DE60015809T2

DE60015809T2 - Druckfarbe, verwendung von mikrodrähten als antennen in sicherheitsdokumenten, verfahren zur herstellung und authentifizierung derselben

Info

Publication number: DE60015809T2
Application number: DE60015809T
Authority: DE
Inventors: Olivier Rozumek; Edgar Müller
Original assignee: SICPA Holding SA
Current assignee: SICPA Holding SA
Priority date: 1999-11-25
Filing date: 2000-09-27
Publication date: 2005-12-15
Anticipated expiration: 2020-09-28
Also published as: WO2001039135A2; DK1268686T3; EP1268686A2; EP1268686B1; ES2231270T3; WO2001039135A3; AU7659700A; JP4748909B2; ATE282071T1; PT1268686E; US7188768B1; JP2003515622A; EP1104791A1; CN1425047A; HK1056570A1; DE60015809D1; CN1216107C

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Druckfarbe, welche eine Vielzahl von zumindest einer Mikrodrahtart, ein eine Kennzeichnung aufweisendes Dokument, die Verwendung von Mikrodrähten als Antennen in Kennzeichnungen auf Sicherheitsdokumenten, ein Verfahren zum Herstellen eines Sicherheitsdokuments und Verfahren zur Authentifizierung eines Sicherheitsdokuments nach den Oberbegriffen der unabhängigen Ansprüche umfasst.
Strukturen aus einer Farbe und einer Beschichtung, welche Mikrodrähte enthalten, sind sehr bekannt und wurden hauptsächlich für Sicherheitsanwendungen von Produkten beschrieben.
GB 2 050 664 und US 5.682.103 lehren das Einarbeiten von rostfreien Stahlfasern oder -fäden in Ausgangsstoffe aus Papier und Kunststoff. GB 2 050 644 nutzt die Dipolantenneneigenschaften von Mikrodrähten im Ausgangsstoff zur Erfassung. US 5.682.103 handelt vom fortgeschrittenen Problem der Fehlerkennung zwischen Sicherheitsdokumenten, welche in ihrem Volumen rostfreie Stahlfasern enthalten, und denjenigen, deren Oberfläche teilweise mit einer Metallfolie oder Teilen eines dünnen Metallfilms bedeckt ist. Durch das Vorsehen einer Vorrichtung, welche eine Einrichtung zum Ausstrahlen und Empfangen von nahen Infrarotwellen und vorzugsweise eine Einrichtung zum Ausstrahlen und Empfangen von Mikrowellen aufweist und die Dokumente damit bestrahlt, ist eine Unterscheidung durch das Vergleichen der Intensitäten der reflektierten Wellenlängen möglich.
US 5.581.257 offenbart Farben mit eingearbeiteten, dünnen Dipolen, wie z.B. verlängerten Metalle auf metallisierten Gegenständen. Die Dipole sind in Targets befestigt, welche mit der Farbe in einer zufälligen, räumlichen Anordnung herge stellt werden. Die dünnen Dipole sind bei Radiofrequenzen in der Ordnung von 10 bis 100 GHz mitschwingend.
Die Absorptionseigenschaften der Drähte hängen von der passiven, elektromagnetischen Dipolresonanz (Antennenresonanz) ab, welche durch die elektrisch leitenden Drähte einer bestimmten Länge vorgebracht wird. Ein sehr bekanntes Gesetz der Radiofrequenzphysik lehrt, dass offene Metalldrähte elektromagnetische Energie absorbieren und ausstrahlen, welche eine Wellenlänge mit der doppelten Drahtlänge aufweisen (Grundresonanz). Weitere Resonanzzustände werden erfüllt, wenn ein gesamtes Vielfaches der Strahlungswellenlänge der doppelten Drahtlänge entspricht (höhere Oberwellen). Eine Frequenz von 1 GHz entspricht einer Wellenlänge von 30 cm und einer entsprechenden Dipolantennenlänge von 15 cm, und eine Frequenz von 100 GHz weist eine Wellenlänge von 3 mm auf und entspricht einer Dipolantennenlänge von 1500 μm und eine Frequenz von 500 GHz erfordert eine Dipolantennenlänge von 300 μm.
Die in US '257 offenbarten Targets zeigen keine für die Produktsicherheit ausreichend zuverlässigen und bestimmten Resonanzeigenschaften, insbesondere wenn sie als dünne Linien oder Punkte gedruckt werden, wie es, wie z.B. auf Banknoten, oft der Fall ist. Insbesondere wenn das Target mit „Sicherheits-" Drucktechniken, wie z.B. dem Tiefdruck-, Buchdruck, Offsetdruck und Siebdruckverfahren, hergestellt wird, weisen die Signaleigenschaften eine zu geringe Intensität auf und sind über einem Absorptionsbereich zu breit und für eine präzise und verlässliche Information und insbesondere für eine schnelle Maschinenlesbarkeit zu unbestimmt.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung die Nachteile des Stands der Technik zu überwinden.
