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Dokumentenidentifikation DE60028418T2 21.12.2006
EP-Veröffentlichungsnummer 0001250492
Titel VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINES SICHERHEITSDOKUMENTES
Anmelder Banque de France, Paris, FR
Erfinder GRIMAL, Jean-Michel, F-63130 Royat, FR;
PERRON, Maurice, F-78220 Viroflay, FR;
VIEU, Christian, F-63270 Vic le Comte, FR
Vertreter Samson & Partner, Patentanwälte, 80538 München
DE-Aktenzeichen 60028418
Vertragsstaaten AT, BE, CH, CY, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, LI, LU, MC, NL, PT, SE, TR
Sprache des Dokument FR
EP-Anmeldetag 07.12.2000
EP-Aktenzeichen 009888900
WO-Anmeldetag 07.12.2000
PCT-Aktenzeichen PCT/FR00/03426
WO-Veröffentlichungsnummer 2001042563
WO-Veröffentlichungsdatum 14.06.2001
EP-Offenlegungsdatum 23.10.2002
EP date of grant 31.05.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 21.12.2006
IPC-Hauptklasse D21H 21/40(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft Sicherheits- oder Wertdokumente. Genauer betrifft die Erfindung ein Verfahren, das es erlaubt, äußerst widerstandsfähige fiduziarische Dokumente herzustellen, um deren Eigenschaften und Besonderheiten (zum Beispiel mit dem Dokument verbundene Sicherheitselemente) zu erhalten und/oder deren Verwendungsdauer zu verlängern, insbesondere wenn diese einem aggressiven Umfeld ausgesetzt sind.

Eine besonders vorteilhafte Anwendung der Erfindung, die in diesem Text als Beispiel ausgeführt wird, betrifft Banknoten.

Jedoch ist dieses Beispiel nicht einschränkend und die Erfindung findet allgemein bei der Herstellung von jeglichem sensiblen Dokument Anwendung, das erkennbare Markierungen umfasst, die dazu bestimmt sind, die Authentifizierung des Dokuments (Banknote, Scheck, jedwedes fiduziarische, Sicherheits- oder amtliche Dokument, usw.) zu erlauben, und die beschädigt werden können.

Zur Ermöglichung der Authentifizierung bestimmter sensibler Dokumente sind mit den Dokumenten verbundene Markierungen bekannt, die für einen Betrachter oder eine Maschine sichtbar sind. Solche Markierungen stellen somit ein Sicherheitselement des Dokuments dar. Es gibt zahlreiche Arten von Markierungen, die auf der Oberfläche des Dokuments abgeschieden oder in dessen innere Struktur eingearbeitet werden können, wobei die Markierung physikalische (optische, elektrische, magnetische ...), chemische Eigenschaften oder Eigenschaften jeglicher anderer Art (biologische ...) aufweist, um ihre Erkennung zu erlauben.

Um ihre Funktion als Sicherheitselement zu gewährleisten, muss die Markierung lesbar bleiben, das heißt, sie darf weder mit Schmutz oder anderen Beschädigungsprodukten des Dokuments bedeckt sein, die sie verdecken, noch selbst verändert werden.

Nun können aber im Fall von sensiblen Dokumenten, die solche Markierungen enthalten und zur Verwendung in aggressiven Umfeldern bestimmt sind, die Markierungen hierdurch unlesbar gemacht werden, was einen Sicherheitsnachteil darstellt.

Zum Bespiel werden Banknoten wie Gebrauchsgegenstände manipuliert und behandelt und unterliegen häufig Beschädigungen und Verschmutzungen. Solche Beschädigungen können das Lesen der verschiedenen Authentifizierungsmarkierungen, welche die Banknoten enthalten können, behindern oder sogar unmöglich machen (insbesondere im Fall einer maschinellen Lesung); dies stellt eine erhebliche Einschränkung der Sicherheit der Banknoten dar und senkt ihre Lebensdauer, da es für zahlreiche Anwendungen nötig ist, die Banknoten authentifizieren zu können.

