有发光鉴别标记的有价印刷文件制造技术

本发明专利技术涉及具有至少一种鉴别装置的印刷的有价值的文件，所述装置呈发光物质的形式，该发光物质基于掺杂有至少一种稀土金属的基质点阵。该基质点阵主要在可见光谱区吸收、在大部分可见光谱区可激发，至少在部分红外光谱区是透明的。发光物质以这样的浓度存在于有价值的文件中以致于有价值的文件的特性刚好保持未损害。所涉及的稀土金属是铥。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及具有至少一个鉴别装置的印刷的有价值的文件，所述装置呈发光物质的形式，该发光物质基于掺杂有至少一种稀土金属的基质点阵。长期以来人们已经知道用发光物质保护有价值的文件。在这方面稀土元素的使用也已有讨论。这些稀土金属具有特别特征性的窄发射谱线，因此，当使用测量技术时，可以安全地区别于其它物质的发射谱线。优选的是，所使用的物质的发射谱线位于光谱的不可见区，尤其是红外(IR)光谱区。为了增强防伪，可以将稀土金属和其它物质掺入到基质点阵中，从而以特征的方式影响稀土金属的激发或发射光谱。通过与吸收性合适的物质相结合，例如，可以抑制稀土金属的一部分激发和/或发射谱带。但是，例如通过衰减激发或发射光谱的特定区域，该影响也可以呈“畸变”的形式。从该现有技术开始，本专利技术基于生产具有呈发光物质形式的鉴别装置的有价值的文件的目的，与现有技术相比，该文件更难检测，因此具有更大的防伪安全性。该目的的实现体现在独立权利要求中。这些权利要求的进一步改进是从属权利要求的主体。正如已经描述的那样，为了检查有价值的文件的真实性，使用位于红外光谱区的稀土金属的发射谱线。优选的是，所使用的发射谱线位于近红外区，因为这些发射谱线可以用低成本的探测器检测，以及由于有利的信噪比，可以相当容易地避免有误差的测量。通常，使用市售的硅(Si)和锗(Ge)检测器来检测。发射谱线位于红外光谱区越远，检测发射就越难。产生这种情况的原因是光电探测器的检测灵敏度或响应灵敏度通常随着要测量的辐射的波长的增长而降低。这意味着检测的信号的信噪比通常随波长的增加而减小。结果是，需要评价信号的测量技术和必需的专门知识变得更加昂贵。如果这些技术上很难检测的发光物质仅以较小的浓度存在于进行测试的有价值的文件中，那么仅在特殊条件下才可能检测发射谱线。本专利技术基于可以有利地应用随着在红外区发射波长的增加，某些物质的检测性难度增加的认识来增加防伪的程度。因此，根据本专利技术，为了保护有价值的文件，使用的发光物质的发射光谱位于Si或Ge检测器的响应灵敏度外，或至少位于Ge检测器的可检测性的边缘上。在这种情况下，用Ge检测器检测所需的技术力量要增加许多倍，或者例如使用硫化铅(PbS)、砷化铟(InAs)、砷化镓铟(GaInAs)或硒化铅(PbSe)检测器。但是，这些检测器的检测灵敏度比Si检测器的检测灵敏度低十倍，从而来自这类检测器的信号的技术评价原则上明显地更加困难。适合真实性保护的物质可以是基于铥(Tm)-掺杂的基质点阵的物质。铥产生的发射谱线的波长范围为1.6-2.1微米，特别是1.7-1.9微米，因此只能用Ge检测器很困难地检测出，因为在1.6微米的波长下Ge检测器的响应灵敏度已经很小，而在1.9微米的波长下Ge检测器的响应灵敏度趋近于零。但是，本专利技术主题的物质可以用PbS、InAs或GaInAs检测器检测出。因为这些检测器的响应灵敏度在1.6-约2微米的波长范围内也很低，铥必须掺杂入确保铥的最大可能效率的基质点阵中，即提供最大可能的量子产率的基质点阵。按照本专利技术，使用的基质点阵含有宽带吸收成分并高效地将吸收能转移到铥。优选的是，本专利技术的发光物质的量子产率为50-90％范围内。另外，本专利技术提供了以刚好避免损害有价值文件的这样一种浓度在相关的有价值文件中使用发光物质。最大浓度取决于多种参数，如施用的方式或有价值文件的所需特性(颜色或类似物)。如果，例如发光物质埋入纸浆中，那么杂质的最大允许浓度的重量仅仅是几个百分数。如果超过杂质的允许浓度，将导致材料性质的显著改变。例如，纸张中杂质的浓度太高，将会降低纸张的耐撕裂性。如果发光物质本身有颜色，那么仅仅约0.1％重量的浓度就足以改变整个纸张的颜色。