Insbesondere ist es eine Aufgabe eine Druckfarbe zu liefern, welche durch die zum Drucken von Sicherheitsdokumenten verwendeten Druckverfahren gedruckt werden können, welche eine eingearbeitete auf eine Radiofrequenz ansprechende Einrichtung aufweisen, welche bezüglich ihren physischen Aspekten während der Vorbereitung und dem Druckverfahren unverändert bleiben.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Dokument mit darauf gedruckten Kennzeichnungen zu liefern, welche eine auf eine Radiofrequenz ansprechende Einrichtung aufweist, welche nach der Bestrahlung mit elektromagnetischer Strahlung, zu präzisen und analysierbaren Signaleigenschaften führt, selbst wenn die Kennzeichnung aus sehr dünnen Linien oder Punkten besteht.
Bei einer weiteren Aufgabe der vorliegenden Erfindung soll ein flexibles Sicherheitsdokument geliefert werden, welches eine Kennzeichnung aufweist, welche auf eine Radiofrequenz anspricht und gegenüber mechanischer Beanspruchung und Spannung widerstandsfähig ist.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung die Sicherheitsaspekte der Dokumente zu verbessern, welche auf eine Radiofrequenz ansprechende Kennzeichnungen enthalten, und verbesserte Authentifizierungsverfahren zu liefern.
Diese Aufgaben werden durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche erfüllt.
Insbesondere werden sie durch eine Druckfarbe gelöst, welche zumindest ein einen Film bildendes Bindemittel und eine Vielzahl von zumindest einer Art an elektrisch leitfähigen Mikrodrähten enthält, wobei sich die durchschnittliche Länge der Art an Mikrodrähten in einem Bereich zwischen 3 μm und 250 μm befindet. Die durchschnittliche Länge befindet sich vorzugsweise in einem Bereich zwischen 5 μm und 100 μm und sogar noch bevorzugter zwischen 10 μm und 50 μm.
Vorzugsweise liegt die Länge jedes einzelnen Mikrodrahtes innerhalb zumindest einer Mikrodrahtart im Bereich von +10% bis –10% der durchschnittlichen Länge dieser Art. Eine sogar bessere Signaleigenschaft, welche sich aus der Antennenresonanz der Vielzahl von Mikrodrähten der einen Art ergibt, wird durch das Auswählen der Mikrodrähte erhalten, so dass sich die Abweichung von der durchschnittlichen Länge im Bereich zwischen +5% bis –5% befindet.
Die geringen Absorptionseigenschaften der in US 5.581.257 offenbarten Druckfarben sind aufgrund der schweren Zerstörung der Drähte während den groben Verfahren der Farbenvorbereitung und des Druckens. Die in US 5.581.257 offenbarten Drähte befinden sich im Bereich von 15 mm bis 1,5 mm, bevorzugter sind sogar Drähte mit einer Länge von 6 mm (¼ Zoll). Es wurde festgestellt, dass sie aufgrund ihrer Länge einem Güteverlust unterliegen. Insbesondere führen die Schleifverfahren in einer Walzmaschine, oft einer Walze mit drei Walzkörpern, zu merklichen Veränderungen der ursprünglichen, physischen Drahtstruktur. Die Farbübertragung von den Druckplatten beim Tiefdruckverfahren auf das darunter liegende Substrat wird unter einem Druck von bis zu 265 MPa/mm² durchgeführt. Das Brechen, Zerbröckeln, Biegen und Verheddern der Drähte ist die Antwort auf diese groben Zustände. Diese Strukturveränderungen werden von drastischen Abnahmen der Signaleigenschaften begleitet. Die Zerstörung der ursprünglichen Drahtstruktur führt zu einer immensen Anzahl von verschiedenen Drahtlängen, d.h. Antennenlängen im gedruckten Bild, obwohl die Abweichung der durchschnittlichen Länge der eingesetzten Drähte innerhalb eines akzeptablen Bereichs gewesen sein kann. Die enorme Anzahl an unterschiedlichen Längen führt zu einer enormen Anzahl an einzelnen Antennenresonanzen, wenn sie einem kontinuierlichen Spektrum der Radiofrequenzen ausgesetzt werden. Folglich sind die Signale schwach und das erfasste Spektrum ist abgeflacht, glatt und ohne diskrete Signalbänder.
Es ist wichtig, dass die Mikrodrähte einer gegebenen Art einen homogenen Satz aufweisen, d.h. sie sollten alle im Wesentlichen den gleichen Durchmesser aufweisen und innerhalb einer engen Toleranz im Wesentlichen gleichlang geschnitten sein. Dies impliziert eine technologische Herausforderung, welche allgemein außerhalb der Reichweite eines gewöhnlichen Fälschers liegt.