Die herkömmlichen Banknoten und Dokumente aus Papier können sich in dieser Hinsicht als wenig effizient erweisen. Und in Anbetracht der zunehmenden Wichtigkeit der Sicherheitselemente in Bankscheinen – aber auch in zahlreichen Arten von Dokumenten – stellt diese Einschränkung einen erheblichen Nachteil dar.

Um zu versuchen, diesen Nachteil zu beheben, ist es bekannt, klassische Drucktechniken einzusetzen, um einen Schutzlack auf der Oberfläche einer Papierbanknote abzuscheiden. Siehe zum Beispiel die US-A-5660919.

Aber es ist festzustellen, dass die Wirksamkeit eines solchen Verfahrens sehr beschränkt ist und dass, wenn auch das Bedrucken mit Lack relativ wirksam gegen Verschmutzungen sein kann, ein solcher Schutz der mechanischen Abnutzung der Banknote schlecht standhält. Insbesondere im Fall von Banknoten, die in einer feuchten Umgebung im Umlauf sind, ist die Banknote nicht vor Beschädigungen geschützt, insbesondere denjenigen, die durch Wasser verursacht werden (Wasserspritzer, Verunreinigungen, die durch die feuchte Luft auf dem Filz der Banknote abgeschieden werden, ...).

Es könnte ebenfalls in Betracht gezogen werden, Banknoten herzustellen, deren Struktur selbst aus Polymeren besteht, aber die Verfahren, die zum Druck und allgemeiner zur Integration von Sicherheitsmarkierungen bekannt sind, sind für die Sicherung von solchen Banknoten schlecht geeignet und führen somit zu Dokumenten, deren Sicherheit mangelhaft ist.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, die Herstellung eines Dokuments zu ermöglichen, das mindestens eine Authentifizierungsmarkierung enthält, die ein Sicherheitselement des Dokuments darstellt, wobei die Authentifizierungsmarkierung(en) auf solche Weise vor Beschädigungen und Verschmutzungen geschützt sind, dass sie die Sicherheit des Dokuments gewährleisten.

Um dieses Ziel zu erreichen, schlägt die Erfindung ein Sicherheitsdokument vor, das einen Träger aus einem Papierblatt aus Faserfilz enthält, das dadurch gekennzeichnet ist, dass der Faserfilz über seine gesamte Dicke derart mit einer Schutzsubstanz imprägniert ist, dass die Substanz die Fasern des Filzes umhüllt und die Verbindungszonen dieser Fasern bedeckt, wobei die Poren des Trägers durch die Umhüllung hermetisch verschlossen werden.

Bevorzugte, aber nicht einschränkende Aspekte des erfindungsgemäßen Sicherheitsdokuments sind die folgenden:

  • • die Schutzsubstanz umfasst eine organische Substanz;
  • • die organische Substanz ist ein Silan, ein fluoriertes Silan, ein Polymer vom Typ-Xylol oder ein anderes Polymer;
  • • die Schutzsubstanz umfasst eine anorganische Substanz;
  • • die anorganische Substanz ist SiO2, Si3N4, TiO2, ZnO oder SnO2;
  • • die Schutzsubstanz ist auf dem Träger aus einem Papierblatt durch Vakuumverdampfung abgeschieden worden;
  • • die Schutzsubstanz ist auf dem Träger aus einem Papierblatt durch Plasmazersetzung auf der Oberfläche des Trägers abgeschieden worden;
  • • die Plasmazersetzung erfolgt unter einem Druck nahe jenem des Vakuums;
  • • die Schutzsubstanz ist auf dem Träger aus einem Papierblatt durch chemische Abscheidung aus der Gasphase abgeschieden worden;
  • • die Schutzsubstanz ist auf dem Träger aus einem Papierblatt mittels Imprägnierung des Trägers mit einer Lösung mit geringer Viskosität, dann mittels Durchführung eines Erwärmungsschritts abgeschieden worden, welcher das Erstarren der Lösung in dem Filz des Trägers ermöglicht;
  • • die Äquivalentschichtdicke der Umhüllung beträgt zwischen 0,2 und 30 Mikrometern einschließlich;
  • • die Äquivalentschichtdicke der Umhüllung beträgt zwischen 1 und 5 Mikrometern einschließlich;
  • • die Schutzsubstanz ist farbig.

