Keamanan kertas dengan fitur keaslian dalam bentuk zat luminescing hanya di wilayah tak terlihat dari spektrum optik dan proses untuk menguji sama

Penemu :
Kaule, Wittich (Gauting, DE)
Stenzel, Gerhard (Munich, DE)

 Paten Amerika Serikat 4451521
Diterjemahkan Oleh : Oding Sholekhuddin

Pendahuluan :
Keamanan kertas dengan karakteristik keaslian luminescing yang setelah eksitasi dengan sinar tak terlihat memancarkan cahaya secara eksklusif terlihat dari panjang gelombang yang berbeda sebagai sinyal keaslian. Para luminofor dapat dimasukkan dalam tinta cetak yang digunakan atau mereka dapat ditambahkan ke dalam bahan kertas dalam pembuatan bahan kertas. Sebuah alat uji yang sesuai memungkinkan untuk memeriksa keaslian kertas keamanan di hadapan pelanggan tetapi tanpa disadari oleh mereka, dengan demikian terlihatnya sinyal uji dan sinyal keaslian diambil keuntungan dari dan perangkat tes yang tersembunyi di balik piring non -transmissive untuk cahaya tampak yang bagaimanapun transmissive untuk sinyal uji dan untuk sinyal keaslian.



Klaim :
 Apa yang diklaim adalah:

1. Keamanan dokumen dengan karakteristik keaslian terdiri dari: a substrat dan zat luminescing, dimana substansi luminescing dibangun untuk menunjukkan, ketika gembira, emisi pendaran hanya di wilayah yang tak terlihat dari spektrum optik, mengatakan substansi luminescing terdiri luminophore dikombinasikan dengan bahan yang menyerap memiliki spektrum penyerapan yang mencakup sebagian dari spektrum yang terlihat di mana kata luminophore memancarkan radiasi.

2. Keamanan dokumen menurut klaim 1, dimana bahan yang menyerap adalah pigmen.

3. Keamanan dokumen menurut klaim 2, dimana bahan yang menyerap zat warna adalah sebuah.

4. Keamanan dokumen menurut klaim 2, dimana substansi luminescing adalah campuran dari luminophore dan bahan yang menyerap.

5. Keamanan dokumen menurut klaim 2, dimana substansi luminescing terdiri luminophore dilapisi dengan bahan yang menyerap.

6. Keamanan dokumen menurut klaim 2, dimana substansi luminescing terdiri dari lapisan luminophore dilapisi dengan bahan yang menyerap.

7. Keamanan dokumen menurut klaim 1, dimana luminophore memiliki emisi spektrum pita lebar yang meliputi bagian dari spektrum yang terlihat.

8. Keamanan dokumen menurut klaim 7, dimana luminophore adalah senyawa organik.

9. Keamanan dokumen menurut klaim 8, dimana luminophore adalah zat warna laser.

10. Keamanan dokumen dengan fitur keaslian, terdiri dari: a substrat dan zat luminescing, dimana substansi luminescing dibangun untuk menunjukkan, ketika gembira, emisi pendaran hanya di wilayah yang tak terlihat dari spektrum optik, mengatakan substansi luminescing terdiri dari host matriks diolah dengan bahan dari kelompok yang terdiri dari logam tanah jarang dan lantanida dengan nomor atom 58-71, dimana spektrum penyerapan host matriks mencakup sebagian dari spektrum yang terlihat dan adalah seperti yang di daerah tampak dari spektrum optik menyerap sangat minimal pada saat-panjang gelombang di mana luminesces dopan dan karenanya menekan luminescences terlihat tidak diinginkan.

11. Keamanan dokumen menurut klaim 10, dimana host matriks terdiri sebagai unsur menyerap di wilayah spektral terlihat logam dari sub-kelompok VI, VII atau VIII.

12. Keamanan dokumen menurut klaim 10, dimana dopan memiliki spektrum emisi termasuk bagian dari spektrum yang terlihat.

13. Keamanan dokumen menurut klaim 10, dimana matriks host memiliki struktur perovskit menurut AXO rumus, umum ₃ dimana
Sebuah merupakan bahan yang dipilih dari kelompok yang terdiri dari: bismut, logam tanah jarang, dan kombinasi bismut dan logam tanah jarang, dan
X merupakan satu atau lebih logam transisi menyerap.