Homogene Drahtlängen können durch das Walzen eines spröden Vorläufermaterials mit einer längeren Länge nicht erhalten werden; es würde nur zu einer statistischen Längenverteilung führen. Dehnbare Drähte, beispielsweise Aluminium- oder Kupferdrähte würden bei einem Walzversuch einfach zerbröckeln. Das zufällige Schneiden von längeren Drähten würde auch nur zu einer statistischen Längenverteilung führen. Die einzige Möglichkeit zum Herstellen von Mikrodrähten mit einer präzisen Länge ist durch das Präzisionsschneiden auf einer speziell konstruierten Maschine. Das Einbetten längerer Drähte in einer starren Matrix, gefolgt vom Mikrotomschneiden oder das Bearbeiten auf einer geeigneten Werkzeugmaschine, bietet eine Möglichkeit Mikrodrähte mit der erwünschten Präzision zu erhalten. Die so erhaltenen Mikrodrähte werden anschließend von ihrer einbettenden Matrix befreit und in die erwünschte Farben- oder Beschichtungsstruktur eingearbeitet.
In einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung werden Mikrodrähte eines ausgewählten Bereichs von durchschnittlichen Längen geschaffen, so dass die Drähte keinen wesentlichen, physischen Veränderungen während dem Farbenherstellungs- und Druckverfahren unterzogen werden. Eine Verstärkung der jeweiligen Antennenresonanzen zu einem intensiveren Signal ist das Ergebnis einzelner Resonanzen mit einer geringfügigen Frequenzabweichung als Reaktion auf die elektromagnetische Strahlung der geeigneten Frequenzen.
In einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird auch der Durchmesser zum Längenverhältnis der Mikrodrähte ausgewählt, um ihre mechanische Stabilität unter dem Farbenherstellungs- und Druckverfahren zu garantieren.
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beträgt der durchschnittliche Durchmesser von zumindest einer Drahtart gleich oder weniger als 50 μm, bevorzugter gleich oder weniger als 20 μm und sogar noch bevorzugter gleich oder weniger als 10 μm. Bei Mikrodrähten aus rostfreiem Stahl betragen die Durchmesser für eine Länge zwischen 10 μm und 100 μm typischerweise ca. 1 μm bis 20 μm.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann die Konzentration der Gesamtheit der Mikrodrähte bis zu 5% mal dem Gewicht des Gesamtgewichts der Druckfarbe betragen. Vorzugsweise besteht die Gesamtheit aus nur einer Art von Drähten, welche im Wesentlichen gleichlang ist. Die Gesamtheit kann jedoch auch aus zwei oder mehreren Mikrodrahtarten bestehen, wobei alle Arten im Wesentlichen gleichlang sind. Bei einer geringen Konzentration ist das spektrale Antwortsignal ungefähr proportional zur Mikrodrahtkonzentration. Die Mikrodrähte dürfen sich jedoch nicht gegenseitig berühren oder nahe beieinander liegen, da sich die einzelnen elektrischen Dipole andernfalls elektrisch miteinander koppeln und anstatt einer scharfen Resonanz entsteht das artmäßige, metallische Verhalten (Reflektionsvermögen) Insbesondere in Bezug auf dünne Linien und Punkte, welche auf Sicherheitsdokumente gedruckt sind, wird der Kontakt zwischen den einzelnen Drähten wahrscheinlicher sein, je länger jeder einzelne Draht ist. Es ist jedoch eine ausreichende Konzentration an Drähten mit der gleichen Länge notwendig, um ein befriedigendes Antwortsignal zu schaffen. In noch einem anderen Aspekt der Erfindung muss der Bereich der durchschnittlichen Länge der Mikrodrähte in Bezug auf ihre Konzentration in der Druckfarbe und dem gedruckten Bild folglich ebenso optimiert werden.
Das Material von zumindest einer Mikrodrahtart wird vorzugsweise ausgewählt, um die entsprechenden Farbenherstellungsverfahren zu überstehen, ohne unter den Scherkräften zu brechen oder zu zerbröckeln, welche beispielsweise durch die Walze mit den drei Walzkörpern oder die Dispergierausrüstung ausgeübt werden. Spröde oder sehr dehnbare Materialien wie z.B. metallisierte Glasfasern sind daher ausgeschlossen. Insbesondere wird das Material der Mikrodrähte aus der Gruppe ausgewählt, welche aus Metallen, Metalllegierungen und nichtleitenden Materialien besteht, welche zumindest eine Schicht aus einem elektrisch leitfähigen Material im Bereich von 3 μm bis 250 μm enthalten. Das Metall oder die Metalllegierungen werden vorzugsweise aus der aus Kupfer, Kupferlegierungen, Aluminium, Aluminiumlegierungen, Eisen oder rostfreiem Stahl bestehenden Gruppe ausgewählt. Sie sind gegenüber den Bestandteilen der Druckfarben unter den Zuständen der Farbenherstellung und des Druckens und unter der Aussetzung in der Umgebung des entstehenden gedruckten Gegenstands vorzugsweise chemisch träge. In dieser Hinsicht sind Kupfer-Nickel-Legierungen, Aluminium-Silizium-Legierungen und rostfreie Stahlsorten insbesondere nützlich.