Weitere Aspekte, Ziele und Vorteile der Erfindung werden aus der Lektüre der nachfolgenden Beschreibung unterschiedlicher Ausführungsformen der Erfindung deutlicher hervorgehen.

Gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung wird die Behandlung einer Banknote vorgenommen, indem sie zunächst in eine Verdampfungskammer gegeben wird, in welcher ein extrem schwacher Druck eingestellt wurde, der jenem des Vakuums gleichgesetzt werden kann. Diese Banknote kann eine Banknote aus einem Papier aus Faserfilz sein.

Die Banknote wird gegenüber einem Tiegel platziert, der eine hydrophobe Substanz enthält, welche

  • – organisch (Silan, fluoriertes Silan, Polymer vom Typ Xylol – zum Beispiel Parylène (eingetragene Marke) oder ein anderes Polymer),
  • – anorganisch (zum Beispiel SiO2, Si3N4 oder TiO2, ZnO, SnO2),
  • – oder vom Typ organisch/anorganisches Hybrid (Mischungen aus SiO2 und fluorierten Silanen oder andere)
sein kann.

Der die Substanz enthaltende Tiegel wird dann erhitzt, indem er auf eine Temperatur gebracht wird, die in der Größenordnung von 1000 Grad Celsius liegen kann, so dass die Substanz in die Gasphase übergeht. Ist die Substanz in die Gasphase übergegangen, wird sie in den Raum freigesetzt und wird sich aufgrund der fast völligen Drucklosigkeit in der Kammer gemäß einer annähernd geradlinigen Bahn auf der Banknote abscheiden. Unter den erwähnten Substanzen kann ein Polymer vom Typ-Xylol oder SiO2 verwendet werden, die vorteilhafte hydrophobe Eigenschaften aufweisen.

Im Fall der bekannten Techniken für das Drucken von Lack auf eine Banknote können die Poren der Banknote (deren Durchmesser in der Größenordnung von 1 bis 20 Mikrometer liegt) nicht vom Lack verschlossen werden, und die Qualität des Schutzes ist in diesem Fall schlecht.

Dagegen imprägniert im Fall des vorstehend beschriebenen Vakuumverdampfungsverfahrens die Schutzsubstanz den Faserfilz des Papiers über seine gesamte Dicke, so dass die Fasern dieses Filzes von der Substanz umhüllt werden und die Verbindungszonen zwischen diesen Fasern auch von dieser Substanz bedeckt werden.

Und mittels dieses Verfahrens werden die Poren der Banknote hermetisch verschlossen, was die Qualität des Schutzes (insbesondere gegen Feuchtigkeit und Partikel, die von einer feuchten Atmosphäre getragen werden) beachtlich vergrößert.

Um diese Verbesserung zu charakterisieren, hat die Anmelderin insbesondere Tests zur Quantifizierung der Entwicklung der Weiße im Bereich des Wasserzeichens von Banknoten durchgeführt; ein solcher Test besteht in einer beschleunigten Alterung der Banknote (Einwirkung von Wasser und Schmutz...) und in einer optischen Bestimmung der Weiße des Papiers.

Durch Behandlung einer Banknote gemäß der bekannten Technik für den Druck von Lack wurden die Weißeergebnisse im Vergleich zu einer nicht behandelten Banknote um einige zehn Prozent verbessert. Durch Behandlung der Banknote durch Abscheiden eines Polymers gemäß einem Verfahren wie dem vorstehend beschriebenen lag die Verbesserung deutlich höher.

