[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren nach Anspruch 1 zum Erfassen von
in einem Muster codierter Information eines Wert- und/oder Sicherheitsdokuments, das
mindestens eine Dokumentenlage umfasst.
[0002] Derartige Dokumente sind bekannt: Typischerweise handelt es sich um Identifikationsdokumente,
wie einen Reisepass oder einen Personalausweis, die im Allgemeinen zumindest teilweise
aus einem mehrschichtigen Laminat aus Kunststoff bestehen. Derartige Dokumente sind
beispielsweise aus
DE 10 2008 008 044 A1 bekannt. Danach können kartenförmige Datenträger, insbesondere Sicherheits- und/oder
Wertdokumente, beispielsweise durch Laminieren aus mehreren Einzellagen (-folien)
hergestellt werden oder auch einlagig ausgeführt sein. Das Material der Einzellagen
kann beispielsweise Polycarbonat (PC), thermoplastischer Kunststoff auf Polyurethanbasis
(TPU), ABS, Polyethylenterephthalat (PET), Polyethylen, ein Verbund aus PC und TPU
oder Papier, Pappe oder Gewebe oder ein Verbund aus einzelnen dieser Materialien sein.
Der Kern der Karten kann beispielsweise aus einem Licht absorbierenden Material bestehen,
während die Außenlagen aus einem transparenten Material bestehen.
[0003] Andere Wert- und/oder Sicherheitsdokumente sind beispielsweise der Führerschein,
eine Scheck- oder Kreditkarte, ein Firmenausweis, Berechtigungsausweis oder Mitgliedsausweis,
die im Allgemeinen in Form einer Karte im ID-1-Format, ebenfalls laminiert und aus
Kunststoff bestehend, zur Verfügung gestellt werden. Auch Banknoten, Schecks, Geschenk-
und Einkaufsgutscheine können zumindest zum Teil aus Kunststoffen bestehen. Die genannten
Dokumente bestehen jeweils aus mindestens einer Dokumentenlage und meist aus mehr
als einer Dokumentenlage. Zumindest einige der Dokumentenlagen der genannten ID-1-Karten
bestehen vollständig oder zumindest zum Teil aus Kunststoffen.
[0004] Ferner ist aus
DE 10 2007 052 947 A1 bekannt, ein Wert- und/oder Sicherheitsdokument herzustellen, das zumindest eine
Polycarbonatschicht aus einem Material auf der Basis von Bisphenol A sowie eine darauf
angeordnete Tintenstrahldruckschicht aufweist. Die Tintenstrahldruckschicht enthält
unter anderem ein Bindemittel mit einem Polycarbonatderivat auf Basis eines geminal
disubstituierten Dihydroxydiphenylcycloalkans, beispielsweise auf Basis von 4,4'-(3,3,5-Trimethylcyclohexan-1,1-diyl)diphenol,
4,4'-(3,3-Dimethylcyclohexan-1,1-diyl)diphenol oder 4,4'-(2,4,4-Trimethylcyclopentan-1,1-diyl)diphenol.
[0005] Zur Verifikation der Echtheit dieser Dokumente dienen Sicherheitsmerkmale. Als Sicherheitsmerkmale
sind beispielsweise in
DE 10 2007 015 934 A1 Guillochen, Mikro-Schrift, metamere Systeme, Aufdrucke mit Fluoreszenz-, Phosphoreszenz-
und/oder Up-Conversion-Farben, Barcodes, optisch variable Farben, Hologramme und Kinegramme,
digitale Wasserzeichen, Passerdrucke, Durchsichtsfenster, Melierfasern, Sicherheitsfäden
und Mikroperforationen genannt. Außerdem werden Aufdrucke mit Infrarot-Farbe als Sicherheitsmerkmal
angegeben. Beispielsweise handelt es sich bei dem Sicherheitsmerkmal in diesem Dokument
in einer Ausführungsform um einen nicht vollflächigen Aufdruck in einer Farbe, die
infrarotes Licht absorbiert, sichtbares Licht jedoch durchlässt.
[0006] Des Weiteren ist in
DE 10 2005 032 704 A1 ein blattförmiges Wertdokument angegeben, das einen maschinenlesbaren Code aufweist,
der insbesondere in Form eines Barcodes gebildet ist. Der Barcode kann beispielsweise
im infraroten Spektralbereich erfassbar sein. Hierzu können die Barcodes aus IR-absorbierenden
und lumineszierenden Merkmalsstoffen bestehen. Ein Infrarot-absorbierender Markierungsstoff
kann im sichtbaren Spektralbereich im Wesentlichen farblos sein.
[0008] Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Erfassen
eines Wert- und/oder Sicherheitsdokuments zu schaffen, dass insbesondere geeignet
ist, die Echtheit des Dokuments zu verifizieren. Das Sicherheitsmerkmal soll vor allem
nicht ohne weiteres erkennbar sein, sodass mit seiner Anwesenheit normalerweise nicht
gerechnet wird. Außerdem soll die Verifikation mit einfachen Mitteln möglich sein.
[0009] Die Aufgabe wird gelöst durch das Verfahren nach Anspruch 1. Gemäß der vorliegenden
Erfindung befindet sich aufgedruckt auf mindestens einer Dokumentenlage mit einem
ersten Polymer ein von ersten Polymer verschiedenes zweites Polymer. Das Verfahren
umfasst erfindungsgemäß folgenden Verfahrensschritt: Erfassen des Dokuments durch
Detektieren der Anwesenheit zumindest des zweiten Polymers durch spektrale Analyse
im Infrarot-Bereich. Dies schließt nicht aus, dass aus praktischen Gründen, beispielsweise
zur Erhöhung der Sicherheit der Verifikation, zusätzlich auch die Anwesenheit des
ersten Polymers durch spektrale Analyse im Infrarot-Bereich detektiert wird.