Vorzugsweise wird das in den Mikrodrähten enthaltene Material ausgewählt, um zusätzliche, erfassbare Eigenschaften, insbe sondere magnetische Eigenschaften oder Lumineszenzeigenschaften zu schaffen.
Ein weiterer Teil der vorliegenden Erfindung ist ein Dokument und insbesondere ein Sicherheitsdokument mit einer ersten und einer zweiten Oberfläche mit einer gedruckten Kennzeichnung auf zumindest einer Oberseite desselben. Die Kennzeichnung umfasst eine Vielzahl von zumindest einer Art an dünnen Mikrodrähten, welche in einer zufälligen räumlichen Anordnung innerhalb der Kennzeichnung angeordnet und befestigt sind, wobei die durchschnittliche Länge der einen Mikrodrahtart in einem Bereich zwischen 3 μm und 250 μm und die Länge jedes einzelnen Mikrodrahtes innerhalb der einen Art vorzugsweise in einem Bereich von +10% bis –10% der durchschnittlichen Länge der Art liegt, um ein verstärktes Resonanzantennensignal zu erzeugen, wenn die Kennzeichnung der elektromagnetischen Strahlung der geeigneten, entsprechenden Frequenzen ausgesetzt wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform befindet sich die durchschnittliche Länge der Mikrodrähte, welche in der Kennzeichnung enthalten ist, in einem Bereich zwischen 5 μm und 100μm und bevorzugter in einem Bereich zwischen 10 μm und 50 μm. In Bezug auf die Abweichung von der durchschnittlichen Gesamtlänge, werden Abweichungen von +5% bis –5% zum Erhalten eines diskreten Resonanzsignals bevorzugt.
Ein Teil der Erfindung ist außerdem die Verwendung einer Vielzahl von zumindest einer Mikrodrahtart, welche eine durchschnittliche Länge im Bereich zwischen 3 μm und 250 μm als Antennen in den Kennzeichnungen aufweist, welche auf die Sicherheitsdokumente gedruckt wurden, wobei die Länge jedes einzelnen Mikrodrahtes innerhalb einer Mikrodrahtart vorzugsweise in einem Bereich von +10% und –10% der durchschnittlichen Länge liegt.
Ein weiterer Vorteil der Verwendung von Mikrodrähten der Längenauswahl liegt in der Tatsache, dass die Mikrodrähte mit der Länge für das menschliche Auge nicht erkennbar sind. Dies ist ein Hauptvorteil in Bezug auf Sicherheitsanwendungen, da sich ein potenzieller Geldfälscher nicht darüber bewusst ist, dass eine Resonanzeinrichtung in der Kennzeichnung enthalten ist. Außerdem entsprechen die Resonanzzustände für Mikrodrähte im Bereich zwischen 3 μm und 250 μm Frequenzen von gleich oder mehr als 1 THz. Diese Frequenzen sind in Sicherheitsanwendungen sehr außergewöhnlich und benötigen eine kochentwickelte Erfassungsausrüstung.
Ein weiterer Teil der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Erzeugen eines Sicherheitsdokuments mit einer ersten und einer zweiten Oberfläche mit mindestens einer auf zumindest einer der Oberflächen aufgetragenen Kennzeichnung, wobei die Kennzeichnung eine Vielzahl an zumindest einer Art an Mikrodrähten enthält, welche in einer zufälligen räumlichen Anordnung befestigt sind, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:

a) das Unterziehen einer Druckfarbe, welche zumindest ein einen Film bildendes Bindemittel und eine Vielzahl von zumindest einer Mikrodrahtart aufweist, einem Schleifverfahren in einer Walzmaschine und insbesondere einer Walze mit drei Walzkörpern;
b) das Drucken der Druckfarbe, welche nach dem Schritt a) in einem Druckverfahren erhalten wurde, welches aus den Tiefdruck-, Offsetdruck-, Buchdruck- oder Siebdruckverfahren ausgewählt wurde;
c) optionales Trocknen der Kennzeichnung;

Das Vorhandensein von Mikrodrähten auf einem Sicherheitsdokument ist durch verschiedene Verfahren erfassbar. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die Kennzeichnung einer Breitbandstrahlung ausgesetzt, welche beispielsweise durch eine thermische Lichtquelle, wie z.B. eine Lampe, erzeugt werden kann. Solch eine Lichtquelle wird mit entsprechenden Filtern eingerichtet und ein abtastendes Interferometer wird als Erfassungsvorrichtung verwendet. Das Interferometer registriert die Intensität der von der Kennzeichnung reflektierten Strahlung. Die Antennenresonanzfrequenz im registrierten Spektrum ist durch ihre Intensität gekennzeichnet, welche geringer als im einfallenden Spektrum ist. Dies ist, da die Resonanzfrequenz in alle Richtungen durch den Mikrodraht gestrahlt wird. Das Spektrum wird durch die Fourier-Transformation des gemessenen Interferogramms erhalten.