14. Keamanan dokumen menurut klaim 13, dimana X dipilih dari kelompok yang terdiri dari kobalt, nikel, dan besi.

15. Keamanan dokumen menurut klaim 10, dimana matriks host memiliki struktur yang dipilih dari kelompok yang terdiri dari: struktur garnet, struktur perovskit dan struktur ferit.

16. Keamanan dokumen menurut klaim 15, dimana struktur garnet dapat digambarkan dengan rumus umum X A _{3 x 5-2x} M _x M 'O ₁₂ dimana
Sebuah merupakan bahan yang dipilih dari kelompok yang terdiri dari: yttrium, skandium, lantanida dengan pengecualian neodymium, praseodymium serta campurannya dengan satu sama lain dan juga dengan neodymium, praseodymium, lantanum dan bismut,
X merupakan logam yang dipilih dari kelompok yang terdiri dari: besi, aluminium, gallium dan indium,
M merupakan logam yang dipilih dari kelompok yang terdiri dari: besi, kobalt, nikel, mangan dan seng,
M 'merupakan elemen yang dipilih dari kelompok yang terdiri dari: silikon, germanium, timah dan zirkonium,
dan x indeks memiliki nilai 0 <x ≤ 2,5.


17. Keamanan dokumen menurut klaim 15, dimana struktur garnet digambarkan dengan rumus umum A _3-x X _5-x B _x M _x O ₁₂ dimana
Sebuah merupakan bahan yang dipilih dari kelompok yang terdiri dari: yttrium, skandium, lantanida dengan pengecualian neodymium, praseodymium serta campurannya dengan satu sama lain dan juga dengan lantanum, neodymium praseodymium, dan bismuth,
B merupakan elemen yang dipilih dari kelompok yang terdiri dari: magnesium, kalsium, strontium, barium, seng mangan, dan kadmium,
X merupakan logam yang dipilih dari kelompok yang terdiri dari: besi, aluminium, gallium dan indium,
M merupakan elemen yang dipilih dari kelompok yang terdiri dari: silikon, germanium, timah, telurium, zirkonium dan titanium
dan x indeks memiliki nilai 0 <x ≤ 3.


18. Keamanan dokumen menurut klaim 15, dimana struktur garnet digambarkan dengan rumus umum A ₃ Fe _5-x M _x O ₁₂ dimana
Sebuah merupakan bahan yang dipilih dari kelompok yang terdiri dari: yttrium, skandium, lantanida dengan pengecualian neodymium, praseodymium, serta campurannya dengan satu sama lain dan juga dengan neodymium, praseodymium, lantanum dan bismut,
M merupakan logam yang dipilih dari kelompok yang terdiri dari aluminium, gallium, indium dan kromium,
dan x indeks memiliki nilai 0 ≤ x <5.


19. Keamanan dokumen menurut klaim 15, dimana struktur garnet digambarkan dengan rumus umum A _3-2x B _2x X _5-x V _x O ₁₂ dimana
Sebuah merupakan bahan yang dipilih dari kelompok yang terdiri dari: yttrium, skandium, lantanida dengan pengecualian neodymium, praseodymium, serta campurannya dengan satu sama lain dan juga dengan neodymium, praseodymium, lantanum dan bismut,
B merupakan elemen yang dipilih dari kelompok yang terdiri dari magnesium, kalsium, strontium, dan barium,
X merupakan elemen yang dipilih dari kelompok yang terdiri dari aluminium, gallium, indium dan besi,
dan x indeks memiliki nilai 0 ≤ x <1,5.


20. Keamanan dokumen menurut klaim 10, dimana matriks host memiliki struktur ferit menurut rumus umum M _1-x ² + M _'x ³ + _x ² + Fe Fe _2-x ³ + O ₄ dimana
M menunjukkan satu atau lebih logam divalen dipilih dari kelompok yang terdiri dari: indium, kadmium, kobalt, mangan, besi, nikel, tembaga atau magnesium, dan
'M berdiri untuk satu atau lebih lantanida trivalen dengan nomor atom di kisaran 58-74, dan
x indeks memiliki nilai antara 0 dan 1.


21. Keamanan dokumen menurut klaim 1, dimana zat luminescing disediakan setidaknya sebagian dalam daerah besar substrat.

22. Keamanan dokumen menurut klaim 1, dimana zat luminescing dicampur ke dalam komposisi substrat.

23. Keamanan dokumen menurut klaim 1, dimana substansi luminescing hadir dalam bentuk strip.

24. Keamanan dokumen menurut klaim 1, dimana substansi luminescing hadir sebagai sebuah lapisan tak terlihat setidaknya sebagian menutupi substrat.

