DE69713769T2

DE69713769T2 - Wertdokument

Info

Publication number: DE69713769T2
Application number: DE69713769T
Authority: DE
Inventors: Robin Bratchley; Malcolm Robert Murray Knight; Andrew Nutton; Duncan Hamilton Reid
Original assignee: De la Rue International Ltd
Current assignee: De la Rue International Ltd
Priority date: 1996-04-15
Filing date: 1997-04-14
Publication date: 2002-11-07
Anticipated expiration: 2017-04-15
Also published as: EP1156459A3; PT898768E; GB9607788D0; EP0898768A1; ES2179322T3; WO1997039428A1; ATE220231T1; CA2250828A1; NZ331995A; PL329517A1; KR20000005449A; PL184717B1; JP2000509174A; US6155605A; CN1221505A; EP1156459A2; CN1132126C; RU2160928C2; BR9708664A; DE69713769D1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Wertdokument und ein Verfahren zum Authentisieren eines solchen Dokuments sowie auf Verfahren und Vorrichtungen zum Sortieren von Wertdokumenten.
Um Fälschungen von Wertdokumenten zu detektieren bzw. zu erkennen, ist es üblich, solche Dokumente mit Sicherheitsmerkmalen zu versehen, die dann bei einer Prüfung oder Authentisierung detektiert werden können.
Maschinenlesbare Sicherheitsmerkmale sind bei Geldscheinen oder anderen Wertdokumenten an sich bekannt. Sie sind zur Detektion durch tragbare Detektoren, tragbare, in der Hand zu haltende Einheiten, Kassierer- und Einzelhandels-Hilfseinrichtungen zur Sicherstellung der Gültigkeit von Banknoten und Wertdokumenten vorgesehen. Außerdem werden sie zur maschinellen Prüfung der Unversehrtheit von Banknoten oder anderen Sicherheitsdokumenten in Zähl- oder Sortierautomaten verwendet. Letztere können Dokumente mit linearer Geschwindigkeit von 1 m/s oder mehr durchlassen. Andere Bereiche, wo Banknoten und andere Wertdokumente maschinell gelesen werden, umfassen Geldscheine akzeptierende Geräte, zum Beispiel für Parkplätze, Banknoten-Recycler, Verkaufsautomaten und Spielautomaten.
Typische Verfahren zur Bestimmung der Echtheit umfassen das Messen spezieller Eigenschaften des Materials. Beispiele von Charakteristiken, die dabei benutzt werden, sind Fluoreszenz, Magnetismus, Phosphoreszenz, Absorption von Licht (UV-, sichtbares, IR-Licht) und elektrische Leitfähigkeit.
Diese Merkmale können in herkömmlicher Weise auf das Dokument gedruckt werden, und zwar entweder mittels sichtbarer Farbe oder einer Farbe, die nicht leicht zu sehen ist. Alternativ bilden detektierbare Sicherheitsmerkmale einen Teil des Substrats, das in dem Sicherheitsfaden oder in dem Papier selbst eingebettet ist.
Lumineszenzmerkmale werden durch Belichtung mit einer bestimmten Wellenlänge des Lichts, üblicherweise mit UV- oder sichtbarem Licht, und Analysierung des emittierten Lichts bei einer oder mehreren Wellenlängen im sichtbaren oder Infrarot-Bereich detektiert. Es werden sowohl phosphoreszierende als auch fluoreszierende Materialien verwendet. Bei phosphoreszierenden Materialien können auch die Abklingeigenschaften gemessen werden. Ferner werden Mischungen aus Phosphoren und Fluorophoren bei der Detektion verwendet.
Es sind Materialien bekannt, die durch sichtbares Licht angeregt werden und im Infrarot-Bereich emittieren können, oder sie können im roten Endbereich des Spektrums emittieren, nachdem sie im sichtbaren Bereich angeregt wurden. Anti-Stokes-Materialien können im IR-Bereich angeregt werden und im sichtbaren Bereich emittieren.
Magnetische Materialien werden üblicherweise sowohl in Druck- als auch in Papiermerkmalen benutzt, zum Beispiel in Fäden. Sie werden durch Messung der Remanenzmagnetisierung geprüft, nachdem sie nahe an einem Magneten vorbeigeführt worden sind. Alternativ wird - zur zusätzlichen Sicherheit - die Koerzitivkraft gemessen, und in einigen Fällen wird die Anwesenheit eines dauermagnetischen Codes geprüft.
Die Absorption von sichtbarem Licht kann zur Mustererkennung benutzt werden, doch ist die Absorption von UV- oder Infrarot-Licht unterscheidungskräftiger. Ferner werden einem Teil des Sicherheitsdokuments spezielle Infrarot-Absorber zugesetzt, zum Beispiel Farbe oder ein Faden, und das Absorptionsvermögen bei einer oder mehreren Wellenlängen gemessen.
Als äußerst wirksam hat sich die Anwendung leitfähiger Materialien auf Sicherheitsfäden oder anderen Kunststoff-Sicherheitsbauteilen erwiesen. Häufig wird eine leitfähige Metallschicht benutzt, die durch Kapazitäts- oder Induktions-Detektoren detektiert wird.
Sicherheitsfäden sind ferner mit mehreren Schichten aus magnetischen, fluoreszierenden und leitfähigen Metallen versehen worden. Im allgemeinen werden Sicherheitsdokumente in verschiedenen Bereichen des Dokuments mit verschiedenen maschinenlesbaren Merkmalen bedruckt, wobei die Merkmale entweder einen Teil des Designs des Dokuments bilden oder unsichtbar sind.
Häufig werden Barcodes (Strichcodes) zum Hinzufügen von Informationen benutzt, zum Beispiel des Wertes, Herausgebers oder Kontos. Diese können im genormten Linienformat oder als zweidimensionales oder Schachbrett- Format gedruckt werden. Im Falle der Sicherheitsüberprüfung oder Verrechnung von Bankschecks werden spezielle alphanumerische Quellen benutzt, die entweder durch optische Zeichenerkennung oder magnetische Abtastung gelesen werden. Der E13B-Code ist ein üblicherweise benutztes Format.
Für Sicherheitsfäden sind Verfahren zur Codierung oder Verschlüsselung bekannt geworden. Beispielsweise ist ein Sicherheitsfaden mit intermittierend vorhandenem Magnetismus sowie ein Faden mit sich von Punkt zu Punkt ändernder Magnetisierungsstärke bekannt. Alternativ ist ein Verfahren zur Codierung angewandt worden, bei dem eine Folge magnetischer Materialien mit unterschiedlicher Koerzitivkraft benutzt wird.
Die GB-A-1585533 beschreibt Sicherheitsdokumente, die auf verschiedene Weise detektiert werden können. Die darin offenbarte Erfindung betrifft eine Vorrichtung, die zwei verschiedene Sicherheitsmerkmale aufweist. Das eine ist eine magnetische Schicht und das andere entweder ein Lumineszenzmaterial oder ein Metall oder ein Röntgenstrahlen absorbierendes Material auf einem Faden oder einem anderen Papiereinschluß.
Die GB-A-1439173 beschreibt ein Papier, das bis zu zwei fluoreszierende Materialien enthält, die sich im gleichen Bereich des Dokuments befinden können und in verschiedenen Spektralbereichen emittieren. Die Detektion erfolgt nach einer Dispersion in verschiedene Wellenlängen.
Die US-A-5005873 beschreibt ein Dokument, das zwei fluoreszierende Materialien aufweist, die mit verschiedenen Wellenlängen im UV-Bereich angeregt werden und verschiedene Emissionsspektren im sichtbaren oder UV- Bereich haben und durch sequentielle Beleuchtung mit Licht in verschiedenen Wellenlängen detektiert werden.
Die Fluorophore werden homogen in einem Kunststoff- Substrat dispergiert oder in Schichten niedergeschlagen.
Die EP-A-0610917 beschreibt eine Anti-Fälschungs- Sicherheitsvorrichtung für Dokumente, die eine Kombination aus zwei Sicherheitselementen aufweist, von denen das eine maschinell und das andere visuell feststellbar ist.