Um die Energiedichte der abfragenden Frequenzen zu erhöhen, welchen die Mikrodrähte ausgesetzt sind, wird vorzugsweise die Anregung durch eine Kleinbandstrahlungsquelle angelegt. Für die Herstellung von Kleinbandspektren mit hohen Energiedichten sind insbesondere Rückwärtswellenröhren interessant, wie durch G. Koslov und A. Volkov in „Millimeter and Sub-Millimeter Wave Spectroscopy of Solids", Herausgeber G. Grüner, „Topfics in applied Physics", Band 74, Springer Heidelberg 1998, Seite 51–111 beschrieben. Rückwärtswellenröhren sind ziehbare Hochfrequenzgeneratoren, welche als brillante, monochromatische Strahlungsquellen im erwünschten Wellenlängenbereich arbeiten. Eine Breitbanderfassung ist mit der Kleinbandanregung verbun den.
Alternative Ansätze für Quellen, welche abfragende Kleinband- oder Breitbandstrahlung im Submillimeterbereich erzeugen, sind auf Festkörpervorrichtungen angewiesen, In einer weiteren Ausführungsform werden aufwärtsmischende oder abwärtsmischende, nicht lineare Halbleitereinrichtungen verwendet. GaAs und verwandte, schnelle Halbleitermaterialien ermöglichen beispielsweise die Verwirklichung von ziehbaren Oszillatoren, wobei die Schottky- oder MIM- Diodenfrequenz mischenden Vorrichtungen bis zum Frequenzbereich von Interesse betrieben werden. Das abwärtsmischende Mischen der Ausgaben eines ziehbaren Diodenlasers mit einer festen Frequenz ermöglicht auch die Erzeugung der ziehbaren Strahlung in den Höchstfrequenz- und den VFIR-Bereichen. Vorzugsweise wird das interne Modenmischen in einer Laserdiode mit einer Mehrmodenleistung verwendet, um die Strahlung mit der Höchstfrequenz in der Funktionsbereichen von Interesse zu erzeugen.
In Zusammenhang mit einer ziehbaren, abtastenden Schmalbandstrahlungsquelle ist die Erfassung der entsprechenden Höchstfrequenz auf ein das Breitband wärmeerfassendes (Mikrobolometer- oder gleichfunktionales) Element argewiesen.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Erfassen auf interferometrische oder streuende, erfassende Vorrichtungen angewiesen, wenn die Mikrodrähte in der Kennzeichnungen einer Breitbandstrahlungsquelle ausgesetzt werden. Im interferometrischen Erfassungsmodus wird ein mit einem Mikrobolometer oder gleichfunktionalen Erfassungselement ausgerüstetes Interferometer verwendet. Das entstehende Interferogramm wurde der Fourier-Transformation unterzogen, um das Absorptionsspektrum zu erhalten. Ein das Schmalband erfassender Modus ist auf einen Brechungsstrahlsand und eine equifunk tional streuende Vorrichtung angewiesen. Insbesondere im Zusammenhang mit einem Mikrobolometer oder einer gleichfunktionalen, erfassenden Anordnung wird die spektrale Information hierdurch direkt erhalten.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die die Mikrodrähte umfassende Kennzeichnung einer gepulsten Anregung mit entsprechenden Erfassungsverfahren ausgesetzt.
Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Erfassungsverfahren, welches auf passiven Erfassungsverfahren basiert. Passive Erfassungsverfahren ziehen einen Nutzen aus der natürlichen Wärmeemission der Mikrodrähte bei ihren Resonanzfrequenzen, welche bei der Umgebungstemperatur vorkommen.
In einer weiteren Ausführungsform ist das Vorkommen der Mikrodrähte in der gedruckten Kennzeichnung auf einem Sicherheitsdokument die direkte Bestimmung der physischen und chemischen Parameter der Mikrodrähte mittels einem abtastenden Elektronenmikroskop (SEM). Als Alternative kann die Bestimmung durch das Abtasten des entsprechenden Absorptionsbandes im spektralen Funktionsbereich von Interesse durchgeführt werden. Folglich kann durch das Mischen der Mikrodrähte mit unterschiedlichen, gut definierten Durchschnittslängen, welche alle innerhalb eines Bereichs von 3μm bis 250 μm, vorzugsweise in einem Bereich von 5 μm bis 100μm liegen, in eine Farbenstruktur ein einheitlicher Code konstruiert werden. Dieser Code wird auch durch das SEM oder das Abtasten der entsprechenden Absorptionsbänder in den spektralen Bereichen von Interesse gelesen. Die spektrale Identifizierung der Codierung macht diese zum Maschinenlesen und zur Authentifizierung geeignet. Eine hohe Anzahl von unterschiedlichen Codes kann durch die Kombination unterschiedlicher, genau definierter Längen einer gegebenen Qualität von Mikrodrähten oder sogar unterschiedlichen Qualitäten von Mikrodrähten realisiert werden.