[0010] Sofern in der Beschreibung zur vorliegenden Erfindung und in den Ansprüchen die Begriffe
"Polymer", "erstes Polymer", "zweites Polymer", "weitere Polymere" etc. verwendet
werden, sind darunter nicht nur reine Polymere, einschließlich Copolymere, sondern
auch Polymerkombinationen, beispielsweise Blends (physikalische Polymermischungen),
zu verstehen. Somit kann sich das zweite Polymer von dem ersten Polymer unter anderem
auch durch eine im zweiten Polymer zusätzlich enthaltene Polymerkomponente unterscheiden,
die im ersten Polymer nicht enthalten ist. Sofern die beiden Polymere ansonsten identisch
sind, wird der Unterschied allein durch diese weitere eingemischte Polymerkomponente
hervorgerufen.
[0011] Vorzugsweise sind das erste und das zweite Polymer und gegebenenfalls jedes weitere
Polymer visuell voneinander ununterscheidbar, d.h. eventuelle Zusatzstoffe, wie Farbstoffe,
werden beiden/allen Polymeren gleichermaßen zugegeben.
[0012] Der zur spektralen Analyse genutzte Infrarot-Bereich (Wellenlänge: 800 nm bis 1 mm)
ist insbesondere der mittlere Infrarot-Bereich, in dem Schwingungsmoden der Polymere
detektiert werden können, d.h. Moden im Bereich von beispielsweise 4000 cm
-1 (Wellenlänge: 2,5 µm) bis 400 cm
-1 (Wellenlänge: 25 µm). Diese Schwingungsmoden sind vor allem sowohl Schwingungsmoden,
die einzelne Bindungen erfassen (lokalisierte Schwingungen), als auch Gerüstschwingungsmoden.
Darüber hinaus wird die Erfassung über Valenzschwingungen und Deformationsschwingungen
sowie über Kombinationen dieser beiden Typen unterschieden. Weiterhin können auch
Oberschwingungen und Kombinationsschwingungen ausgewertet werden. Grundsätzlich sind
auch andere Infrarot-Bereiche einsetzbar, sofern sich in diesen anderen Bereichen
Unterschiede der spektralen Charakteristik der beiden Polymere (Lumineszenz, Absorption)
zeigen.
[0013] Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Anwesenheit des zweiten
Polymers detektiert, indem das Vorhandensein einer für das zweite Polymer charakteristischen
IR-Bande, insbesondere IR-Absorptionsbande, erfasst wird.
[0014] Indem der Umstand ausgenutzt wird, dass ein echtes Dokument mindestens zwei unterschiedliche
Polymere enthält, die unterschiedliche IR-Spektren haben, während in vergleichbaren
Dokumenten ausschließlich das erste Polymer verwendet wird, kann mit einfachen Mitteln
der IR-Spektroskopie festgestellt werden, ob ein untersuchtes Dokument diese beiden
Polymere tatsächlich enthält. Hierfür ist es nicht erforderlich, dass auch das erste
Polymer spektral erfasst wird, etwa weil normalerweise ohnehin mit dem Vorhandensein
des üblicherweise verwendeten ersten Polymers in dem Dokument gerechnet wird. Für
die Verifikation der Echtheit des Dokuments ist daher grundsätzlich zunächst die Erfassung
der IR-Eigenschaften des zusätzlich eingebrachten zweiten Polymers erfindungsgemäß.
Visuell und ohne zusätzliche Hilfsmittel ist nicht erkennbar, ob ein Dokument zusätzlich
zu dem ersten Polymer auch das zweite Polymer enthält. Daher kann die Echtheit eines
derartig komplex zusammen gesetzten Dokuments ohne diese Hilfsmittel und ausschließlich
auf visuellem Wege nicht verifiziert werden. Somit ist aber auch die Anwesenheit des
zweiten Polymers zusätzlich zum ersten Polymer im Dokument nicht offensichtlich, sodass
ein Aufbau eines Dokuments mit zwei unterschiedlichen Polymeren als Sicherheitsmerkmal
verwendet werden kann. Ein derartiger Aufbau ist für einen Benutzer nicht als solcher
erkennbar. Das erfindungsgemäße Sicherheitsmerkmal ist damit ein so genanntes "second
level"- oder sogar "third level"-Sicherheitsmerkmal, das zum einen aus den bereits
in einem vergleichbaren Dokument üblicherweise vorhandenen Materialien (erstes Polymer)
und zum anderen aus Materialien, die gegenüber den bereits im Dokument vorhandenen
Materialien lediglich geringfügig verändert sind (zweites Polymer), besteht. Das Sicherheitsmerkmal
ist aus diesem Grunde weder sichtbar noch fälschbar, kann aber mit einer geeigneten
Vorrichtung erfasst werden.
[0015] Vorteilhaft ist, dass sich IR-spektroskopische Methoden seit langem etabliert haben.
Insbesondere ist die Identifizierung von Stoffen mittels Absorptionsspektroskopie
im Infrarot-Bereich alltägliche Praxis im chemischen Laborbetrieb. Daher sind die
apparativen Voraussetzungen für eine ausreichend sichere und gegen Fehler robuste
Anwendung dieser Technik im Routinebetrieb gegeben. Diese Technik ist nicht aufwändig,
sodass eine kostengünstige Lösung zur Verifikation des Dokuments zur Verfügung steht.
[0016] Zur Erfassung des Dokuments und insbesondere zur Ermittlung des Vorhandenseins einer
oder mehrerer charakteristischer IR-Banden zumindest des zweiten Polymers im Dokument
können hierfür geeignete Erfassungsvorrichtungen verwendet werden. Auch diese sind
im Sinne der vorliegenden Anmeldung erfindungsgemäß. Sie sind geeignet, die beiden
Polymere im Dokument mittels Infrarot-Spektralanalyse zu differenzieren.