Der vorhandene Stand der Technik hat eine Vielzahl von Nachteilen.
1) Wenn bei dem Detektionsverfahren nur eine einzige Komponente detektiert wird, ist die Sicherheit begrenzt, und für den erfahrenen Fälscher ist es verhältnismäßig einfach, den Maschinenlesbarkeitseffekt anzupassen. So kann der Fälscher bei der Fluoreszenz den Effekt so anpassen, daß er unter UV-Licht sichtbar ist, und eine Nachbildung herstellen, die durch einen einfachen Detektor erfaßt werden könnte, so daß er die Banknote als echt registrieren würde. Ein erfahrener Fälscher ist ferner in der Lage, die magnetischen und Leitfähigkeits-Merkmale an die maschinelle Lesbarkeit anzupassen.
ii) Eine zweischichtige Struktur auf einem Faden, bei der jede Schicht eine einzige maschinell lesbare Komponente bildet, kann ebenfalls von einem erfahrenen Fälscher analysiert und nachgebildet werden. Die Schwäche liegt darin, daß eine physikalische Untersuchung des Dokuments die Art der Konstruktion ergibt.
iii) Strichcodes an sich steigern die Sicherheit nicht, sofern sie nicht völlig verborgen sind. So sind magnetische Code-Linien auf Schecks und Reiseschecks gefälscht worden. Selbst wenn diese Codes verborgen sind, können sie im allgemeinen durch einfache im Handel erhältliche Detektoren oder durch Zerlegung des Merkmals abgetastet und nachgebildet werden.
iv) Mischungen von Materialien ergeben einen besseren Schutz, weil Einrichtungen, die der Öffentlichkeit nicht allgemein zugänglich sind, erforderlich sind, um die Hauptdetektionseigenschaften zu ermitteln. Die Detektion solcher Materialien erfordert jedoch eine kompliziertere Meßeinrichtung, die nicht ohne weiteres in Detektoren für billige Automaten eingesetzt werden, zum Beispiel in Zählern oder Verkaufsstelleneinrichtungen, und zwar aufgrund von Kosten- und Größenbeschränkungen. Aus dem gleichen Grunde sind etwas esoterischere wissenschaftliche Eigenschaften, die zu hohen Kosten in Zentralbanken vorgesehen sein können und sind, zur Anwendung in Verkaufsstellen, Zählern (oder Schaltern) oder Verkaufsautomaten usw. ungeeignet.
v) Auf vorhandenen Dokumenten sind maschinell lesbare Merkmale in großem Umfang in verschiedenen Bereichen eines Dokuments angeordnet, um von einer Detektion auf niedrigem und höherem Niveau Gebrauch zu machen. Dies ist jedoch zunehmend schwieriger zu erreichen, da der verfügbare Platz auf einem gedruckten Dokument begrenzt ist. Die Anwesenheit einer größeren Anzahl von maschinell lesbaren Bereichen kann das Aussehen des Dokuments erheblich beeinträchtigen und ist infolge der entweder unmittelbaren oder mittelbaren Anforderungen des maschinenlesbaren Bereiches unerwünscht.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung hat ein Wertdokument ein Substrat, das ein Sicherheitsmerkmal in und/oder auf einem Bereich des Substrats aufweist, wobei das Sicherheitsmerkmal wenigstens eine maschinell authentisierbare Hochsicherheitsentität (HSE) und wenigstens eine weitere maschinell authentisierbare Entität aufweist, die eine Niedrigsicherheitsentität (NSE) oder eine Hochsicherheitsentität aufweist, wobei die wenigstens zwei Entitäten verschiedene detektierbare Eigenschaften haben, die oder jede HSE ein homogenes Gemisch aus wenigstens zwei Komponenten mit verschiedenen detektierbaren Eigenschaften ist und die NSE eine einzige Komponente mit einer detektierbaren Eigenschaft ist, die sich von denen der HSE unterscheidet.
Diese Erfindung hat eine Anzahl erheblicher Vorteile gegenüber dem Stand der Technik. Erstens erleichtert die Anordnung des Sicherheitsmerkmals in nur einem Bereich des Substrats die Lokalisierung des Sicherheitsmerkmals bei den avisierten Maschinenauthentisierungsanwendungen. Die Erfindung vereinigt die Vorteile eines einfachen Detektionssystems, das kostengünstig in einer Einrichtung eingesetzt werden kann, wenn nur wenig Platz im Automaten vorhanden ist und mehr Platz nicht gerechtfertigt wäre, mit den Vorteilen eines hochwertigen Merkmals, das eine tiefergehende Abfrage erfordert und in komplizierteren Sortierern benutzt werden kann.
Zweitens sorgt die Erfindung für klar getrennte Entitäten. Vorzugsweise sind dies Hochsicherheits- und Niedrigsicherheitsentitäten (vorzugsweise in getrennten Schichten), die in verschiedenen Situationen in Abhängigkeit von der erforderlichen Sicherheit der Authentisierung benutzt werden können. So kann die NSE in Anwendungsfällen benutzt werden, in denen ein einfacher Detektor benutzt wird, zum Beispiel Einzelhandels- Verkaufsstellen und dergleichen, während die HSE (oder HSE und NSE) in eine sehr viel höhere Sicherheit erfordernden Anwendungsfällen benutzt werden kann, zum Beispiel in kommerziellen Banken oder Zentralbanken. In anderen Fällen können die Entitäten jedoch auf zwei Hochsicherheitsentitäten begrenzt sein.
Vorzugsweise ist die NSE ein einziges Material, das so detektiert werden kann, daß sich eine JA/NEIN-Antwort ergibt, die jeweils die Anwesenheit oder Abwesenheit der detektierbaren Eigenschaft anzeigt. Die HSE enthält typischerweise detektierbare Eigenschaften, die relativ schwierig zu detektieren sind und eine tiefergehende Abfrage des Dokuments sowie eine Authentisierung auf sehr viel höherem Niveau ermöglicht.
Da die HSE ein homogenes Gemisch aus wenigstens zwei Komponenten ist, ist sie viel schwieriger zu analysieren und daher schwieriger einfach auf der Basis von Versuch und Irrtum zu fälschen. Dies steht im Gegensatz zu den grundlegenderen Sicherheitselementen, die in der EP-A-0610917 beschrieben sind.
Ferner gibt es wenigstens drei verschiedene detektierbare Charakteristiken auf dem Dokument, die die Sicherheit des Dokuments erheblich verbessern. Zwar ist es nicht erforderlich, die Anwesenheit aller detektierbaren Charakteristiken des Dokuments zu bestimmen, doch ist der Sicherheitsgrad um so höher, je mehr detektiert werden.
Die Fläche oder der Bereich des Dokuments, in der bzw. dem das Merkmal abgefragt wird, ist vorzugsweise kleiner als 1.600 mm² oder noch bevorzugter 400 mm² oder weniger. Es sind Flächen bis herunter zu 10 mm² oder weniger möglich, was besonders günstig ist, wenn das Merkmal in einem Sicherheitsfaden eingebettet ist.
Die beiden Entitäten können kontinuierliche Schichten oder eine Mischung aus kontinuierlichen und diskontinuierlichen Schichten aufweisen. Beispielsweise kann die eine oder können beide eine Punktstruktur aufweisen oder aus unterbrochenen Bildern bestehen. Die Schichten können aus dem Bereich des Sicherheitsmerkmals auseinanderlaufen.
Die beiden Entitäten können Seite an Seite in dem Bereich vorgesehen sein und dabei eine strichcodeartige Struktur definieren. Insbesondere können die beiden Entitäten seitlich verschachtelt sein, so daß jede ihre eigene Strichcode-Struktur darstellt. Andere Arten der Verschachtelung, die ein Schachbrettmuster oder Mosaik ergeben, sind ebenfalls möglich.