1a zeigt das Übertragungsspektrum (T im Verhältnis zu cm^–1) eines Sicherheitsdokuments, welches eine Kennzeichnung mit darin enthaltenen Mikrodrähten mit einer durchschnittlichen Länge von 100 μm in einer Konzentration von 2 Gewichtsprozent des Gesamtgewichts der Farbe aufweist.
1b wie Figur 1a; Konzentration der Mikrodrähte: 4 Gewichtsprozent.
1c wie 1a; Konzentration der Mikrodrähte : 9 Gewichtsprozent.
1d wie 1a; Konzentration der Mikrodrähte 18 Gewichtsprozent.
2 zeigt Mikrodrähte nach der vorliegenden Erfindung.
In den 1a bis 1d wurden die VFIR-Spektren der getrockneten Kennzeichnungen mit darin enthaltenen Mikrodrähten mit einer durchschnittlichen Länge von 100μm im Bereich zwischen 100 cm^–1 bis 30 cm^–1 bei der streuenden Geometrie des Reflexionsvermögens unter Verwendung eines Spektrometers des Typs Bruker IFS113v FTIR gemessen. Die Figuren zeigen, dass die Intensität der Resonanzabsorption durch die Mikrodrähte von der Konzentration derselben in der Kennzeichnung abhängen. Die Kennzeichnungen wurden durch das Drucken einer Siebdruckfarbe nach dem Beispiel 3 erzeugt. Die Kennzeichnungen wurden unter Verwendung eines Siebs des Typs 77 T in einem Siebdruckverfahren auf ein Zellulosepapier gedruckt.
Die 1a und 1b zeigen ein Absorptionsband bei ca. 50 cm^–1, welches der Grunddipolresonanz einer Antenne mit einer Länge von 100μm entspricht. Bei höheren Konzentrationen von 9 und 18 Gewichtsprozent in den 1c und 1d wird das Absorptionsband der Dipolresonanz flach und verschwindet aufgrund der hohen Dichte an Mikrodrähten schließlich ganz im Abdruck, was zu einem ausführlichem elektrischen Koppeln zwischen den einzelnen Dipolen und schließlich zum metallischen Reflektionsvermögen führt. Die zu 18% belastete Kennzeichnung verhielt sich bereits bei den Wellenlängen von Interesse als metallischer Reflektor.
Die Druckfarbe, in welcher die Mikrodrähte enthalten sind, kann eine der bekannten Arten sein, solange die Bestandteile und die getrocknete Farbe nicht schädlich für den Mikrodraht und seine Funktion in der Farbe sind. Sie können lösend oder auf der Basis von Wasser sein. Der Begriff „einen Film bildend" ist nach DIN 55945:1996-09 zu verstehen.
Beispiele
Mikrodrähte aus rostfreiem Stahl (Fe/Cr) mit einem Durchmesser von ca. 1,5 μm und einer Länge von ca. 100 μm wurden von N.V.Bekaert S.A., Zwevegem, Belgien erhalten. Ihr Aussehen wird im Bild des SEM gezeigt (2).
Beispiel 1:
Tiefdruckfarbe, welche Mikrodrähte als forensische Kennzeichnung enthält

Eine Tiefdruckfarbe, wie in EP0340163 beschrieben), wurde mit Mikrodrähten nach der folgenden Formel gekennzeichnet:

Makromolekulares Tensid (EP0340163)	15
Alkylphenol-Tungöl, 80% in Öl (EP0340163)	8
Alkydharz, 80% in Öl (EP0340163)	10
Natriumsulfoniertes Rizinusöl, 60% in Wasser	2
Auf Mikrongröße gebrachtes (micronized)
Polyethylenwachs	2
Hochsiedendes Mineralöl	3
Pigmentblau 15	8
Mikrodrähte (Bekaert)	1
Kalziumkarbonat	34
Trockenmittellösung (Co-, Mn-, Zr-Oktoate)	2 Wasser
(mit einem Zelluloseether verdickt)	15
	100

Die Farbe wurde unter Verwendung einer Tiefdruckpresse auf Währungspapier gedruckt. Die Mikrodrähte wurden in der gedruckten Farbe erfasst und mit Hilfe des Geräts LEO 438 VP / Oxford ISIS SEM/EDX unter Verwendung der Erfassung rückgestreuter Elektronen analysiert.