[0017] Die Erfassungsvorrichtung kann beispielsweise auf der Basis eines Fourier-Transform-Infrarot-Spektrometers
(FTIR) oder auf der Basis eines Raman-Spektrometers aufgebaut sein und eingerichtet
sein, um in Transmission oder Reflexion, zum Beispiel ATR (attenuated total reflection
= abgeschwächte Totalreflexion) zu messen. Im Falle einer FTIR-Spektrometer-Anordnung
umfasst eine derartige Vorrichtung insbesondere eine Infrarot-Strahlungsquelle, die
zum Aussenden der für die Erfassung benötigten Infrarot-Strahlung befähigt ist. Bevorzugt
kann diese Strahlungsquelle Infrarot-Strahlung im mittleren Infrarot-Spektralbereich
aussenden. Als Strahlungsquelle kann beispielsweise ein Globar verwendet werden. Grundsätzlich
ist das Emissionsspektrum der Strahlungsquelle an den Bereich anzupassen, in dem sich
die Unterschiede hinsichtlich der Infrarot-Absorption des ersten Polymers und des
zweiten Polymers manifestieren. Weiterhin umfasst die Erfassungsvorrichtung einen
Infrarot-Sensor, beispielsweise eine Photodiode, einen thermischen oder pyroelektrischen
Detektor. Weiterhin wird typischerweise eine optische Anordnung auf der Grundlage
eines Interferometers verwendet, die zusätzlich eine geeignete Halterung für das zu
untersuchende Dokument aufweist.
[0018] Für eine Raman-Anordnung werden insbesondere eine Laserlichtquelle als Strahlungsquelle
und ein hochauflösender Monochromator als dispersives Element sowie ein Photoelektronenvervielfacher
zur Detektion verwendet. Auch in diesem Falle muss die optische Anordnung über eine
Halterung für das zu untersuchende Dokument verfügen.
[0019] Die FTIR-Messeinrichtung wird vorzugsweise verwendet, wenn sich die zu untersuchende
Dokumentenlage, auf der sich das zweite Polymer befindet, innerhalb eines Bereiches
von wenigen µm, beispielsweise bis zu 10 µm, unterhalb der Oberfläche des Dokuments
befindet, da die für die Untersuchung eingesetzte IR-Strahlung nicht aus einer größeren
Tiefe austreten kann und die Erfassung daher auf den Oberflächenbereich beschränkt
ist. Befindet sich das zweite Polymer dagegen auf einer Dokumentenlage, die sich in
einem größeren Abstand, beispielsweise von mehr als 10 µm, unter der Oberfläche, d.h.
im Inneren, des Dokuments befindet, wird die Raman-Messanordnung gewählt, die mit
sichtbarem Licht arbeitet, sodass die Anregungsstrahlung und die ebenfalls im sichtbaren
Spektralbereich gestreute Strahlung durch eine oder mehrere andere Dokumentenlagen
hindurch treten kann. Dadurch kann die Information über die Anwesenheit des zweiten
Polymers auch aus dem Inneren des Dokuments erhalten werden.
[0020] Für die Dokumentenerfassung kann beispielsweise die gesamte Oberfläche des Dokuments
der Strahlung ausgesetzt sein oder alternativ nur ein Teil der Oberfläche, sodass
nur hinsichtlich dieses Teils der Oberfläche des Dokuments Informationen über die
Identität dieses Teilbereiches erfasst werden. Die Messanordnung kann in Transmission
oder durch oberflächliche Absorption und Streuung des nicht absorbierten Lichtes arbeiten.
Erfindungsgemäß wird ein Muster ortsaufgelöst erfasst, das mit dem zweiten Polymer
erzeugt worden ist, sodass die zusätzliche Information, die in diesem Muster kodiert
ist, erfasst wird. Hierzu wird das Muster mittels einer Abtasttechnik erfasst, etwa
indem der Laserstrahl der für das Raman-Spektrometer erforderlichen Laserlichtquelle
beispielsweise zeilenweise über die das Muster enthaltende Oberfläche geführt und
die dabei sequenziell erhaltene Signalfolge in eine Abbildung umgesetzt werden.
[0021] Beispiele für die erfindungsgemäßen Wert- und/oder Sicherheitsdokumente sind Reisepässe,
Personalausweise, Führerscheine, Fahrzeugscheine, Fahrzeugbriefe, Visa, Scheckkarten,
Kreditkarten, Schecks, Banknoten, Firmenausweise, Berechtigungsnachweise, Mitgliedsausweise,
Geschenkgutscheine, Einkaufsgutscheine sowie (Spiel-)Jetons. Besonders bevorzugt ist
es, wenn das Wert- und/oder Sicherheitsdokument dem ID-1- oder ID-2-Format gemäß ISO
7810 oder der Datenseite eines Dokuments im ID-3-Format gemäß ISO 7810 entspricht.