Bei anderen Beispielen liegen die beiden Entitäten übereinander. Bei diesen Beispielen ist es wichtig, daß die oben liegende Schicht die Lesbarkeit der unten liegenden Schicht nicht beeinträchtigt. Wenn daher beispielsweise eine der Schichten eine magnetische Eigenschaft aufweist, sollte diese unter einer Schicht angeordnet sein, die eine unsichtbare Fluoreszenz aufweist. Alternativ können die beiden Schichten diskontinuierlich sein, wie es vorstehend erwähnt wurde.
Die beiden Entitäten können in oder auf dem Dokument- Substrat auf verschiedene Weise eingebettet sein. Wenn das Dokument beispielsweise einen Sicherheitsfaden in dem Bereich mit dem Sicherheitsmerkmal aufweist, dann kann das Merkmal auf dem Sicherheitsfaden vorgesehen oder eine der beiden Entitäten in dem Sicherheitsfaden selbst eingebettet sein. Wenn auf dem Sicherheitsfaden eine oder mehrere Schichten vorgesehen sind, dann können sie beispielsweise durch Gravurbeschichtung (Tiefdruckbeschichtung) aufgebracht sein. Alternativ können unterbrochene oder diskontinuierliche Schichten aufgebracht sein, wie schon erwähnt wurde. Der Faden kann ein Polymer- oder eine andere Art von Sicherheitsfaden sein, der isotropisch sein kann, oder auch nicht. In einigen Fällen kann die eine Entität oder können beide Entitäten zwischen einer oder mehreren Schichten des Fadenmaterials oder alternativ innerhalb des Körpers des Fadenmaterials sandwichartig angeordnet sein.
Bei anderen Beispielen kann eine der beiden Entitäten in dem Substrat selbst eingebettet sein. Dies würde bei der Herstellung des Substrats erfolgen, bei der die eine der beiden Entitäten in Form von Plättchen, Fasern, Metallfasern, Farbstoff- oder Pigmentteilchen ausgebildet ist.
In einigen Fällen ist wenigstens eine der beiden Entitäten auf dem Substrat aufgedruckt. Typische Druckverfahren sind das Lithographie-, Tief-, Sieb- oder Hochdruckverfahren.
Die eine oder beide Entitäten können Teil eines Überzugs sein, der während der Substrat- oder Papierherstellung oder nach der Herstellung des Substrats aufgebracht wird. Alternativ können sie aus einer Kombination mehrerer verschiedener Komponenten bestehen. So können die Komponenten aus dem Substrat, evtl. einem Überzug, oder einem Aufdruck bestehen, der im Lithographie-, Tief-, Sieb-, Hochdruck- oder einem anderen Druckverfahren hergestellt sein kann. Sie kann auch eine Folie oder ein Hologramm aufweisen, und zwar auf irgendeine Art aufgebracht, zum Beispiel durch Folienblocken. Der Überzug kann auch im Vakuum niedergeschlagen sein. Das Substrat kann auf Papier oder Kunststoff basieren. Das Substrat kann andere Sicherheitselemente enthalten oder einschließen, zum Beispiel einen Sicherheitsfaden, Plättchen, Fasern, Metallfasern, Farbstoff- oder Pigmentteilchen oder andere Sicherheitselemente.
Die Entitäten können Teil eines Überzugs sein, der während der Papierherstellung oder nach der Herstellung des Papiers aufgebracht wird. Alternativ als Teil eines aufgebrachten Hologramms, Kinegramms, Beugungselements, Farbspiel- oder optisch veränderbaren Elements. Diese Komponenten können per se eine maschinell authentisierbare Entität sein, der die HSE zugesetzt ist. Die HSE und NSE kann der Folie zugesetzt sein, wie es beispielsweise in der EP 522217 beschrieben ist.
Generell können die beiden Entitäten durch eine Kombination aus Papier-(Substrat-) und Druckentitäten, Papier- und Fadenentitäten oder eine Kombination aus Papier-, Faden- und Druckentitäten gebildet sein. Darüber hinaus kann ein Hologramm Teil des Sicherheitsmerkmals sein, das ein Papiersubstrat oder einen Aufdruck umfaßt. Ein Beispiel wäre eine Folienstruktur, die nicht kontinuierlich ist und Löcher aufweist, durch die die Druck- oder Papierentität überprüft werden kann.
Obwohl Strichcodes an sich nicht die wesentliche Komponente der vorliegenden Erfindung sind, könnten sie dennoch als Teil davon einbezogen sein. Somit können die Elemente von Strichcodes oder entsprechender Codes im IR-Bereich, durch UV-(Fluoro- oder Phosphoreszenz), UV- Absorption oder magnetische Effekte gelesen werden. Der Strichcode bildet nur ein Element der Erfindung. Er trägt entweder die NSE oder HSE.
Kombinationen von im Tiefdruckverfahren oder auf andere Weise gedruckten Linien sind auch als Detektionselement benutzt worden, wobei der Muster- und/oder Relief- Effekt bei Beleuchtung, wie bei Tiefdruckabtästungs- und Erkennungsvorrichtungen, ausgenutzt wird. Diese Art von Merkmal kann auch ein Element der Erfindung bilden.
Die homogene HSE kann einen Bereich verschiedener Zusammensetzungen aufweisen.
Bei Druckfarben und Überzügen (Beschichtungen) kann das homogene Gemisch durch innige Vermischung eines fein zerteilten Pigments mit einem Träger (Grundbestandteil), vorzugsweise, aber nicht notwendigerweise, mit einer Teilchengröße von weniger als 10 um, noch bevorzugter mit einer Teilchengröße von weniger als 5 um und noch bevorzugter mit einer Teilchengröße von weniger als 1 um, hergestellt sein. Der Farbstoffträger kann beispielsweise ein auto-oxidierbares, alkydmodifiziertes Trocknungsölsystem aufweisen, wie es in Lithographie-, Hoch- oder Tiefdruckfarbsystemen benutzt wird.
Alternativ kann irgendein anderes Druckfarbenauftrags- oder Beschichtungssystem, das an sich bekannt ist, als Träger der maschinenlesbaren Komponenten benutzt werden.
Alternativ kann die HSE durch Vakuumbeschichtung, Aufsprühen oder andere entsprechende Verfahren oder Verfestigung einer Schmelze aufgebracht werden. Sie kann sich in einer glasartigen Zusammensetzung (im weitesten Sinne) befinden oder alternativ eine feste Lösung auf einem Träger, zum Beispiel ein Farbstoff in einem polymeren Kunststoffträger oder Grundbestandteil ausgebildet sein.
Wenn sich die HSE in dem (Papier-)Substrat befindet, dann ist sie durch innige Vermischung der Komponenten im Ausgangsmaterial bei der Herstellung des Papiers eingebettet worden.
Die HSE kann eine Kunststoffkomponente sein, die die maschinenlesbaren Komponenten in sich dispergiert oder in fester Lösung trägt.
Die HSE und NSE kann eine Vielzahl verschiedener Materialien enthalten, die maschinenlesbare Eigenschaften haben. Beispiele dafür sind: Lumineszenz, Lichtabsorption (zum Beispiel sichtbares, IR- und UV-Licht), Raman-Aktivität, Magnetismus, Mikrowellen-Interaktion, Röntgenstrahlen-Interaktion und elektrische Leitfähigkeit. In einigen Fällen sind die detektierbaren Charakteristiken der beiden Entitäten verschiedene Eigenschaften derselben Art, zum Beispiel verschiedene Wellenlängen der Lumineszenz.
Typische Materialien, die in der HSE verwendet werden können, sind nachstehend angegeben. Die homogene Entität kann aus einem Gemisch von Materialien einer speziellen Art (wie sie beispielsweise in jedem nachstehenden Abschnitt beschrieben ist) bestehen, doch kann sie aus Mischungen von Materialien verschiedener Klassen von physiochemischen Eigenschaften zusammengesetzt sein (zum Beispiel aus Materialien, die verschiedenen der folgenden Abschnitte entnommen sind).