Beispiel 2: Mikrodrähte enthaltende Offsetdruckfarbe
Eine kommerziell erhältliche Offsetdruckfarbe, Pantone Grün 159608 (SICPA Aarberg) wurde auf der Walze mit 5% pro Gewicht der Mikrodrähte (Bekaert) vermischt. Die Viskosität des sich ergebenden Produkts wurde eingestellt, um in den Bereich von 20–24 Pa.s (25°C, Schergeschwindigkeit 500 sec^–1) zu fallen.
Die Farbe wurde bei 2 g/m² auf einem „Prüfbau" gedruckt und mit Hilfe des Geräts LEO 438 VP / Oxford ISIS SEM/EDX unter Verwendung der Erfassung rückgestreuter Elektronen analysiert.
Beispiel 3: Mikrodrähte enthaltende Siebdruckfarbe
Eine nicht pigmentierte, auf einem Lösungsmittel basierende Siebdruckfarbe wurde mit unterschiedlichen Gewichtprozenten der Mikrodrähte (Bekaert) belastet:
Flecken dieser Farbe wurden auf Zellulosepapier unter Verwendung eines Siebs des Typs 77T gedruckt und die Dichte des Mikrodrahts wurde auf dem SEM geprüft.
Außerdem wurden die VFIR-Spektren der getrockneten Farbflecken im Bereich zwischen 110 cm^–1 und 30 cm^–1 in der streuenden Geometrie des Reflexionsvermögens unter Verwendung eines Spektrometers des Typs Bruker IFS113v FTIR gemessen. Die erhaltenen Spektren sind in den 1a, 1b, 1c und 1d gegeben.

Claims

Druckfarbe, welche zumindest ein einen Film bildendes Bindemittel und eine Vielzahl von zumindest einer Art an elektrisch leitfähigen Mikrodrähten enthält, wobei die Mikrodrähte voneinander getrennt sind und sich die durchschnittliche Länge der Mikrodrahtart in einem Bereich zwischen 3μm und 250μm, bevorzugter in einem Bereich zwischen 5μm und 100μm und sogar noch bevorzugter in einem Bereich zwischen 10μm und 50μm befindet.
Druckfarbe nach Anspruch 1, wobei sich die Länge des Mikrodrahtes innerhalb zumindest einer Mikrodrahtart in einem Bereich zwischen +10% und –10% der durchschnittlichen Länge, vorzugsweise in einem Bereich zwischen +5% und –5% der durchschnittlichen Länge befindet.
Druckfarbe nach Anspruch 1 oder 2, wobei der durchschnittliche Durchmesser von zumindest einer Mikrodrahtart gleich oder weniger als 50μm, vorzugsweise gleich oder weniger als 20μm und sogar noch bevorzugter gleich oder weniger als 10μm beträgt.
Druckfarbe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Material von zumindest einer Mikrodrahtart aus der Gruppe ausgewählt wird, welche aus Metallen, Metalllegierungen und nichtleitenden Materialien besteht, welche zumindest eine Schicht eines elektrisch leitfähigen Materials aufweisen, und sich die Schicht im Bereich von 3μm bis 250μm befindet.
Druckfarbe nach Anspruch 4, wobei das Metall oder die Metalllegierung aus der Gruppe ausgewählt werden, welche aus Kupfer, Kupferlegierungen, Aluminium, Aluminiumlegierungen und rostfreien Stahlsorten besteht.
Druckfarbe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Material der einen Mikrodrahtart so ausgewählt, dass es zusätzliche, nachweisbare Eigenschaften, insbesondere magnetische Eigenschaften und/oder Lumineszenzeigenschaften aufweist.
Verwendung von zumindest einer Mikrodrahtart, welche eine durchschnittliche Länge zwischen 3μm und 250μm aufweist, als Antenne in Kennzeichnungen, welche auf Sicherheitsdokumente gedruckt wurden, wobei die Mikrodrähte voneinander getrennt sind und sich die Länge jedes einzelnen Mikrodrahtes innerhalb der einen Mikrodrahtart vorzugsweise in einem Bereich von +10% bis –10% der durchschnittlichen Länge befindet.
Dokument, insbesondere ein Sicherheitsdokument, mit einer ersten und einer zweiten Oberfläche mit einer gedruckten Kennzeichnung auf zumindest einer Seite desselben, wobei die Kennzeichnung eine Vielzahl von zumindest einer Art an dünnen Mikrodrähten enthält, welche in einer zufälligen räumlichen Anordnung innerhalb der Kennzeichnung befestigt sind, wobei die Mikrodrähte voneinander getrennt sind, sich die durchschnittliche Länge der einen Art an Mikrodrähten in einem Bereich zwischen 3μm und 250μm befindet und sich die Länge jedes Mikrodrahtes innerhalb der einen Mikrodrahtart vorzugsweise in einem Bereich von +10% bis –10% der durchschnittlichen Länge der einen Art befindet, um ein verstärktes Resonanzantennensignal zu erzeugen, wenn die Kennzeichnung einer elektromagnetischen Strahlung ausgesetzt wird, welche der Länge der Mikrodrähte entsprechende Frequenzen aufweist.