[0022] Die erfindungsgemäßen Wert- und/oder Sicherheitsdokumente werden üblicherweise durch
Lamination von Folien hergestellt. Die Folien können aus gleichen oder verschiedenen
Materialien bestehen, insbesondere aus Polycarbonat (PC), insbesondere Bisphenol A-Polycarbonat,
Polyethylenterephthalat (PET), dessen Derivaten, wie Glykolmodifiziertem PET (PETG),
Polyethylennaphthalat (PEN), Polyvinylchlorid (PVC), Polyvinylbutyral (PVB), Polymethylmethacrylat
(PMMA), Polyimid (PI), Polyvinylalkohol (PVA), Polystyrol (PS), Polyvinylphenol (PVP),
Polypropylen (PP), Polyethylen (PE), thermoplastischen Elastomeren (TPE), insbesondere
thermoplastischem Polyurethan (TPU), Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS), Papier, Teslin®
sowie deren Derivaten, koextrudierten Folien, welche unter anderem diese Materialien
enthalten, sowie Hybridmaterialien, welche unter anderen die oben genannten Materialien
enthalten. Besonders bevorzugt sind Wert- und/oder Sicherheitsdokumente, welche zumindest
teilweise aus PC und/oder PET und/oder PE und/oder dazu ähnlichen Polymeren bestehen.
Die Folien werden unter Druck und Einwirkung von Wärme laminiert. Dokumente aus PC
werden typischerweise bei 180°C bis 210°C und bei einem Druck von mehr als 5 bar (maximal
20 bar) innerhalb von 1 s bis 1 h hergestellt. Kurze Taktzeiten sind für Einzelkarten-Lamination
üblich, lange Taktzeiten für Stapel-Lamination von Mehrfachnutzen.
[0023] Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird in dem erfindungsgemäßen
Verfahren zusätzlich zur Anwesenheit des zweiten Polymers auch die Anwesenheit des
ersten Polymers durch spektrale Analyse im Infrarot-Bereich detektiert.
[0024] Gemäß der Erfindung enthalten das erste Polymer und das zweite Polymer jeweils ein
erstes Monomer und ein zweites Monomer. Die jeweiligen ersten Monomere des ersten
und des zweiten Polymers sind identisch und die jeweiligen zweiten Monomere des ersten
und des zweiten Polymers unterschiedlich. Damit sind die beiden Polymere zwar insgesamt
unterschiedlich, weisen aber (über die ersten Monomere) auch gewisse Ähnlichkeiten
auf, sodass ein Benutzer den Unterschied nicht visuell und ohne Hilfsmittel wahrnehmen
kann.
[0025] Soweit in der die Erfindung betreffenden Beschreibung und in den Ansprüchen der Begriff
"Monomer" angegeben ist, sind darunter sowohl die für die Herstellung, d.h. Polymerisation,
eingesetzten chemischen Verbindungen als auch die nach erfolgter Umsetzung, d.h. Polymerisation,
im Polymer enthaltenen Struktureinheiten, die sich aus den ihnen zugrunde liegenden
eingesetzten chemischen Verbindungen ergeben, zu verstehen.
[0026] Es können auch erste und zweite Polymere verwendet werden, von denen mindestens eines,
beispielsweise das zweite Polymer, aus drei, vier, fünf oder noch mehr Monomeren besteht
und wobei nur eines der Monomere, nämlich das erste Monomer, in beiden Polymeren identisch
ist. Alternativ kann auch das zweite Monomer im zweiten Polymer zu dem zweiten Monomer
im ersten Polymer identisch sein. Alternativ kann auch das erste Polymer aus mehr
als zwei Monomeren bestehen, nämlich aus drei, vier, fünf oder noch mehr Monomeren.
In diesem Falle bestehen mehrere alternative Möglichkeiten, nämlich nur das jeweils
erste Monomer in beiden Polymeren ist identisch, und die jeweils zweiten, dritten
und weiteren Monomere sind unterschiedlich, oder das jeweils erste und das jeweils
zweite Monomer in beiden Polymeren sind identisch, und die jeweils dritten und weiteren
Monomere sind unterschiedlich usw.
[0027] Es ergeben sich damit unter anderem folgende Varianten (jeweils erster Term: erstes
Polymer / zweiter Term: zweites Polymer; A,A', B,B', C,C': erstes, zweites, drittes
Monomer, zusätzlich mit zum Monomer des ersten Polymers unterschiedlichem Monomer
des zweiten Polymers, mit bis zu drei Monomeren in den beiden Polymeren): 1) AB/AB',
2) AB/AB'C', 3) AB/ABC', 4) ABC/AB'C', 5) ABC/ABC'.
[0028] Selbstverständlich sind auch viele weitere Varianten möglich, insbesondere wenn die
Polymere aus mehr als drei Monomeren aufgebaut sind. Maßgeblich in allen diesen Varianten
ist, dass sich unter den jeweiligen Monomeren des ersten und des zweiten Polymers
mindestens ein Monomer des einen Polymers befindet, das sich von dem entsprechenden
anderen Monomer des anderen Polymers unterscheidet. Von daher wird jedes Polymer von
n
1 (erstes Polymer) beziehungsweise n
2 (zweites Polymer) Monomeren gebildet sein (n
1, n
2 sind ganze Zahlen), wobei mindestens eines der n
1 Monomeren des ersten Polymers mit jeweils einem der n
2 Monomeren des zweiten Polymers identisch ist (Identitätspaare) und die übrigen unterschiedlich
sind. Weiterhin ist zu fordern, dass dann, wenn mehrere Paare identischer Monomere
zwischen beiden Polymeren vorkommen, zumindest jeweils ein Monomer der beiden Polymere
kein Identitätspaar bildet und diese beiden Polymere damit unterschiedlich sind.
[0029] Zusätzlich zum ersten und zweiten Polymer können auch weitere Polymere im Dokument
enthalten sein, die sich zu einem der beiden Polymere wiederum nur in einem oder wenigen
der Monomere unterscheiden, oder die zum ersten und zum zweiten Polymer gänzlich verschieden
sind.