i) Lumineszenz-Materialien

Beispiele von Lumineszenz-Materialien, die in der homogenen Schicht enthalten sein können, sind in Tabelle 1 angegeben.
Überzüge oder Beschichtungen, Druckfarben und Kunststoffe können aus speziellen Kombinationen dieser Materialien bestehen, um Druckfarben herzustellen, die auf die verschiedenste Weise abgefragt bzw. abgetastet werden können.
In einem Mischungsansatz wären wenigstens zwei Lumineszenz-Materialien enthalten. Beispiele solcher Mischungsansätze sind in Tabelle 2 angegeben.
Der Aufbau des Detektorsystems berücksichtigt wenigstens zwei der Eigenschaften oder eine dieser Eigenschaften in Kombination mit einer anderen Eigenschaftsart, wie es in anderen Abschnitten beschrieben ist. Diese sind:
Anregungswachstumseigenschaften
Anregungswellenlänge
Emissionsabklingkennlinie
Emissionswellenlänge
Temperatur der Messung
Blickwinkeländerung.
Dies wird durch den Aufbau des Detektors und den zur Analyse der Signale zulässigen Algorithmus erreicht. Die Detektion kann durch Anwendung einer Blitzlampe, einer gepulsten Quelle oder Beleuchtung an verschiedenen Stellen längs der Bahn des Dokuments in dem Banknoten-Handhabungsautomaten erfolgen.