Verfahren zum Erzeugen eines Sicherheitsdokuments, welches eine erste und eine zweite Oberfläche mit mindestens einer auf zumindest einer der Oberflächen aufgetragenen Kennzeich nung aufweist, wobei die Kennzeichnung eine Vielzahl von zumindest einer Mikrodrahtart aufweist, welche in einer zufälligen räumlichen Anordnung befestigt sind, wobei die Mikrodrähte voneinander getrennt sind und das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: a) Aussetzen einer Druckfarbe, welche zumindest ein einen Film bildendes Bindemittel und eine Vielzahl von zumindest einer Mikrodrahtart aufweist, einem Schleifverfahren in einer Walzmaschine und insbesondere einer Walze mit drei Walzkörpern; b) Drucken der Druckfarbe, welche nach dem Schritt a) in einem Druckverfahren erhalten wurde, welches aus den Tiefdruck-, Offsetdruck-, Buchdruck- oder Siebdruckverfahren ausgewählt wurde; c) optionales Trocknen der Kennzeichnung; wobei die durchschnittliche Länge und das Material der einen Mikrodrahtart so ausgewählt werden, dass die physische Struktur der Mikrodrähte während dem Schritt a) und dem Schritt b) nicht erheblich verändert wird.
Verfahren zur Authentifizierung eines Sicherheitsdokuments mit mindestens einer ersten und einer zweiten Oberfläche, welches eine gedruckte Kennzeichnung auf zumindest einer Oberfläche desselben aufweist, wobei die Kennzeichnung eine Vielzahl von zumindest einer Art an dünnen Mikrodrähten aufweist, welche in einer zufälligen räumlichen Anordnung innerhalb der Kennzeichnung befestigt sind, wobei die Mikrodrähte voneinander getrennt sind, sich die durchschnittliche Länge der einen Mikrodrahtart in einem Bereich zwischen 3μm und 250μm und sich die Länge jedes Mikrodrahtes vorzugsweise in einem Bereich von +10% bis –10% der durchschnittlichen Länge der einen Art befindet, und das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: a) Bestrahlen der Kennzeichnung mit einer Schmalbandstrahlung, welche insbesondere durch eine ziehbare Rückwärtswellenröhre erzeugt wird; b) Erfassen des von der Kennzeichnung kommenden Spektrums durch ein das Breitband erfassendes Element.
Verfahren zur Authentifizierung eines Sicherheitsdokuments mit mindestens einer ersten und einer zweiten Oberfläche, welches eine gedruckte Kennzeichnung auf zumindest einer Oberfläche desselben aufweist, wobei die Kennzeichnung eine Vielzahl von zumindest einer Art an dünnen Mikrodrähten aufweist, welche in einer zufälligen räumlichen Anordnung innerhalb der Kennzeichnung befestigt sind, wobei die Mikrodrähte voneinander getrennt sind, sich die durchschnittliche Länge der einen Mikrodrahtart in einem Bereich zwischen 3μm und 250μm und sich die Länge jedes Mikrodrahtes innerhalb der einen Mikrodrahtart vorzugsweise in einem Bereich von +10% bis –10% der durchschnittlichen Länge der einen Art befindet, und das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: a) Bestrahlen einer Kennzeichnung mit einer Breitbandstrahlung, welche insbesondere durch eine thermische Lichtquelle produziert wurde; b) Erfassen des von der Kennzeichnung kommenden Spektrums durch ein das Schmalband erfassendes Element oder ein abtastendes Interferometer.
Verfahren zur Authentifizierung eines Sicherheitsdokuments nach Anspruch 8, wobei die physischen und/oder chemischen Parameter durch ein abtastendes Elektronenmikroskop (SEM/EDX) erfasst werden.
Verfahren zur Authentifizierung eines Sicherheitsdokuments mit mindestens einer ersten und einer zweiten Oberfläche, welches eine gedruckte Kennzeichnung auf zumindest einer Oberseite desselben aufweist, wobei die Kennzeichnung eine Vielzahl von zumindest einer Art an dünnen Mikrodrähten aufweist, welche in einer zufälligen räumlichen Anordnung innerhalb der Kennzeichnung befestigt sind, wobei die Mikrodrähte voneinander getrennt sind, sich die durchschnittliche Länge der einen Mikrodrahtart in einem Bereich zwischen 3μm und 250μm und sich die Länge jedes Mikrodrahtes innerhalb der einen Mikrodrahtart vorzugsweise in einem Bereich von +10% bis –10% der durchschnittlichen Länge der einen Art befindet, wobei die natürliche thermische Emission der Mikrodrähte an der Resonanzfrequenz derselben durch passive Erfassungsverfahren erfasst wird.