[0030] Durch diese Auswahl von mindestens zwei unterschiedlichen Polymeren, aus denen oder
mit denen das Dokument gebildet ist, ist es ohne Hilfsmittel praktisch unmöglich,
die Polymere zu unterscheiden. Durch die beiden unterschiedlichen Monomere in den
Polymeren sind diese jedoch über eine Erfassung mittels Infrarot-Spektroskopie unterscheidbar,
sodass eine Verifizierung der Echtheit des Dokuments über die Anwesenheit des zweiten
Polymers möglich wird, die mittels spektraler IR-Analyse erfolgt.
[0031] Gemäß der Erfindung sind das erste Polymer und das zweite Polymer jeweils Polyester.
[0032] Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist
das erste Monomer ausgewählt aus der Gruppe, umfassend Terephthalsäure, Isophthalsäure,
Phthalsäure, deren Derivate und Phosgen. Terephthalsäure, Isophthalsäure, Phthalsäure
oder deren Derivate werden zusammen mit einem Diol zur Herstellung von Polyphthalaten
verwendet, wobei Polyterephthalate unter Verwendung von Terephthalsäure als erstes
Monomer besonders bevorzugt sind. Phosgen als erstes Monomer wird zusammen mit einem
Diol zur Herstellung von Polycarbonaten verwendet.
[0033] Die zweiten Monomere sind erfindungsgemäß Diole. Besonders bevorzugt sind Diole,
die ausgewählt sind aus der Gruppe, umfassend 4,4'-Dihydroxy-2,2-diphenyl-propan,
geminal disubstituierte Dihydroxydiphenylcycloalkane, deren Derivate, Ethylendiol
und 1,4-Bis(hydroxyalkyl)cyclohexan, insbesondere 1,4-Bis(hydroxy(C
1-C
4-alkyl))cyclohexan und ganz besonders bevorzugt 1,4-Bis(hydroxymethyl)cyclohexan.
[0034] Das erste Polymer kann beispielsweise Polyethylenterephthalat (PET) sein. Zu dessen
Herstellung werden Terephthalsäure oder ein Derivat davon als erstes Monomer und Ethylendiol
(HO-CH
2CH
2-OH) als zweites Monomer verwendet. Um ein davon nur wenig verschiedenes zweites Polymer
bereitzustellen, wird anstelle von Ethylendiol als zweites Monomer 1,4-Bis(hydroxymethyl)cyclohexan
verwendet. Das entstehende zweite Polymer ist dann PETG. Alternativ kann das zweite
Polymer auch ein Copolymer aus Terephthalsäure sowohl mit Ethylendiol als auch mit
1,4-Bis(hydroxymethyl)cyclohexan sein. Je nach dem Anteil von 1,4-Bis(hydroxymethyl)cyclohexan
in diesem Copolymer unterscheidet sich das so erhaltene zweite Polymer in mehr oder
minder geringem Maße vom ersten Polymer.
[0035] Alternativ kann das erste Polymer Polycarbonat (PC) sein. Zu dessen Herstellung werden
Phosgen als erstes Monomer und Bisphenol A (4,4'-Dihydroxy-2,2-diphenyl-propan) als
zweites Monomer verwendet. Um ein davon nur wenig verschiedenes zweites Polymer bereitzustellen,
wird anstelle von Bisphenol A ein geminal disubstituiertes Dihydroxydiarylcycloalkan,
insbesondere Dihydroxydiphenylcycloalkan, als zweites Monomer verwendet. Beispielsweise
kann das geminal disubstituierte Dihydroxydiphenylcycloalkan 4,4'-(Cyclohexan-1,1-diyl)diphenol
oder ein Derivat davon sein, beispielsweise 4,4'-(3,3,5-Trimethylcyclohexan-1,1-diyl)diphenol,
4,4'-(3,3-Dimethylcyclohexan-1,1-diyl)diphenol oder 4,4'-(2,4,4-Trimethylcyclopentan-1,1-diyl)diphenol.
Alternative Verbindungen dieses Typs, die anstelle von Bisphenol A als zweites Monomer
verwendet werden können, sind beispielsweise in
DE 10 2007 052 947 A1 beschrieben. Die in
DE 10 2007 052 947 A1 genannten funktionellen Carbonatstruktureinheiten der dort angegebenen Formel (I)
bilden sich bei Verwendung der Diphenole der dort angegebenen Formel (Ia). Insbesondere
ist dort auch angegeben, dass die Polycarbonate weiterhin andere Diphenole enthalten
können, beispielsweise Hydrochinon, Resorcin, Dihydroxyphenole, Bi-(hydroxyphenyl)-alkane,
4,4'-dihydroxydiphenyl, 2,2-Bis-(4-hydroxyphenyl)-propan und andere Diphenole. Im
Übrigen wird ausdrücklich auf die in diesem Dokument offenbarten Varianten des Polycarbonatderivats
mit der Formal (I) verwiesen. Das in dieser Druckschrift beschriebene Polycarbonat
umfasst unter anderem auch das von Fa. Bayer, DE vertriebene Polymer APEC®. Auch dieses
Material kann als zweites Polymer verwendet werden. Selbstverständlich kann das zweite
Polymer auch unter zusätzlicher Verwendung von Bisphenol A gebildet sein, sodass je
nach dem Anteil von Bisphenol A an diesem Polymer IR-Eigenschaften des zweiten Polymers
erhalten werden, die mehr oder minder ähnlich zu denen des ersten Polymers sind.
[0036] In einem anderen Konzept der Anwesenheit von zwei nur wenig unterschiedlichen Polymeren
unterscheiden sich das erste Polymer und das zweite Polymer hinsichtlich des Vernetzungsgrades.