ii) Magnetische Materialien

Beispiele magnetischer Materialien, die in homogenen Gemischen verwendet werden können, sind in Tabelle 3 angegeben.
Der Detektor berücksichtigt eine oder mehrere der folgenden Eigenschaften:
- Störung des magnetischen Feldes, von dem sie ein Teil sind.
- Remanentmagnetisches Feld, das durch die Materialien erzeugt wird, nachdem das angelegte Magnetfeld entfernt wird.
- Die Koerzitivkraft des Materials.
- Temperaturabhängigkeit der magnetischen Eigenschaft.
- Die Geschwindigkeit, mit der die magnetische Eigenschaft sich bei einer Änderung der Feldstärke des angelegten Feldes ändert.
- Magnetische Permeabilität.
Es können Mischungen magnetischer Materialien in einem homogenen Ansatz benutzt werden, die die Art des erzeugten Feldes ändern können.
Das detektierte Material kann auch Eisen-Kobalt- Legierungen und andere weichmagnetische Materialien mit geringer Koerzitivkraft und Remanenz aufweisen.
Es können Mischungen magnetischer Komponenten benutzt werden, um Effekte zu erzeugen, die durch ein einziges Material nicht erzeugt würden.
Typische Mischungen magnetischer Materialien, die hergestellt wurden, sind:

Ansatz 1:

γ-Fe&sub2;O&sub3; 20%
Co-Fe&sub2;O&sub3; 20%
Träger 60%

Ansatz 2:

γ-Fe&sub2;O&sub3; 20%
Co-Fe&sub3;O&sub4; auf Fe&sub2;O&sub3; 20%
Träger 60%

Ansatz 3:

Co-Fe&sub3;O&sub4; auf Fe&sub2;O&sub3; 20%
BaO-6Fe&sub2;O&sub3; 20%
Träger 60%

Ansatz 4:

γ-Fe&sub2;O&sub3; 13,3%
Co-γ-Fe&sub2;O&sub3; 13,3%
BaO-6Fe&sub2;O&sub3; 13,3%
Träger 60,1%

Ansatz 5:

γ-Fe&sub2;O&sub3; 10%
BaO-6Fe&sub2;O&sub3; 30%
Träger 60%

Ansatz 6:

γ-Fe&sub2;O&sub3; 8%
BaO-6Fe&sub2;O&sub3; 32%
Träger 60%
Der Träger (Grundbestandteil) kann im Hochdruck-, Lithographie-, Tiefdruck-, Gravur- oder Siebdruckverfahren gebildet sein.

iii) Mischungen aus Fluoreszenz- und magnetischen Materialien

Ansatz 1:

Fluoreszierendes Pigment 5%
Fe&sub3;O&sub4; 25%
Träger 70%

Ansatz 2:

Fluoreszierendes Pigment 15%
γ-Fe&sub2;O&sub3; 25%
Träger 60%
Der Träger (Grundbestandteil) kann im Hochdruck-, Lithographie-, Tiefdruck-, Gravur- oder Siebdruckverfahren gebildet sein.

iv) Raman-Materialien

Typische Raman-aktive Materialien, die in der GB 2256433B beschrieben sind, können verwendet werden. Typische Ansätze sind:
Polydiacetylen 1-10%
Träger 87-78%
Fluoreszierendes Pigment 12%
Polydiacetylen 1-5%
Träger 62-58%
Fluoreszierendes Pigment 12%
Pigment 25%

v) IR-Absorber

Schwachgefärbte IR-Absorber sind von ICI erhältlich und in der EP 0340898 A2 und entsprechenden Patenten beschrieben.
Mischungen dieser Materialien können als eine der maschinell lesbaren Entitäten oder als Mischungen mit anderen Komponenten verwendet werden.
Die detektierbaren Eigenschaften der HSE können verschiedene Eigenschaften aufweisen, zum Beispiel die Lumineszenz und Leitfähigkeit oder verschiedene Eigenschaften derselben Art, zum Beispiel das Vorhandensein verschiedener Lumineszenz-Wellenlängen. In ähnlicher Weise können die Eigenschaften der HSE und NSE verschiedene Arten oder verschiedene Eigenschaften derselben Art sein.
Beispiele von NSEs sind:

1. Phosphoreszenz-Beschichtung oder -Aufdruck (mit UV-Licht angeregt und im sichtbaren Bereich emittierend)

Zinksulfidphosphor 5 bis 60%
Träger 95 bis 40%

2. Fluoreszenz-Beschichtung oder -Aufdruck (mit UV-Licht angeregt und im sichtbaren Bereieh emittierend)

Organische Fluoreszenz-Zusammensetzung 1 bis 40%
Träger 99 bis 60%

3. Anti-Stokes-Überzug (mit IR-Licht angeregt und im sichtbaren Bereich emittierend)

Anti-Stokes-Zusammensetzung 1 bis 60%
Träger 99 bis 40%

4. IR-Lumineszenz-Überzug oder -Aufdruck (mit sichtbarem Licht angeregt und im IR-Bereich emittierend)

IR-Lumineszenz-Zusammensetzung 1 bis 60%
Träger 99 bis 40%

5. IR-absorbierender Überzug oder Aufdruck

Infrarot-Absorber 1 bis 20%
Träger 99 bis 80%

6. Leitender Metall-Überzug

Aluminium-Überzug im Vakuum auf einem Sicherheitsfaden aufgetragen.

