JPH0673998B2

JPH0673998B2 - 保証書類

Info

Publication number: JPH0673998B2
Application number: JP60122384A
Authority: JP
Inventors: シユナイダーウオルター
Original assignee: GEE AA OO G FUYUURU AUTOMATSUIOON UNTO ORUGANIZATSUIOON MBH
Current assignee: GEE AA OO G FUYUURU AUTOMATSUIOON UNTO ORUGANIZATSUIOON MBH
Priority date: 1984-06-06
Filing date: 1985-06-05
Publication date: 1994-09-21
Anticipated expiration: 2009-09-21
Also published as: ES8702013A1; EP0166273A3; JPH06236474A; US4763927A; DE3421041A1; EP0166273B1; DE3584914D1; EP0166273A2; ES543868A0; ATE70647T1; JPS6159589A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、保証書類、特に保証証紙、紙幣、身証明書等
に関し、これらは、例えば保証接合体（safety threa
d）の形の同書類中に埋設される信頼性の高い真正品識
別のための手段を有するとともに、同書類の真実性を確
認するために機械的に試験し得るものである。

（従来技術）紙または合成材料からなる保証証紙および他の金銭的有
価製品を、権限のない模造品に対抗して保護するため、
それらの中にいわゆる保証接合体（safety thread）を
埋設することが知られている。これらの保証接合体は、
一般に合成もしくは金属フィルムの狭いストリップ（帯
片）、織物製接合体（textile thread）、ワイヤ、およ
び同様の材料からなる。

また、保証接合体に非常に細かい文字（約0.4mmの高さ
のいわゆるマイクロ文字）を印刷することにより、それ
らに追加の特性を持たせることも知られており（例え
ば、西独国公告特許明細書第1446851号）、同マイクロ
文字は、例えば偽造者がそれらを模倣するのを特に困難
にする。表面に有色材料からなるコーティングを施すこ
ともこの関係において知られている。

増大する自動化に伴って、前記保証接合体が機械的試験
に適するように同保証接合体を設計する努力もなされて
きている。それゆえ、保証接合体には、例えば、紫外線
の下で蛍光を発する物質、または磁気的特性もしくはＸ
線を用いて検知できる特性を持った物質が設けられた
（例えば、西独国公告特許第2754267号参照）。そのよ
うな接合体を紙幣内または他の保証書類内に埋設する
と、適宜の試験装置を用いて書類の真実性もしくは価値
を確認することが可能となる。

身分証明書、紙幣等のごとき保証書類を機械的にテスト
することは、現代では、特に現金支払い機、いわゆるPO
S端末機もしくは銀行のカウンターにおいて望ましいも
のである。しかし、紙幣または同様の金銭的有価物を自
動選別もしくは自動処理するため、すなわち例えばそれ
らの書類の真実性または価値を調べるため、同書類を急
速かつ機械的にテストすることは、特に有効で役に立つ
ことである。

このように、従来の保証書類では偽造防止のため、偽造
品との識別を可能とするような磁気的特徴を持たせる、
透過光や反射光に基づく光学的測定によって偽造品との
識別を可能にする、導電性あるいはルミネセンス等によ
り偽造品との識別を可能にする、などの手段を採用して
いた。偽造を行おうとする者にとって、これら従来の偽
造防止のための手段は、磁気技術等の普及に伴う各種検
出器の登場により、容易に手に入る標準的な装置を用い
てそれ程困難を伴わずに見破ることができたり模倣が可
能となるといった問題が生じてきた。

（発明の構成）上記問題点に鑑みて、本発明は、多くの異なった方法で
偽造品との識別を機械的にテストできる、例えば保証接
合体の形態をとる、保証書類に適する信頼性の高い真正
品識別のための手段を提供するという課題に基づいてな
されたものである。

この課題は、本発明による保証書類、すなわち、保証書
類、特に保証証紙、紙幣、身分証明書等であって、前記
書類の真実性を確認するために用いられる機械的に試験
可能な物理的特性を備える接合体またはシートの形態の
埋設された要素を有し、該要素は、ポリマー合成材料か
らなるとともに圧電特性および／または焦電特性を有す
るフィルム片であることを特徴とする保証書類によって
解決される。

本発明に使用されるフィルム自体は本来既知である。該
フィルムは、圧電特性および／または焦電特性を有し、
そしてその各面には導電性コーティングが設けられる。
それらの圧電特性により、機械的変形の場合に前記導電
性コーティング間には電位差が生じる。また、もし前記
導電性コーティングに電圧が印加されたとすると、これ
は前記フィルムを変形させる。多くの既知の圧電フィル
ムは、圧電特性だけでなく焦電特性も有する。すなわ
ち、前記フィルムが加熱された際にも電位差が前記導電
性コーティング間に測定できる。

