaser-verwendet.
Bei Anregung mit ultraviolettem Licht zeigt diese Faser-eine sehr intensive Emission im Roten; die
entsprechende Emissionslinie hat dabei nur eine spektrale Breite von 5 nm. Bei der Gestaltung des Druckbildes muß man
deshalb nur einen schmalen Spektralbereich für ein sicheres Erkennen des Echtheitskennzeichens freihalten.
Vorteilhaft ist ferner, daß mit dieser Erfindung erstmals eine farblose Faser herstellbar ist, die stark rot luminesziert.
Melierfasern mit herkömmlicher, breitbandiger Fluoreszenz weisen dagegen stets eine Körperfarbe
auf und sind dadurch bereits mit bloßem Auge auszumachen.
Offensichtliche Vorteile ergeben sich auch für die Konstruktion
von automatisch arbeitenden Vorrichtungen zum Prüfen der Echtheit von erfindungsgemäßem Sicherheitspapier. Weil
man dem Fotodetektor nur Licht aus einem kleinen Spektralbereich zuführen muß und die anderen Bereiche des Spektrums
durch geeignete Filter abdeckbar sind, kann das Signalrauschverhältnis
sehr günstig gehalten werden; dies gestattet eine einfache und kostengünstige Konstruktion des Prüfgerätes.
Dabei ist das günstige Signalrauschverhältnis insbesondere auch durch die gegenüber dem Stand der Technik beträchtlich
gesteigerte Lumineszenzintensität, d. h. den Signalpegel ver-
ursacht.
Auch-wenn bevorzugte Ausführungen der Erfindung eine sichtbare
Lumineszenz verwenden, ist deshalb die Erfindung keineswegs auf Fasern und Fäden mit Lumineszenzemission im Sichtbaren
beschränkt. Im nachstehenden Beispiel 2 ist ein Lanthanid-Chelat
beschrieben, der ausschließlich im Infraroten emittiert aber sonst im Hinblick auf die Erfindung die gleichen Eigenschaften
aufweist)wie die im Sichtbaren emittierenden Luminophore.
Die Anwendung solcher Melierfasern bzw. Sicherheitsfäden ist z.B. vorteilhaft, wenn man aus gegebenen Gründen
die Echtheitskontrolle nicht' von jedermann nachvollziehbar gestalten will. In solchen Vorrichtungen wird, das emittierte
Licht durch entsprechende IR-Fotodetektoren oder auch durch IR-Bildwandler nachgewiesen und ausgewertet. Eine geeignete
Prüfvorrichtung zum Nachweis lumineszierender Melierfasern
ist z.B. in der DE-AS 20 37 755 beschrieben; sie muß lediglich durch entsprechende Wahl der Filter und des Fotoempfängers
an den verwendeten Luminophor angepaßt werden.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von zwei Beispielen näher erläutert: ' ·
Herstellung einer farblosen Melierfaser, die im Sichtbaren
bei 610 nm luminesziert.
1 Mol Europiumchlorid (EuCl3'6H2O) wird in Methanol gelöst
und mit einer methanolischen Lösung von 4 Mol 1-Phenyl-1,3-butandion
vermischt. Dazu gibt man unter Rühren eine Lösung von 4,2 Mol Piperidin in Methanol zu, wobei sich das
Reaktionsgemisch unter Erwärmung gelb färbt. Nach dem Abkühlen gießt man das Gemisch unter starkem Rühren in 20 1
Wasser, wobei der Chelat als weiße Flocken ausgeschieden wird, die abfiltriert, gewaschen und an Luft.bei 8O0C getrocknet
werden.
Statt 1-Phenyl-1,3 butandion können auch alle Derivate von
ß-Diketonen bzw. Verbindungen mit 1-Hydroxy-3-Oxo-Gruppierungen
■der allgemeinen Formel R-Q=CH-C-R' als chelatbildende
OH Ö
Liganden eingesetzt werden, sofern damit eine Energieübertragung auf das Zentralatom - das hier immer ein Lanthanid
(Ordnungszahl 58-71) ist- ermöglicht wird.
R und R1 können dabei gleich oder verschieden oder auch
Teile eines cyclischen Produktes sein: z.B. R^R=CH.,-
oder CpHj- - oder C_H„- (allgemein CnH,, ..) oder CF3- oder
C9F1.- ' (allgemein C^ F_ 1) oder Phenyl-oder Naphthyl-
oder Thienyl- oder Piperidyl.
Teile eines cyclischen Produktes sein: z.B. R^R=CH.,-
oder CpHj- - oder C_H„- (allgemein CnH,, ..) oder CF3- oder
C9F1.- ' (allgemein C^ F_ 1) oder Phenyl-oder Naphthyl-
oder Thienyl- oder Piperidyl.
Aus dem synthetisierten Chelat wird eine 30%ige acetonische
Lösung hergestellt, und diese anschließend einer acetonischen Lösung von Celluloseacetat zugesetzt. Danach wird das Gemisch durch eine Düse in einen beheizten Fällschacht gedrückt
und so zu einer endlosen dünnen Faser aus Celluloseacetat versponnen, welche den Luminophor bis zu einem Anteil
von 10% (Gewicht) im Volumen enthält. Die Faser wird dann gekräuselt
und in Abschnitte von ungefähr 3 mm Länge, geschnitten.