7. Magnetischer Überzug oder Aufdruck

Magnetische Zusammensetzung 5 bis 60% Träger 95 bis 40%

8. UV-Licht absorbierender Überzug oder Aufdruck

UV-Absorber 1 bis 40%
Träger 99 bis 60%

9. Metallfaden (Detektion der Kapazität)

Polyesterfaden (12 bis 33 um dick) im Vakuum auf einer oder beiden Seiten mit Aluminium bis zu einer optischen Dichte von etwa 2,0 bis 3,0 beschichtet.

10. Magnetischer Faden

Detektion des Remanenzmagnetismus nach Durchlaufen eines Magnetfeldes. Ein Polyesterfaden (8 bis 23 um dick), auf der einen Seite mit einer 5 um dicken Schicht aus einem magnetischen Pigment (zum Beispiel γ-Fe&sub2;O&sub3;) in einem polymeren Bindemittel versehen.

11. Mikrowellenaktive Entitäten (detektiert durch Interaktion mit einem Mikrowellenstrahl)

Dispersion von magnetischen oder nichtmagnetischen mikrowellenaktiven Fasern mit einem Durchmesser von etwa 6 um und einer Länge von etwa 5 mm in Papier. Statistisch dispergiert oder in einem Band. Nach bekannten Verfahren hergestellt.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfaßt ein Verfahren zum Authentisieren eines Wertdokuments die Ausbildung eines Sicherheitsmerkmals in und/oder auf einem Bereich eines Substrats des Dokuments, wobei das Sicherheitsmerkmal wenigstens eine maschinell authentisierbare Hochsicherheitsentität (HSE) und wenigstens eine weitere maschinell authentisierbare Entität enthält, die eine Niedrigsicherheitsentität (NSE) oder eine Hochsicherheitsentität aufweist, wobei die wenigstens zwei Entitäten verschiedene detektierbare Eigenschaften aufweisen, die oder jede HSE ein homogenes Gemisch aus wenigstens zwei Komponenten mit verschiedenen detektierbaren Eigenschaften ist und die NSE eine einzige Komponente mit einer anderen detektierbaren Eigenschaft als diejenigen der HSE ist; das optionale Vorbeileiten des Wertdokuments an einem Detektionssystem; das Detektieren wenigstens einer der detektierbaren Eigenschaften; und das Authentisieren des Wertdokuments, wenn die detektierte(n) Eigenschaft(en) vorbestimmten Bedingungen genügt(genügen).
Die vorbestimmten Bedingungen können zwei Schwellwerte umfassen, zwischen denen die detektierten Eigenschaften liegen, zum Beispiel die Intensität oder Wellenlänge.
Wenn das Verfahren auf niedrigem Niveau ausgeführt wird, zum Beispiel in einem Einzelhandels-Ausgang oder einer Autobahn-Bank, wird normalerweise nur die Eigenschaft der NSE detektiert. Bei Anlagen mit höherem Niveau werden eine oder mehrere der Eigenschaften der HSE oder HSE und NSE detektiert, um zu bestimmen, ob das Dokument authentisch ist oder nicht.
Nachstehend werden einige spezielle Beispiele beschrieben.

Beispiel 1

Eine Rolle aus Polyester wird mit Aluminium bis zu einer Metalldicke von etwa 30 nm vakuum-metallisiert. Auf der Metallseite des Films wird eine Schicht aus magnetischem Material, das organische Bindemittel und Gamma- Eisenoxid-Teilchen aufweist, durch ein geeignetes Beschichtungsverfahren, zum Beispiel Gravur, Umkehrwalzenbeschichtung usw., aufgebracht. (Optional wird der magnetische Überzug auf der Polyesterseite des Films aufgebracht). Eine zweite Lage aus vakuum-metallisiertem Polyester mit der gleichen Metalldicke wird mit bekannten Mitteln auf die erste Lage laminiert, so daß die zweite Metallschicht und das Magnetoxid innerhalb des Laminats liegen. Dann wird ein Überzug, der ein organisches Bindemittel und ein Gemisch aus Phosphorteilchen enthält, zum Beispiel aus dotiertem Zinksulfid und einem zusätzlichen Material, wie es im Abschnitt i) angegeben ist, auf beiden Oberflächen des Laminats in an sich bekannter Weise aufgebracht, zum Beispiel durch Farbprägen, Klischeedruck, Umkehrwalzenbeschichtung usw. Optional werden weitere organische Schutzüberzüge und/oder Klebstoffe auf einer Seite oder beiden Seiten des mit Phosphor überzogenen Laminats aufgebracht. Dann wird das Laminat mechanisch durch bekannte Mittel reduziert, um Sicherheitsfäden mit einer Breite im Bereich von etwa 0,5 bis 4,0 mm zu bilden. Die Sicherheitsmittel werden dann durch bekannte Mittel in Banknoten- Papier eingebettet, um einen vollständig eingebetteten oder teilweise durch Fenster sichtbaren Sicherheitsfaden zu bilden, zum Beispiel im letzteren Fall durch Anwendung des in der EP-A-0059056 offenbarten Verfahrens. Das Papier wird dann nach bekannten Verfahren bedruckt und in Form von Banknoten ausgegeben.
Bei der Benutzung umfaßt die Authentisierung des Dokuments das Prüfen von drei oder mehr Eigenschaften: der Leitfähigkeit der Metallschichten, der Anwesenheit des magnetischen Materials durch Messung des Remanenzmoments pro Flächeneinheit (äquivalent dem Remanenzmagnetisierungs-Dicke-Produkt), der Koerzitivkraft des magnetischen Materials und der Intensität oder Spitzenemission oder Bandbreite oder Abklingzeit des Phosphormaterials oder der Phosphormaterialien bei Belichtung mit einer geeigneten Anregungslichtquelle unter Anwendung bekannter Detektionsverfahren.
In diesem Beispiel wird die NSE durch die Schicht aus magnetischem Material gebildet, wobei der niedrige Sicherheitsgrad durch Bestimmung der Anwesenheit oder Abwesenheit von magnetischem Material erreicht wird. Es sei jedoch darauf hingewiesen, daß die Merkmale mit höherer Sicherheit auch aus der magnetischen Schicht gewonnen werden können, die ein Remanenzmoment und eine Koerzitivkraft pro Flächeneinheit aufweisen.
Die HSE wird durch den Überzug mit einem Gemisch aus Phosphorteilchen gebildet.