前記フィルムは、屈曲可能であるとともに、10〜50μｍ
の厚さに製造できる。それらは、所望幅の接合体（thre
ad）になるように切断でき、次にそれらは、これらの良
好な機械的特性に基づき、紙幣、身分証明書、または他
の保証書類内に埋設されるのに適するようになる。

本発明が基礎としている思想、すなわち、圧電特性およ
び／または焦電特性を有するフィルムを保証接合体（sa
fety thread）の形態で紙幣、身分証明書、または他の
金銭的有価品のような書類の中へ埋設するという思想
は、特に広範な種類のテストの可能性（方法）を提供す
る。多数の種類のこれらの可能性があるということは、
本発明の真正品識別のための手段の特別な特性を検知す
るため、任意の特別なケースにおいて、自動化された分
野に特に良く適する一種の試験方法を選択して使用でき
るということを意味する。

したがって、前記保証接合体の機械的変形により発生す
る圧電電圧を測定および評価することが可能となる。こ
の目的のため、前記保証書類は、前記保証接合体の方向
へ折り曲げられてもよく、あるいは簡単な機械的急速振
動を加えられてもよい。その後、結果として発生する直
流または交流電圧が、電極の役目をする前記フィルム上
に設置された導電性コーティングを介して、接触または
非接触（例えばキャパシタを用いる）の方法で取り出し
得る。

また、焦電特性も機械的試験を行うために用いることが
可能である。この場合は、最初に、前記保証接合体を含
む前記書類の領域を加熱することが必要である。これ
は、適宜の波長の赤外線を照射することにより都合よく
行い得る。マイクロ波も、前記接合体を加熱するための
適切な手段である。なぜなら、それらは前記フィルム材
料により良く吸収されるからである。

機械・電気的または熱電気的変換に基づくこれらの方法
は、例えば現金支払い機または自動販売機において身分
証明書または紙幣をテストするのに適する。なぜなら、
この場合テスト自体は保証書類が一時的にでも所定の場
所にとどまった状態で行われるからである。すなわち、
前記保証書類がテスト中に移動しないからである。テス
トのために必要な機械的および電気的構成要素は、比較
的小さいハウジング内に収容でき、それゆえテストは簡
単な手動操作装置を用いて行なうことも可能である。さ
らに、同装置は、例えば銀行のカウンターまたはデパー
トの売り場等において用いることができる。

自動選別または自動領収証処理装置の場合は、急速な非
接触テストが有利である。なぜなら、書類が高速で処理
されるからである。この場合、例えば前記保証接合体を
その圧電特性に関してテストするため、超音波の場に対
する前記圧電フィルムの感応性を利用することが可能で
ある。超音波の場により生じる前記圧電フィルムの変形
は、交流電圧を生じさせ、この交流電圧は適切に設置さ
れたキャパシタプレートを介して、前記フィルムの導電
性コーティングから非接触の方法で取り出し得る。ま
た、前記キャパシタプレートを介して、前記圧電フィル
ムの導電性コーティングに交流電圧を伝達することも可
能である。それにより、前記圧電フィルムは振動を発生
するとともに、同じ周波数の音波を発射し、これは例え
ばマイクロフォンのような適宜の検知器を介して検知さ
れる。

機械的、熱的、または電気的励起に基づく圧電特性およ
び焦電特性から生じる効果をテストするために利用され
る前記の方法に加えて、他の物理的特性、たとえばその
導電性コーティングの導電性またはその光学的透過性の
ような特性をテストすることもできる。もし、真実性の
テスト時に、複数の特性が含められるとともに、個々の
結果が同時にウェートを置かれるとすると、一方で、確
認の信頼性を向上させることができるとともに、他方
で、偽造者が前記書類を模倣するのに必要な努力が何倍
以上にも増大する。