Dieses Konzept der Anwesenheit von zwei nur wenig unterschiedlichen Polymeren im Wert-
und/oder Sicherheitsdokument unterscheidet sich von dem vorgenannten erfindungsgemäßen
Konzept dadurch, dass keine unterschiedlichen Monomere für die Herstellung der beiden
Polymere verwendet werden sondern lediglich durch Wahl geeigneter Parameter für das
Polymerisationsverfahren die jeweiligen Struktureigenschaften des ersten und des zweiten
Polymers unterschiedlich sind. Dieses Konzept kann selbstverständlich auch mit dem
zuvor genannten erfindungsgemäßen Konzept, dass teilweise unterschiedliche Monomere
zur Herstellung des ersten und des zweiten Polymers verwendet werden, kombiniert werden.
[0037] Gemäß einer Form dieses zweiten Konzepts sind das erste Polymer und das zweite Polymer
jeweils Polyethylen. Beispielsweise können das erste Polymer PELD (mit stark verzweigten
Polymerketten) und das zweite Polymer PEHD (mit schwach verzeigten Polymerketten)
sein.
[0038] Selbstverständlich sind auch andere Konzepte zur Bereitstellung von mindestens zwei
oder mehr nur wenig unterschiedlichen Polymeren zur Herstellung eines Wert- und/oder
Sicherheitsdokuments denkbar, etwa Polymere mit unterschiedlichem Molekulargewicht
und ansonsten vorzugsweise gleicher Zusammensetzung, oder auch Polymere mit unterschiedlichem
Kristallinitätsgrad und ansonsten vorzugsweise gleicher Zusammensetzung. Weiterhin
sind auch Polymerkombinationen verwendbar, bei denen das erste und das zweite Polymer
jeweils Copolymere und das erste Polymer beispielsweise ein Blockcopolymer und das
zweite Polymer ein statistisches Copolymer sind. Wesentlich ist natürlich, dass sich
jeweils Unterschiede hinsichtlich der spektralen Eigenschaften, insbesondere spektralen
Absorptionseigenschaften, der jeweiligen ersten und zweiten (und gegebenenfalls dritten,
vierten und weiteren) Polymere im Infrarot-Bereich zeigen, die auswertbar sind, wobei
nicht ausschließlich der mittlere Infrarot-Bereich herangezogen werden muss, sondern
gegebenenfalls auch andere Bereiche, sofern diese einen geeigneten Unterschied der
IR-Eigenschaften ergeben.
[0039] Eine weitere, nicht erfindungsgemäße, Möglichkeit, mindestens zwei Polymere, die
voneinander verschieden sind, im Dokument bereitzustellen, besteht darin, mindestens
eine Dokumentenlage aus einem ersten Polymer vorzusehen und mindestens ein zweites
Polymer in oder auf der ersten Dokumentenlage durch
in-situ-Modifizieren des ersten Polymers zu erzeugen. Das zweite Polymer entsteht in diesem
Falle aus dem ersten Polymer. Hierzu wird das erste Polymer entweder vollflächig oder
auch nur örtlich begrenzt in oder auf der ersten Dokumentenlage durch Energieeintrag
in Gegenwart von zusätzlichen chemischen Agenzien (z.B. Sauerstoff) oder auch ohne
derartige zusätzliche Agenzien in eine chemisch veränderte Spezies, das zweite Polymer,
umgewandelt. Beispielsweise können -C(=O)- Gruppen in einer Polyester-Polymerkette
durch Energieeintrag abgespalten werden, sodass Polyether-Gruppen (-O-) entstehen.
Die Energie kann beispielsweise mittels Laser vollflächig oder örtlich begrenzt in
das Material des ersten Polymers eingetragen werden. Damit ist es auch möglich, Muster
an der Oberfläche der ersten Dokumentenlage zu bilden. Selbstverständlich ist es auch
möglich, durch Energieeintrag in das erste Polymer eine Änderung der Modifikation
herbeizuführen, beispielsweise, die Kristallinität des Materials zu verändern. Weiterhin
sind chemische Umlagerungen denkbar, die zu chemisch veränderten Spezies führen, oder
auch chemische Reaktionen an funktionellen Gruppen, die in Gegenwart geeigneter chemischer
Agenzien ablaufen, etwa eine Halogenierung über in der Gasphase mit dem ersten Polymer
in Kontakt stehendem Halogenierungsmittel (beispielsweise Brom oder Jod) und unter
Bestrahlung mit UV-Licht.
[0040] Die verwendeten Polymere können mit weiteren Stoffen gemischt werden, um geeignete
Darreichungsformen zu schaffen, etwa zur Bildung einer Folie oder zur Herstellung
einer Druckfarbe, beispielsweise Siebdruck oder Tintenstrahldruck, oder Farbe zur
Aufbringung mittels anderer Techniken. Beispielsweise können Farbmittel und Füllstoffe
zur Herstellung von Folien sowie Farbmittel, Füllstoffe, Lösungsmittel, Antischaummitel,
Stellmittel, Netzmittel, Tenside, Fließmittel, Trockner, Katalysatoren, (Licht-)stabilisatoren,
Konservierungsmittel, Biozide, andere organische Polymere zur Viskositätseinstellung,
Puffersysteme etc. zur Herstellung einer Drucktinte verwendet werden.
[0041] Erfindungsgemäß können das erste Polymer eine erste Dokumentenlage des Dokuments
und das zweite Polymer ein auf der ersten Dokumentenlage aufgedrucktes Muster bilden.
Beispielsweise kann das Muster mittels Siebdruck oder Tintenstrahldruck aufgebracht
sein.
[0042] Zusätzlich zu der ersten und der zweiten Dokumentenlage enthält das Dokument üblicherweise
weitere Dokumentenlagen, beispielsweise außen liegende Overlayfolien, sofern die erste
und die zweite Dokumentenlage nicht außen liegen, sowie gegebenenfalls eine Trägerlage
und andere funktionsbedingte Dokumentenlagen.