Beispiel 2

Wie Beispiel 1, jedoch wird das magnetische Material als kontinuierliches Muster in Längsrichtung des Sicherheitsfadens niedergeschlagen, so daß es einen Code bildet, der detektiert werden kann, um die durch die maschinelle Detektion aus der Sicherheitsvorrichtung gewonnene Informationsmenge und mithin die Zuverlässigkeit des Authentisierungsprozesses zu erhöhen.

Beispiel 3

Wie Beispiel 2, nur daß das unregelmäßige Niederschlagen des magnetischen Materials von einer veränderlichen Dicke des magnetischen Materials und mithin der Signalstärke während der Detektion begleitet wird.

Beispiel 4

Wie Beispiel 2, nur daß Materialien mit unterschiedlichen Koerzitivkräften in verschiedenen Bereichen niedergeschlagen werden. Dann wird ein auf der Koerzitivkraft basierendes Muster aus den verschiedenen magnetischen Materialien erzeugt, das decodiert wird.

Beispiel 5

Wie Beispiel 1, nur daß ein Röntgenstrahlen absorbierendes Material, zum Beispiel Bariumsalz, in dem Eisenoxid enthalten ist. Die Anwesenheit des Bariummaterials wird danach durch ein Röntgenstrahl-Abbildungssystem bestimmt.
Nachstehend wird ein erfindungsgemäßes Beispiel einer Banknote und eines Banknoten-Sortierautomaten anhand der beiliegenden Zeichnungen beschrieben. Darin stellen dar:
Fig. 1 eine schematische, perspektivische Ansicht einer Banknote und
Fig. 2 eine schematische Seitenansicht der Vorrichtung.
Fig. 1 veranschaulicht sehr schematisch eine Banknote 20 mit einem Papiersubstrat 21, in dem ein Faden 22 ausgebildet ist. Die Banknote ist mit einem herkömmlichen (nicht dargestellten) Aufdruck und dergleichen versehen.
In dem Faden 22 ist eine NSE durch Ausbildung des Fadens als Polyesterstreifen, der im Vakuum mit Aluminium überzogen bzw. beschichtet worden ist, eingebettet.
Die HSE enthält eine Kombination aus zwei Lumineszenzmaterialien der zuvor beschriebenen Art, die in dem Papiersubstrat 21 unter dem Faden 22 in einem Bereich 23 eingebettet sind. Es sei darauf hingewiesen, daß viele Varianten in Form eines Sicherheitsmerkmals möglich sind, wie zuvor beschrieben wurde. Beispielsweise könnten die die NSE bildenden Lumineszenzmaterialien auf der einen Seite des Fadens 22 angeordnet sein. Die NSE braucht nicht in einem Faden angeordnet zu sein, sondern kann separat vorgesehen sein.
Die Sortiervorrichtung weist einen ersten Förderer 1 zur Einzelbeförderung von Banknoten 2 zu einem Detektorsystem 3 auf. Wenn ein Lumineszenz- oder Phosphoreszenzmerkmal detektiert werden soll, enthält das Detektorsystem 3 stromoberhalb eines Detektors eine Bestrahlungsquelle. Die Quelle bestrahlt die Banknote in dem Bereich, der erwartungsgemäß das Identifikationsmaterial enthalten soll (das in diesem Falle ein Lumineszenzmaterial ist), so daß die Materiallumineszenz, die Lumineszenzintensität und die Abklingkennlinie oder -eigenschaft durch einen ersten Detektor 3A detektiert wird. Ein Detektor 3B detektiert die Anwesenheit eines magnetischen Materials in dem gleichen Bereich auf einer Y/N-Basis, und das Detektorsystem bestimmt dann die Wellenlängen der Lumineszenz und die spezielle Verzögerungszeit und adressiert diese zusammen mit der Y/N- Magnetinformation an eine Nachschlagtabelle, die den Bestimmungs- oder Zielort einer Banknote definiert, die das magnetische Merkmal und die Lumineszenz bei jeder Wellenlänge aufweist. Das System 3 erzeugt dann ein Steuersignal auf einer Leitung 4 oder 5, in Abhängigkeit von der detektierten Lumineszenz und magnetischen Antwort, wobei das Steuersignal jeweils einem entsprechenden Umlenksteuersystem 6, 7 zugeführt wird. Das Steuersystem 6 steuert die Lage eines Umlenkers 8, und das Steuersystem 7 steuert die Lage eines Umlenkers 9. Wenn die beförderte Banknote 2 als zur ersten Bezeichnung gehörig identifiziert ist, die der ersten Lumineszenzwellenlänge entspricht, dann wird der Umlenker 8 in die Lage 8' umgelegt, die durch gestrichelte Linien dargestellt ist, so daß die Banknote in einen Speicher 10 fällt. Andernfalls läuft die Banknote 2 über den Umlenker 8 zu einem Förderer 11, auf dem sie zum Umlenker 9 befördert wird, der seinerseits in eine Lage 9' umgelegt wird, in der sie in einen Speicher 12 fallen kann.