（実施例）本発明を添付図面を参照しながら以下の実施例に基づい
てより詳細に説明する。

第１図は、印刷された写真（絵も含む）２を有する保証
証紙１を示している。この保証証紙１の内部には、保証
接合体３が埋設されている。この保証接合体は、ストリ
ップ（帯片）となるように切断され、かつ圧電気および
／または焦電気の特性を有するポリマーフィルムからな
っている。たとえば紙幣である前記保証証紙内への前記
保証接合体の埋設は、保証証紙技術において知られてい
る方法に従う前記紙幣の製造時に行なわれる。一般に複
数の合成層から構成される身分証明書の場合、前記保証
接合体はこれらの層のうちの２つの間に挿入され、これ
らの層は次の冷間もしくは高温積層処理により、それら
の全表面にわたって互いに接合される。前記高温積層処
理の場合には、前記挿入された保証接合体の物理的特性
が高過ぎる温度により損なわれないように注意すべきで
ある。この方法により保証証紙または身分証明書内に埋
設された前記保証接合体は、視覚的に点検されたときに
は、観察者に対し何ら特別の特徴を表さない。なぜな
ら、同一または類似の外観を持つ接合体は紙幣において
よく知られているからである。

第２図は、保証証紙１の断面を示し、保証証紙１は証紙
層５および６間に埋設された保証接合体３を有してい
る。なお、図示を明瞭にするため厚さ関係は正しく示さ
れていない。

前記保証接合体は、10〜50μｍ、好ましくは15〜30μｍ
の厚さを有する。前記保証証紙のシート厚は、ほぼ100
μｍである。そのような保証接合体の幅は、普通は0.4
〜1.5mmであるが、0.6〜1.0mmの範囲の値を用いるのが
好ましい。前記フィルム材料は、当該材料に電荷を与え
るため、またはこれから電荷を除去するため、各面に導
電性コーティング（金属化）４を施されている。導電性
コーティング４は、真空蒸着、積層、もしくは他の適宜
の方法により、前記フィルムの全表面を被覆するよう
に、または断続的な状態で、前記フィルムに着設させる
ことができる。また、透明な半導体金属酸化物を真空蒸
着することも可能である。この方法により製造された保
証接合体はその後透明なままとなり、それゆえ前記証紙
内で、あるいは他の任意の金銭的に価値のある支払い手
段内において、それを検出することは困難となり、また
或る場合においては全く検出されない。

本発明に用いるのに適する圧電特性および焦電特性を持
ったフィルム材料は、例えばポリ弗化ビニリデン（PVD
F）である。これは、今まで知られている全物質の中で
最も大きい圧電および焦電係数を有する。PVDFは、３つ
の異なるα、βおよびγ相に結晶化する。前記物質が冷
却時に溶融状態から結晶化する一般的α相は、極特性を
持たず、それゆえここでは圧電特性が生じない。前記フ
ィルムを機械的に変形させると、その間に同フィルムは
１または２方向に方向性が与えられ、それによりポリマ
ーのチェーンに方向性が与えられ、その結果前記物質は
β相へ変換される。極性を与えるため、前記フィルム材
料は各面を電気的導性材料で被覆される。このように導
電性コーティングを設けられた前記フィルムは、次に約
1MV/cmの電界に置かれて、80〜120℃に加熱され、そし
て前記電界を維持したまま冷却される。極性はこの処理
により「凍結」され、この後、前記フィルムは所望の圧
電特性および焦電特性を有するようになる。

例えば接合体の形態で保証書類中に設けられた上記のフ
ィルム片は、多くの種々な方法を用いてテストすること
ができる。機械的張力の形で前記接合体に作用する機械
的エネルギ、または激しい上下動または振動を前記保証
接合体の内部の電気エネルギに変換することが可能であ
る。これは、折り曲げの場合には直流電圧として、また
激しい上下動の場合には電圧のパルスとして、振動の場
合には等しい周波数の交流電圧として、前記接合体から
取り出すことができる。前記電圧を取りだすため、接触
方法を選択することができる。直接の接触を容易にする
ため、前記保証接合体は、接触のための充分な領域が同
保証接合体上で自由にアクセス可能となるように、埋設
されてもよい。前記保証接合体は、この目的のため既知
の方法に従い、ペーパーウェブから得られる各個別のコ
ピーのため各面における接触が可能となるように、埋設
されるべきである。

多層の身分証明書においては、保証接合体の各端部を積
層体の表面上へ出すようにしてもよい。あるいは、例え
ば、空のままにしておくかまたは導電性材料を満たした
適宜の開口を有するカバー層を前記保証複合体に重ねる
ようにすることもできる。後者の場合、前記証明書は、
前記開口が汚損されないように連続した滑らかな表面を
有する。

第３図は、前記接合体の機械的折り曲げにより発生する
圧電電圧を測定するための試験装置を概略的に示してい
る。この目的のため、電極12,13が保証接合体３の導電
性コーティング４上に置かれる。前記各電極は例えば電
荷増幅器14を介して測定装置15に接続される。図示され
てない折り曲げ装置を介して、前記ストリップは例えば
矢印７の方向へ１回または数回折り曲げられる。前記接
合体の機械的変形により発生する圧電電圧は、前記測定
装置の助けにより表示することができる。