[0043] Ferner kann das zweite Polymer auch bereits bei der Herstellung des Papiers für Banknoten,
etwa in Form von Streifen, aber auch vollflächig oder in Form anderer Muster, etwa
Rauten, gewellten Linien, Guillochen o.ä., auf die Papierbahn aufgebracht werden,
oder das zweite Polymer wird nach der Papierherstellung bei der Herstellung der Banknoten
direkt oder als Teil einer Druckfarbe auf das Banknotenpapier aufgebracht. Somit befindet
sich gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ein
im Wesentlichen aus dem zweiten Polymer bestehendes Material in Form eines Musters
auf mindestens einer im Wesentlichen aus dem ersten Polymer bestehenden ersten Dokumentenlage.
[0044] Die in dem Muster kodierte Information kann ein Wert des Dokuments oder ein Identifikationsmerkmal
beispielsweise für den Inhaber sein. Das Muster kann durch irgendwelche Symbole gebildet
sein. Beispielsweise kann das Muster ein eindimensionaler oder zweidimensionaler Barcode
sein oder beispielsweise auch entweder in Klarschrift angegebene oder in kodierter
Form vorliegende Zeichen kodieren.
[0045] In diesem Falle kann das erfindungsgemäße Verfahren folgende Verfahrensschritte umfassen:
i) Gegebenenfalls Detektieren der Anwesenheit des ersten Polymers der ersten Dokumentenlage
und ii) Detektieren der Anwesenheit des zweiten Polymers des Musters wobei das Muster
zeitenweise abgetastet wird, so kann der Code gelesen, und die darin kodierte Information
kann erfasst werden.
[0046] In einer alternativen Form zur Erfindung kann das erste Polymer eine erste Dokumentenlage
und das zweite Polymer einen örtlich begrenzten Bereich an einem definierten Ort des
Dokuments auf der ersten Dokumentenlage bilden, wobei das zweite Polymer den örtlich
begrenzten Bereich vollständig oder lediglich teilweise, beispielsweise in Form eines
Musters, ausfüllen kann. Selbstverständlich kann dies aber auch dadurch realisiert
werden, dass eine gesamte zweite Dokumentenlage aus dem zweiten Polymer besteht und
nur in einem örtlich begrenzten Bereich über ein für die IR-Detektion durchlässiges
Fenster von außen erfassbar ist. Für die Detektion der Anwesenheit des zweiten Polymers
ist es in diesem Falle zusätzlich erforderlich, dass der Bereich des Dokuments untersucht
wird, in dem sich das zweite Polymer befindet bzw. wo es erwartet wird. In einer Fälschung
kann das zweite Polymer gegebenenfalls in einem anderen Bereich vorliegen und kann
daher nicht erfasst werden.
[0047] Selbstverständlich können auch Kombinationen der vorstehend angegebenen Varianten
realisiert werden, beispielsweise eine erste Dokumentenlage aus einem ersten Polymer,
eine zweite Dokumentenlage aus einem zweiten Polymer, ein in die erste Dokumentenlage
eingelassenes Muster aus dem zweiten Polymer und/oder ein in die zweite Dokumentenlage
eingelassenes Muster aus dem ersten Polymer, wobei eines der beiden Muster oder beide
gegebenenfalls zusätzlich nur an örtlich begrenzten Stellen der jeweiligen Dokumentenlage
vorhanden sind und damit weitere Informationen über den Ort des zweiten Polymers liefern.
[0048] Gemäß einer besonders bevorzugten Form des Verfahrens wird die Anwesenheit des ersten
und des zweiten Polymers in den Verfahrensschritten i), nämlich Detektieren der Anwesenheit
des ersten Polymers, und ii), nämlich Detektieren der Anwesenheit des zweiten Polymers,
jeweils bei mindestens einer vorgegebenen spektralen Lage, erfasst. Dabei werden eine
durch das erste Polymer hervorgerufene erste Absorption und eine durch das zweite
Polymer hervorgerufene zweite Absorption ermittelt. In einem dritten Verfahrensschritt
iii) werden dann die erste und die zweite Absorption ermittelt. Vorzugsweise werden
die erste Absorption und die zweite Absorption in einem vierten Verfahrensschritt
iv) miteinander verglichen. Hierzu wird die jeweilige Schwächung der Strahlung in
Form der jeweiligen Extinktionswerte ermittelt.
[0049] In noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird in Verfahrensschritt iii)
eine Kennzahl gebildet, die sich aus der ersten Absorption (Schwächung der Strahlung)
und der zweiten Absorption (Schwächung der Strahlung) ergibt, beispielsweise der Quotient
der ersten Absorption und der zweiten Absorption. Diese Kennzahl zeigt an, ob das
zweite Polymer tatsächlich vorhanden und damit die Echtheit des Dokuments gegeben
ist oder nicht.
[0050] Alternativ kann auch ausschließlich die Absorption des zweiten Polymers im Dokument
erfasst werden. Die Anwesenheit des zweiten Polymers wird in diesem Falle durch eine
Extinktion in einem geeigneten Wellenlängen- bzw. Wellenzahlbereich angezeigt.
[0051] Nochmals alternativ kann auch die Verschiebung einer IR-Bande erfasst werden, um
festzustellen, ob das zweite Polymer im Dokument vorhanden ist.
[0052] Die nachfolgend angegebenen Figuren dienen zur näheren Erläuterung der Erfindung.
Sie veranschaulichen lediglich Ausführungsbeispiele. Es zeigen im Einzelnen:
- Fig. 1:
- eine schematische Darstellung einer Erfassungsvorrichtung für das erfindungsgemäße
Verfahren;
- Fig. 2:
- ein Dokument mit einer ersten Dokumentenlage aus einem ersten Polymer, die einen aus
einem zweiten Polymer gedruckten Barcode aufweist;
- Fig. 3:
- ein Vergleich von zwei IR-Spektren, aufgenommen mit einer FTIR-Messanordnung.