Die Anmelderin hat auch Tests hinsichtlich der Lebensdauer durchgeführt (die auf der Charakterisierung des mechanischen Zustands der Banknote nach einer beschleunigten Alterung beruhen). Auch in diesem Fall ermöglichte die lackierte Banknote einen Gewinn in der Größenordnung von einigen zehn Prozent im Vergleich zu einer nicht behandelten Banknote, während der Gewinn im Fall einer gemäß der Erfindung behandelten Banknote in der Größenordnung von einigen hundert Prozent lag, was typischerweise einer Verdreifachung der Lebensdauer der Banknote entspricht.

Gemäß der Erfindung ist es auch möglich, durch Durchführung einer Vakuumbeschichtung durch Zerstäubung eines Targets, das dem Beschuss mit Ionen aus einem Plasma ausgesetzt ist, eine Umhüllung der Fasern des Filzes einer Banknote zu erreichen, was den Verschluss der Poren der Banknote erlaubt, und auf diese Weise ihre Widerstandsfähigkeit bedeutend zu erhöhen.

In diesem Fall wird die Banknote in eine Plasmakammer gegeben, in welcher ein Druck nahe jenem des Vakuums eingestellt wurde, wobei das Target aus Metall, zum Beispiel Silicium, und das Plasma aus einer Argon/Sauerstoff-Mischung bestehen kann. Das mit den Sauerstoffionen beschossene Target sendet Siliciumpartikel aus, die sich auf der Oberfläche der Banknote mit den Sauerstoffionen zu Siliciumoxid SiO2 verbinden (wobei diese Verbindung nicht in Abwesenheit eines festen Trägers erfolgt).

Es ist darüber hinaus anzumerken, dass es möglich ist, eine Substanzabscheidung auf einer Banknote durch Bildung eines Plasmas in einer Kammer durchzuführen, deren Druck nicht nahe jenem des Vakuums, sondern höher oder sogar nahe dem Luftdruck ist.

Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung kann die Umhüllung der Banknote auch durch chemische Gasphasenabscheidung vorgenommen werden (eine Methode, die unter dem angelsächsischen Begriff «chemical vapor deposition» bekannt ist). In diesem Fall wird die Banknote der Substanz in der Dampfphase ausgesetzt (die somit eine gasförmige Vorstufe bildet), wobei der Dampf beim Kontakt mit der Banknote kondensiert, um eine Abscheidung auf der Banknote zu bilden.

Diese Ausführungsform ermöglicht zugleich den Erhalt einer sehr guten Imprägnierung der Banknote durch Umhüllung der Fasern und somit einen Verschluss der Poren des Papiers, wobei die gasförmige Vorstufe in alle freie Volumen diffundieren und auf allen freiliegenden Oberflächen kondensieren kann.

Es ist anzumerken, dass das letztgenannte Verfahren bei Temperaturen durchgeführt werden muss, die eine Grenze von ungefähr 200 Grad Celsius nicht überschreiten, damit das Papier nicht beschädigt wird (Verformung oder andere Veränderung). Diese Ausführungsform der Erfindung kann bei Luftdruck oder unter reduziertem Druck durchgeführt werden.

Schließlich ist es auch möglich, die Erfindung durch eine «Sol-Gel-Beschichtung» durchzuführen, bei der die Banknote in eine Lösung getaucht wird, deren Viskosität niedrig genug ist, um den Filz der Banknote vollständig zu imprägnieren, und dann eine Erwärmung der derart imprägnierten Banknote vorgenommen wird, um die Lösung im Filz des Papiers der Banknote erstarren zu lassen. Dieses Verfahren ist besonders gut für die Verwendung von Hybridsubstanzen zur Beschichtung der Oberfläche einer Banknote geeignet.