いわゆる二形態フィルムを用いることにより、比較的高
い電圧を得ることができる。これらのフィルムは、２つ
の重なり合い、かつ単一の軸方向に方向性を与えられた
圧電フィルムから構成され、これらの圧電フィルムの極
性の方向は反対である。得ることができる電圧Ｖは、次
の公式により計算することができる。

Ｖ＝電圧 g₃₁＝圧電延長係数Ｙ＝ヤング率ｔ＝前記フィルムの厚さＬ＝前記フィルムの長さＳ＝自由端の偏向量 PVDFフィルム（ポリ弗化ビニリデン）であって、g₃₁＝
0.17Vm/N、ｙ＝2.710N/m²、厚さが30μｍ、および長さ
が70mmであるものを用いると、その自由端が3cmだけ偏
向されるとき、約4Vの電圧が結果として得られる。

第３図に示されている測定構造は、焦電効果の数値を求
めるためにも使用することができる。この場合、前記フ
ィルムは機械的に変形される代わりに加熱される。使用
される加熱源は、例えばIRまたはマイクロ波放射器であ
ってもよい。得ることができる焦電電圧は、前記フィル
ム・ストリップの温度変化に比例するとともに、次の公
式により計算することができる。

Ｖ＝電圧ｐ＝焦電係数ｔ＝厚さ ΔＴ＝温度変化 ε＝誘電率 10μｍの厚さを有するPVDFフィルム（ε＝15、ｐ＝−40
μC/mK）を用いると、温度変化が１℃のとき、約3.5Vの
焦電電圧が結果として得られる。したがって、前記フィ
ルムの金属コーティングは、入射放射線の吸収力が増大
するように設計することもできる。適当なコーティング
材料は、例えば黒化された金またはビスマスの層であ
り、これらは、高いワイド・バンド吸収応答性と良好な
電導性とを特徴とする。

一方、前記圧電フィルムの一面には、透明または半透明
の導電性コーティングを設けることも可能である。この
場合、入射放射線は前記ポリマー材料に侵入し、８〜11
μｍの波長の範囲における前記ポリマー材料（PVDF）の
強い吸収力によって、急速な温度変化が起こり得る。前
記フィルムの一面における前記金属コーティングは、よ
く反射する層であるべきで、その結果前記放射線の透過
してきた部分は再び前記材料中へ反射される。

前記各ポリマーフィルムの各導電性コーティング間の圧
電電圧または焦電電圧の接触測定に加えて、例えば容量
を用いる方法（capacitive manner）により、非接触状
態で電荷または電圧の数値を求めることも可能である。

あるいは、第４図に示されているように、発生器９によ
り制御される伝達器19の助けにより、音響エネルギを前
記接合体に作用させるようにしてもよい。この場合、前
記音響の周波数に類似する交流電圧が前記保証接合体上
に発生し、これを同一性の確認のために用いることがで
きる。前記保証接合体には、超音波の範囲の音響周波数
すなわち約40〜400kHz周波数を作用させると、特に有利
であることが証明される。結果として得られる高い周波
数の交流電圧は、非接触の方法により前記接合材料の外
部へ効果的に連結させることができる。この目的のた
め、２つまたはそれ以上の直列に接続されたキャパシタ
プレート（capacitor plate）17,18が、適宜の方法によ
り保証接合体３に沿って置かれ、その結果、後者は結果
的に生じる電気的影響により高い周波数の交流電圧に晒
される。前記伝達器の周波数に同調させることができる
共振回路を得るため、前記キャパシタにインダクタンス
・コイルまたはオーム抵抗器を接続するのが好都合であ
ると思われる。

前記伝達器および受信器の信号は、受信された信号が評
価されるときに外乱または虚偽の部分を消去もしくは制
御するような要領で、相関要素10を介して処理されるこ
とが可能である。前記音波の大部分は前記証紙の表面に
より反射されるので、超音波源を前記証紙の表面に直接
置くことができ、それにより損失の多い空気−証紙間の
伝達が回避される。