Tabelle 1: Beispiele von Luxnineszenzmaterialien

Luininophor Aktivator

Yttriumverbindungen Seltene Erde, z. B. Eu, Nd, Tb
Gadoliniumoxid Seltene Erde, z. B. Eu, Tb
Magnesiumgermaniumoxid Übergangselement, z. B. Mn
Aluminiumoxid Ubergangselement, z. B. Cr
Zinksulfin Übergangselement, z. B. Cu, Mn, Ag
Organische Fluoreszenzverbindung

Tabelle 3: Beispiele magnetischer Materialien

Magnetische Materialien

Carbonyleisen
Kubisches/Oktohedrales/Sphärisches Magnetit
Nadelförmiges (Azikuläres) Magnetit
Nadelförmiges Eisenoxid
Mit Kobalt modifiziertes Eisenoxid
Mit Kobalt modifiziertes Magnetit
Stabilisiertes Eisen
Metallferrite (z. B. Barium, Strontium)
Chromdioxid
Amorph magnetisch/metallisch Tabelle 2: Beispiele von Mischungsansätzen mit Lumineszenzmaterialien

Claims

1. Wertdokument (20) mit einem Substrat (21), das ein Sicherheitsmerkmal in und/oder auf einem Bereich des Substrats aufweist, wobei das Sicherheitsmerkmal ein maschinell authentisierbares Merkmal aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Sicherheitsmerkmal wenigstens eine maschinell authentisierbare Hochsicherheitsentität (HSE) (23) und wenigstens eine weitere maschinell authentisierbare Entität aufweist, die eine Niedrigsicherheitsentität (NSE) (22) oder eine Hochsicherheitsentität aufweist, wobei die wenigstens zwei Entitäten verschiedene detektierbare Eigenschaften haben, die oder jede HSE ein homogenes Gemisch aus wenigstens zwei Komponenten mit verschiedenen detektierbaren Eigenschaften ist und die NSE eine einzige Komponente mit einer detektierbaren Eigenschaft ist, die sich von denen der HSE unterscheidet.

2. Dokument nach Anspruch 1, bei dem die beiden Entitäten (22, 23) in verschiedenen Schichten vorgesehen sind.

3. Dokument nach Anspruch 2, bei dem die eine Entität oder beide Entitäten eine kontinuierliche Schicht aufweisen.

4. Dokument nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die eine oder beide Entitäten eine Punkt- oder unterbrochene Struktur aufweisen.

5. Dokument nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die beiden Entitäten Seite an Seite vorgesehen sind.

6. Dokument nach Anspruch 5, bei dem die beiden Entitäten seitlich auseinander liegen.

7. Dokument nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die beiden Entitäten übereinander liegen.

8. Dokument nach einem der vorstehenden Ansprüche, das einen Sicherheitsfaden (22) im Bereich des Sicherheitsmerkmals aufweist.

9. Dokument nach Anspruch 8, bei dem das Sicherheitsmerkmal auf dem Sicherheitsfaden (22) vorgesehen ist.

10. Dokument nach Anspruch 8, bei dem die eine der beiden Entitäten in dem Sicherheitsfaden enthalten ist.

11. Dokument nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die eine der beiden Entitäten (23) in dem Substrat eingebettet ist.

12. Dokument nach Anspruch 11, bei dem die eine der beiden Entitäten in Form von Plättchen, Fasern, Metallfasern, Farbstoff- oder Pigmentteilchen ausgebildet ist.

13. Dokument nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem wenigstens eine (23) der beiden Entitäten auf dem Substrat aufgedruckt ist.

14. Dokument nach Anspruch 13, bei dem eine (23) der beiden Entitäten im Lithographie-, Tief-, Sieb-, oder Hochdruckverfahren gedruckt ist.

15. Dokument nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die Hochsicherheitsentität (23) oder eine der Hochsicherheitsentitäten ein homogenes Gemisch aus Pigmentteilchen und einem Farbstoffträger aufweist.

16. Dokument nach Anspruch 15, bei dem die Teilchengröße kleiner als 10 Mikrometer, vorzugsweise kleiner als 5 Mikrometer, und noch bevorzugter kleiner als 1 Mikrometer ist.

17. Dokument nach Anspruch 15 oder Anspruch 16, bei dem der Farbstoffträger ein auto-oxidierbares alkydmodifiziertes Trocknungsölsystem aufweist.

18. Dokument nach einem der Ansprüche 1 bis 14, bei dem die Hochsicherheitsentität oder eine der Hochsicherheitsentitäten ein molekulares Gemisch ist.

19. Dokument nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die detektierbaren Eigenschaften der einen Entität oder beider Entitäten eine der folgenden Arten aufweisen: Lumineszenz, Lichtabsorption, Raman-Aktivität, Magnetismus, Mikrowelleninteraktion, Röntgenstrahlen-Interaktion und elektrische Leitfähigkeit.

20. Dokument nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die detektierbaren Eigenschaften der beiden Entitäten verschiedene Eigenschaften der gleichen Art sind.

21. Dokument nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die abgefragte Fläche des Bereichs des Sicherheitsmerkmals kleiner als 1600 mm², vorzugsweise 400 mm² oder kleiner ist.

22. Verfahren zum Authentisieren eines Wertdokuments (22), das ein Sicherheitsmerkmal in und/oder auf einem Bereich eines Substrats des Dokuments aufweist, wobei das Sicherheitsmerkmal wenigstens eine maschinell authentisierbare Hochsicherheitsentität (HSE) (23) und wenigstens eine weitere maschinell authentisierbare Entität enthält, die eine Niedrigsicherheitsentität (NSE) (22) oder eine Hochsicherheitsentität aufweist, wobei die wenigstens zwei Entitäten verschiedene detektierbare Eigenschaften aufweisen, die oder jede HSE ein homogenes Gemisch aus wenigstens zwei Komponenten mit verschiedenen detektierbaren Eigenschaften ist und die NSE eine einzige Komponente mit einer anderen detektierbaren Eigenschaft als diejenigen der HSE ist, wobei das Verfahren das Detektieren wenigstens einer der detektierbaren Eigenschaften und das Authentisieren des Wertdokuments, wenn die detektierte(n) Eigenschaft(en) vorbestimmten Bedingungen genügt (genügen), umfaßt.

23. Verfahren nach Anspruch 22, bei dem eine der Eigenschaften der HSE (23) detektiert und zum Authentisieren des Dokuments benutzt wird.

24. Verfahren nach Anspruch 22, bei dem wenigstens zwei Eigenschaften der HSE (23) detektiert und zum Authentisieren des Dokuments benutzt werden.

25. Verfahren nach Anspruch 22, bei dem das Sicherheitsmerkmal eine HSE und eine NSE aufweist und der Schritt des Detektierens nur das Detektieren der Eigenschaft der NSE umfaßt.

26. Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 25, bei dem ferner das Wertdokument an einem Detektionssystem vorbei befördert wird, das den Detektionsschritt ausführt.