Die unterschiedlichen vorstehend beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung ermöglichen eine Beschichtung der Faserfilzstruktur der Banknote mit einer schützenden Hüllsubstanz, welche die Poren des Papiers vollständig verschließt und auf diese Weise eine äußerst wirksame Barriere gegen Feuchtigkeit und Verschmutzungen bildet, wie es die von der Anmelderin durchgeführten Tests gezeigt haben. Außerdem ermöglicht eine solche Umhüllung eine bedeutende Erhöhung der mechanischen Widerstandsfähigkeit der Banknote.

Die Substanzumhüllung muss genügend dick sein, um eine wirksame und dauerhafte Barriere zu bilden; in der Praxis muss die Äquivalentdicke bezogen auf die abgeschiedene Substanzmenge (das heißt die Dicke, welche die tatsächlich abgeschiedene Substanzmenge auf einem vollkommen ebenen und nicht porösen Träger bilden würde) in der Größenordnung von einigen Mikrometern, zum Beispiel von 0,2 bis 30 Mikrometer liegen.

Es ist jedoch möglich, die Erfindung wirksam mit Umhüllungen von geringerer Dicke bei bestimmten Substanzen anzuwenden (zum Beispiel Äquivalentdicke in einer Größenordnung von 5 Mikrometern oder sogar 1 Mikrometer im Fall von Polymeren vom Typ-Xylol, die bereits bei diesen reduzierten Dicken vorteilhafte Eigenschaften hinsichtlich der Dichtigkeit und der mechanischen Festigkeit aufweisen).

Es ist ebenfalls anzumerken, dass, wenn die zur Umhüllung der Faserfilzstruktur der Banknote verwendeten Substanzen im Allgemeinen optisch transparent sind, auch die optischen Eigenschaften (Färbung ...) bestimmter Hüllsubstanzen genützt werden können, um eine günstige ästhetische Wirkung bei einer erfindungsgemäß behandelten Banknote zu erzielen.


Anspruch[de]
Verfahren zur Herstellung von Sicherheitsdokumenten, die einen Träger aus einem Papierblatt aus Faserfilz umfassen, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren eine derartige Imprägnierung des Faserfilzes über seine ganze Dicke mit einer Schutzsubstanz umfasst, dass die Substanz die Fasern des Filzes umhüllt und die Verbindungszonen dieser Fasern bedeckt, wobei die Poren des Trägers hermetisch durch die Umhüllung verstopft werden. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzsubstanz eine organische Substanz umfasst. Verfahren nach dem vorangehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die organische Substanz ein Silan, ein fluoriertes Silan, ein Polymer vom Typ-Xylol oder ein anderes Polymer ist. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzsubstanz eine anorganische Substanz umfasst. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die anorganische Substanz SiO2, Si3N4, TiO2, ZnO oder SnO2 ist. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzsubstanz auf dem Träger aus einem Papierblatt durch Vakuumverdampfung abgeschieden worden ist. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass man die Schutzsubstanz auf dem Träger aus einem Papierblatt durch Zersetzung eines Plasmas auf der Oberfläche des Trägers abscheidet. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass man die Zersetzung des Plasmas unter einem Druck nahe jenem des Vakuums durchführt. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass man die Schutzsubstanz auf dem Träger aus einem Papierblatt durch chemische Abscheidung aus der Dampfphase abscheidet. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass man die Schutzsubstanz auf dem Träger aus einem Papierblatt mittels Imprägnierung des Trägers mit einer Lösung mit geringer Viskosität, dann mittels Durchführung eines Erwärmungsschritts abscheidet, welcher das Erstarren der Lösung in dem Filz des Trägers ermöglicht. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Äquivalentschichtdicke der Umhüllung zwischen 0,2 und 30 Mikrometern einschließlich eingeschlossen ist. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Äquivalentschichtdicke der Umhüllung zwischen 1 und 5 Mikrometern einschließlich eingeschlossen ist. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzsubstanz farbig ist.






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