Die so hergestellten Melierfasern lumineszieren intensiv
bei' 610 nm, wenn sie mit ultraviolettem Licht bestrahlt werden;
die Fasern sind lichtecht bis WS3 und beständig gegenüber
Benzin, Benzol, Äther und Ölen.
Benzin, Benzol, Äther und Ölen.
Zur Herstellung von Sicherheitspapier werden die Fasern in bekannter Weise der Pulpe einer Papiermaschine beigegeben.
Herstellung des farblosen Sicherheitsfadens der im Infraroten
bei 1,06 μΐη luminesziert.
Der entsprechende Chelat wird wie in Beispiel 1 beschrieben
hergestellt.-, wobei jedoch statt 1 Mol EuCl^"6H-O ein Mol
_ "'14 _
NdCl^* 61^0 verwendet wird. Aus dem so synthetisierten
Chelat wird wieder eine 30%ige acetonische Lösung hergestellt/ diese mit einer acetonischen Lösung von Celluloseacetat
vermischt und zu einer feinen Faser versponnen. Anschließend werden mehrere dieser Fasern zu einem' Faden von 0,5 mm
Breite verwoben. Dieser Faden ist farblos und luminesziert intensiv im Infraroten bei 1 ,06 μΐη nach Anregung mit sichtbarem
Licht; er ist lichtecht und beständig gegenüber Benzin, Benzol, Äther und Ölen. Zur Herstellung eines entsprechenden
Sicherheitspapiers wird er auf einer Doppel-Rundsieb-Papiermaschine von Rolle zwischen die beiden Lagen
des sich bildenden Blattes geführt und so vom Papierstoff umschlossen.
Claims (15)
- K 13 420 /41GAOGesellschaft für Automation und Organisation mbH Euckenstr.12
8000 München 70Sicherheitspapier und Verfahren zur Herstellung desselbenPatentansprüche1/. Sicherheitspapier mit eingebetteten lumineszierendem Fäden oder Fasern aus Celluloseacetat, dadurch gekennzeichnet, daß das Celluloseacetat mit schmalbandig lumineszierenden Lanthanid-Chelaten im Volumen durchgefärbt ist. - 2. Sicherheitspapier nach Anspruch 1, dadurch g e k e η nzeichnet, daß die Lanthanid-Chelate mit Konzentrationen bis zu 10% (Gewicht) im Celluloseacetat vorhanden sind.
- 3. Sicherheitspapier nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die lumineszierenden Fäden oder Fasern farblos sind.
- 4. Sicherheitspapier nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die lumineszierenden Fäden oder Fasern nach Anregung mit ultraviolettem Licht im Sichtbaren schmalbandig emittieren.
- 5. Sicherheitspapier nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die lumineszierenden Fäden oder Fasern farblos sind und nach Anregung mit ultraviolettem Licht schmalbandig rot lumineszierend
- 6. Sicherheitspapier nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die eingebetteten lumineszierenden Fäden oder Fasern nach Anregung mit ultraviolettem und/oder sichtbarem Licht .im Infraroten schmalbandig emittieren.
- 7. Sicherheitspapier nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einbettung in der Form eines Sicherheitsfadens aus gewobenen oder verdrillten Fäden vorliegt.
- 8. Sicherheitspapier nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Luminophor ein Europium-Chelat ist.
- 9. Sicherheitspapier nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Luminophor ein Neodym-Chelat ist.
- 10. Sicherheitspapier nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der chelatbildende Ligand zur Gruppe der ß-Diketone gehört.
- 11. Sicherheitspapier nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es einen Sicherheitsfaden enthält, der aus Fasern mit unterschiedlichen Luininophoren gezwirnt bzw. gewebt ist, wobei dem Sicherheitsfaden durch die Verwendung bzw. Nichtverwendung bestimmter Luminophore eine kodierte Information aufgeprägt ist.
- 12. Verfahren zur Herstellung von lumineszierenden Fasern in Sicherheitspapieren gemäß einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung der Fasern eine acetonische Lösung von Celluloseacetat mit einer acetonischen Lösung des Lanthanid-Chelats gemischt wird und die Lösung anschließend zu einer feinen Faser versponnen wird.
- 13. Verfahren zur Herstellung von lumineszierenden Melierfasern in Wertpapieren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die fein gesponnenen Fasern zunächst gekräuselt und dann geschnitten werden.
- 14. Verfahren zur Herstellung von lumineszierenden Sicherheitsfäden in Wertpapieren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die fein gesponnenen Fasern zu einem Faden verzwirnt oder verwoben werden.
- 15. Verfahren zur Echtheitsprüfung eines Sicherheitspapiers nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst eine lumineszierende Faser bzw. ein aus -solchen Fasern gewebter Faden mit Aceton anoder aufgelöst wird und sodann die Lumineszenz der Restfaser sowie des im benachbarten Papierstoff dispergierten Fasermaterials als Kriterium für die Echtheit des Sicherheitspapiers herangezogen wird.
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