[0053] Elemente mit gleicher Funktion sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
[0054] Fig. 1 zeigt eine Erfassungsvorrichtung auf der Basis einer FTIR-Messanordnung. Das
Dokument ist mit 1 bezeichnet. Es wird von einer Dokumentenhalterung 2 gehalten. Die
Dokumentenhalterung 2 weist eine Öffnung nach unten auf, sodass Messstrahlung von
unten an das Dokument 1 gelangen kann. Eine Strahlungsquelle 4 emittiert IR-Strahlung
im mittleren Frequenzbereich. Diese Strahlung wird über eine optische Anordnung (Michelson-Interferometer)
zunächst durch einen Strahlteiler 5 geleitet und gelangt auf einen fest stehenden
Spiegel 6. Gleichzeitig gelangt Strahlung auch über den Strahlteiler 5 auf einen beweglichen
Spiegel 7. Die Strahlung beider Strahlungswege wird dann über einen weiteren Spiegel
8 auf das Dokument 1 geleitet. Die gestreute Strahlung wird im Detektor 3 und in einem
nachgeordneten Auswertungssystem (nicht dargestellt) erfasst.
[0055] In Fig. 2 ist ein Beispiel für ein Dokument 10 mit einer ersten Dokumentenlage 11
aus einem ersten Polymer (Polycarbonat auf der Basis von Bisphenol A) gezeigt. Diese
Dokumentenlage ist eine von mehreren Dokumentenlagen im Dokument. Sie befindet sich
an der Oberfläche des Dokuments. Um im vorliegenden Fall die Anwesenheit eines zweiten
Polymers detektieren zu können, wird eine FTIR-Messanordnung verwendet.
[0056] Auf der ersten Dokumentenlage 10 ist ein Barcode 12 aufgebracht, der mit einer Druckfarbe
gedruckt worden ist, die ein zweites Polymer enthält, das sich vom ersten Polymer
nur hinsichtlich der Modifikation des verwendeten Bisphenol A unterscheidet. Dieser
Barcode 12 ist mit dem bloßen Auge praktisch nicht sichtbar, weil beide Polymere identisch
aussehen. Der Unterschied zwischen den beiden Polymeren kann aber mit der FTIR-Messanordnung
erfasst werden. Hierzu wird der Barcode 12 zeilenweise abgetastet, sodass zum einen
die in dem Barcode 12 codierte Information erfasst werden kann. Dazu wird der Umstand
ausgenutzt, dass sich die IR-Absorption im Bereich der Barcode-Streifen von der zwischen
den Streifen unterscheidet. Zum anderen wird erfindungsgemäß die Identität der beiden
Polymeren erfasst.
[0057] In Fig. 3 sind beispielhaft zwei IR-Spektren gezeigt, wobei das erste Polymer mit
PC1 und das zweite Polymer mit PC2 bezeichnet sind. Das Spektrum von PC1 ist an einer
Stelle der ersten Dokumentenlage 10 aufgenommen, an der der Barcode 12 nicht gedruckt
ist, und das Spektrum von PC2 am Ort des Barcodes 12.
[0058] Beide Polymere weisen signifikante Unterschiede im IR-Spektrum auf, wobei darauf
hingewiesen wird, dass das hier gezeigte Spektrum lediglich einen kleinen Ausschnitt
aus dem gesamten IR-Spektrum von 4000 cm
-1 bis 400 cm
-1 wiedergibt. Im übrigen IR-Spektralbereich sind die beiden Spektren praktisch identisch,
sodass bei einer Überprüfung des Dokuments mittels IR-Spektroskopie keine Unterschiede
festgestellt werden würden. Die an der Ordinate aufgetragene Intensität ist die vom
Detektor erfasste Strahlungsintensität.
[0059] PC1 und PC2 sind Polycarbonatmaterialien auf Basis von mit Cyclohexan modifiziertem
Bisphenol A.
[0060] In den mit den Pfeilen bezeichneten Wellenzahlbereichen kann festgestellt werden,
ob das zweite Polymer PC2 vorhanden ist. Hierzu können entweder Messstellen von beiden
Polymeren ausgewertet werden, oder es wird lediglich die Messstelle des Barcodes 12
allein auf die Anwesenheit des zweiten Polymers überprüft. Über die Unterschiede der
gemessenen Intensität kann festgestellt werden, ob das zweite Polymer vorhanden ist.
Bei Ermittlung der Intensität der Strahlung von beiden Polymeren in mindestens einem
der hier angezeigten Wellenzahlbereiche kann außerdem ein Intensitätsquotient Q
I(v) gebildet werden, beispielsweise der Intensität I
1, die bei der Vermessung des ersten Polymers PC1 bei einer bestimmten Wellenzahl erhalten
wird, über der Intensität I
2, die bei der Vermessung des zweiten Polymers PC2 bei derselben Wellenzahl erhalten
wird: Q
I(v) = I
1/I
2. Dessen Größe ist ein Maß dafür, ob das zweite Polymer anwesend ist oder nicht. Um
die kritische Größe zur Verifikation der Echtheit eines das Polymer PC2 in Form des
Barcodes enthaltenden Dokuments zu bestimmen, werden die entsprechenden Spektren an
echten Dokumenten ermittelt und somit Referenzquotienten gebildet. Der Wert für Q
I(v) muss im echten Dokument jedenfalls von 1 verschieden sein, denn wenn Q
I(v) = 1, bedeutet dies, dass das Material des Barcodes mit dem der übrigen Dokumentenlage
identisch ist.