印刷油墨中过高的杂质浓度使油墨变脆，并降低其在文件表面的粘附性。在这种情况下，仅仅1％重量的有色发光物质的浓度就足以改变印刷油墨的整个颜色外观。另一方面，如果该发光物质同时用作彩色色料，在可能的固体物质含量约为80％重量的实际最大值时，才有可能达到该极限浓度。根据本专利技术，对无色或稍有颜色的发光物质来说，其混入纸浆中的的下限浓度约为0.1％重量。对颜色更强的发光物质来说，其下限浓度仅为0.01％重量。优选的是，浓度的范围为0.05-1％重量。但是，如在有色发光物质的情况下，以层的形式施用到有价值文件中的发光物质的下限浓度约为1％重量。取决于层的组成和使用的目的，浓度范围为1-40％重量，优选的浓度范围为10-30％重量。以刚好容许的浓度(即不会损害纸张的指定特性的浓度)加入发光物质防止了伪造的企图，其中由于不知道真实的发光物质，使用具有类似发射谱线的不太有效的替代物质，但必须以更高的浓度将该替代物质加入有价值文件中以产生可测量的信号。这导致有价值的文件或含有发光物质的印刷油墨的可辨认的改变。例如，在有色物质的情况下，这将导致有价值的文件或印刷油墨的褪色。根据本专利技术，可以用多种方式将发光物质加入有价值文件中。例如，如已经提到的，可以将发光物质加入印刷油墨中，该印刷油墨还含有肉眼可检测的色料。也可将发光物质加入纸浆中。还可将发光物质设置在塑料基料中，该基料至少部分埋入纸浆中。基料可以呈安全线、斑纹线(mottling thread)或型板的形式。但是，塑料或纸张基料可以固定到任何其它所需的物体上，如用于产品的保护。在这种情况下，基料优选以标签的形式生产。如果基料是要保护的产品的一个组成部分，如在可按虚线撕下的带的情况下，当然也可能呈任何其它的形状。在某些用途中，以有价值文件上的不可见涂层的形式提供发光物质可能是有用的。发光物质可以存在于整个表面上或以特定的形状如条状、线状、环状或字母数字标记的形式存在。为了确保本专利技术的发光物质的不可见性，或者必须以最大浓度将无色发光物质用于印刷油墨或涂层基漆中(该浓度刚好在损害涂层的特性的浓度之下)，或者必须以涂层刚好保持其透明性的这样的低浓度使用有色发光物质。在本专利技术范围内的名称“有价值的文件”指钞票、支票、股票、邮票、身份证、信用卡、护照和其它文件，以及标签、密封、包装或用于产品保护的其它物件。本专利技术的发光物质的发射光谱如此远地进入红外光谱区，从而如果它们以不改变文件的最大量加入到将要标记的有价值的文件中，它们仅能以最大的技术力量用适用于该区域的检测器检测出来。这类发光物质在下文称为“极限发光物质”。从防护的角度看，与不在这些极限的其它发光物质相比，这类发光物质的好处是它们实际上不用于其它
，因此市场上买不到。而且，检测技术是如此复杂以致于分析测量参数的危险相当小。但是，即使发光物质的存在对伪造者来说是已知的，正如已经描述的，他只能通过准确设置产生发光的所有参数才可以复制。具有较差性能的发光物质，或者对有价值文件的特性产生永久的变化，或者它们在检测装置中不再可检测出。借助于附图和实施例，下面将描述本专利技术的其它实施方案和好处。附图说明图1是各种检测器的检测灵敏度。图2是本专利技术的极限发光物质的发射光谱。图3是本专利技术的防伪装置的横截面图。图1示出各种检测器的检测灵敏度D*与波长λ的关系。它给出了检测器响应灵敏度的量度。为了清楚起见，仅在灵敏度最大值区域内示出曲线。从该图可以看出，Si和GaAs检测器不再能够用于大于1.1微米的区域内。通本文档来自技高网...

【技术保护点】
具有至少一个鉴别装置的印刷的有价值的文件，所述装置呈发光物质的形式，该发光物质基于掺杂有至少一种稀土金属的基质点阵，该基质点阵主要在可见光谱区吸收和可激发，并至少在部分红外光谱区是透明的，其中稀土金属是铥，发光物质以这样的浓度存在于有价值的文件中以致于有价值的文件的特性刚好保持未损害。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：威蒂克考尔，格哈德施文克，格哈德斯滕泽尔，
申请(专利权)人：德国捷德有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]