いま記載した方法とは反対に、電圧または交流電界を前
記接合体材料に作用させてもよい。必要な電圧は、発生
器20により発生されるとともに、前記圧電フィルムの導
電性コーティングへ直接与えられ、あるいは連結され
る。後者の場合、キャパシタプレート８が前記保証接合
体に沿って配置され、あるいは前記保証接合体が２つの
キャパシタプレート８間に向けられる。前記保証接合体
が、前記キャパシタプレート間に形成される交流電界を
通過するとき、同保証接合体は周期的に変形されるとと
もに、音響周波数を発射するように刺激される。圧電材
料からなる前記保証接合体には、例えば50kHzの交流電
圧を作用させるのが有益であり、その後、前記保証接合
体は同じ周波数の音波を放出する。それから、マイクロ
フォンの原理に従って構成された検知器11が、前記放出
された音響の周波数を検出するのに適する。前記保証接
合体の寸法に応じて、前記放出された周波数のさらに高
い高周波（高調波）も発生し、これは前記接合体の寸法
に依存するとともに、同接合体の同一性確認を可能にす
る。

上記した試験方法と同様に、励起信号および測定信号
は、外乱または虚偽的な影響を排除して、適宜の相関要
素10において相関付けて評価を行うこともできる。

さらに、超音波の場により発生された前記圧電電圧は、
磁気的な交流の場を発生させるためにも用いることが可
能である。前記圧電フィルムの電極は、電機子の環線
（armature loop）に接続される。この電機子の環線
は、幾つかの求心的に配置された環線からなることが可
能であるとともに、例えば、前記圧電フィルムを導電性
材料で選択的に被覆することにより前記圧電フィルムの
一面に設けられる。超音波の場の効果の下で発生される
電磁場は、例えば適切に構成されたヘルムホルツ（Helm
holtz）のコイルを通過する際などに検知し得る。この
ように、このテスト方法も迅速かつ非接触の試験を可能
にする。

前記圧電特性または焦電特性の測定結果は、評価中に、
例えば前記フィルム・コーティングの導電性のような他
の測定結果と組み合わせることもできるし、あるいは前
記フィルムの光学的特性の試験結果（種々なスペクタル
範囲における透過性）と組み合わせることもできる。

異なる個々の結果を連関させることにより、あるいはそ
れらに同時にウェートを置くことにより、真正品識別の
ための手段を模倣するのに必要な労力を増大させること
ができる。なぜなら、この場合前記フィルムは幾つかの
条件を同時に満たさなければならないからである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例に係る保証書類の平面図、第２図は、本発明による保証書類の断面図、第３図は、試験装置の概略図、第４図および第５図は、本発明による他の試験装置の概
略図である。１……保証証紙、２……写真３……保証接合体、４……導電性コーティング 5,6……証紙層、７……矢印８……キャパシタプレート９……発生器 10……相互関係要素、11……検知器 12,13……電極、14……電荷増幅器 15……測定装置 17,18……キャパシタプレート 19……伝達器、20……発生器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】保証書類、特に保証証紙、紙幣、身分証明
書等であって、前記書類の真実性を確認するために用い
られる機械的に試験可能な物理的特性を備える接合体ま
たはシートの形態の埋設された要素を有し、該要素は、
ポリマー合成材料からなるとともに圧電特性および／ま
たは焦電特性を有するフィルム片であることを特徴とす
る保証書類。
【請求項２】前記フィルム片が、各面に導電性コーティ
ングを有することを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載の保証書類。
【請求項３】前記フィルム片のポリマー材料がポリ弗化
ビニリデン（PVDF）であることを特徴とする特許請求の
範囲第２項記載の保証書類。
【請求項４】前記フィルム片が、10〜50μｍ、好ましく
は15〜30μｍの厚さを有することを特徴とする特許請求
の範囲第１項記載の保証書類。
【請求項５】前記導電性コーティングが部分的に前記書
類の表面に位置するように前記フィルム片が埋設される
ことを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の保証書
類。
【請求項６】前記フィルム片が複数の合成層間に埋設さ
れ、前記合成層内で前記フィルム片の領域の一部に開口
が設けられていることを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の保証書類。
【請求項７】前記導電性コーティングが、少なくとも一
面において黒化されていることを特徴とする特許請求の
範囲第２項記載の保証書類。
【請求項８】前記導電性コーティングが、前記フィルム
の片の一面において透明な半導体層であることを特徴と
する特許請求の範囲第２項記載の保証書類。
【請求項９】前記フィルム片の反対面において前記導電
性コーティングが反射特性を有することを特徴とする特
許請求の範囲第８項記載の保証書類。
【請求項１０】前記導電性コーティングが、各面におい
て透明な半導体層であることを特徴とする特許請求の範
囲第８項記載の保証書類。