25. Keamanan dokumen menurut klaim 1, dimana zat luminescing pada eksitasi dengan luminesces sinar ultraviolet di daerah ultraviolet dari spektrum optik.

26. Keamanan dokumen menurut klaim 1, dimana zat luminescing pada eksitasi dengan luminesces sinar ultraviolet di daerah inframerah dari spektrum optik.

27. Keamanan dokumen menurut klaim 1, dimana zat luminescing pada eksitasi dengan luminesces cahaya inframerah dalam daerah ultraviolet dari spektrum optik.

28. Keamanan dokumen menurut klaim 1, dimana zat luminescing pada eksitasi dengan luminesces cahaya inframerah di wilayah inframerah dari spektrum optik.

Keterangan :
Latar Belakang Penemuan
Penemuan ini berhubungan dengan kertas keamanan dengan luminescing fitur keaslian serta proses untuk menguji seperti kertas keamanan.
Di bawah "kertas keamanan" istilah di sini harus dipahami catatan bank, periksa bentuk, saham dan perangko serta berlalu, kartu kredit, cek kartu, paspor, tiket pesawat dan sertifikat lainnya dan dokumen.
Untuk mencegah pemalsuan dan pemalsuan, telah berusaha untuk waktu yang lama untuk membangun makalah keamanan yang seharusnya dilindungi sedemikian rupa sehingga orang yang tidak berhak tidak dapat undetectably mengubah atau mereproduksi mereka.
Dengan demikian di masa lalu terutama yang metode keamanan telah merekomendasikan dirinya fitur yang di satu sisi dapat diuji keaslian jelas oleh siapa saja tanpa bantuan teknis dan tanpa pengetahuan teknis tertentu, tetapi yang untuk pembuatan fitur tersebut membuat diperlukan seperti tingkat tinggi keterampilan teknis seorang pekerja yang pemalsu tidak dalam posisi profesional kemudian untuk melaksanakan proses manufaktur.
Terutama dalam kasus kertas ini menyediakan dengan tanda air asli dan dengan benang keamanan telah membuktikan nilai, karena ini hanya dapat dilakukan selama pembuatan kertas dengan menggunakan peralatan mahal. Fitur keamanan nilai sebanding sangat baik, dan sesuai secara teknis sangat menuntut, pola baja gravure.
Untuk beberapa waktu tren yang kuat untuk otomatisasi transaksi uang internasional telah jelas. Oleh karena itu telah muncul bahwa fitur keaslian digunakan sampai sekarang tidak cocok untuk tingkat yang sama untuk pengujian otomatis. Karena mesin memeriksa tidak melihat seluruh kertas keamanan disajikan untuk pengujian, adalah easer untuk menipu oleh imitasi dari indra manusia yang fitur ini dirancang. Dengan demikian menjadi perlu tambahan untuk fitur mencatat keaslian secara visual diuji untuk membuat yang lebih lanjut yang dapat dideteksi oleh penguji otomatis dengan keamanan yang sebanding.
Pemalsuan Dicetak sesuai menjadi lebih sulit untuk membuat jika fitur yang disediakan untuk pengujian otomatis tidak dapat didaftarkan oleh indra manusia.
Sementara itu dalam literatur paten serangkaian fitur optik, listrik dan magnetik telah diusulkan untuk rendering makalah keamanan aman dan cocok untuk membaca mesin. Ciri-ciri keaslian cocok untuk pengujian dalam perangkat seperti kotak pengambi uang misalnya; fitur ini tidak bisa, bagaimanapun, tanpa diketahui oleh pelanggan dan diperiksa tanpa ini terlihat di counter bank dan dalam situasi yang sebanding.
Dalam kasus makalah keamanan dengan benang keamanan magnetik satu dipaksa, sebagai keseluruhan dengan fitur magnetis efektif, untuk posisi dokumen tersebut tepat di aparat memeriksa dan membuat di kedua sisi hubungan yang dekat dengan detektor medan magnet seperti kumparan misalnya, sebuah magnetik kepala, kepala suara, piring lapangan atau sejenisnya.
Untuk alasan yang sama elektrik sisipan melakukan atau jejak tidak termasuk sebagai fitur untuk memeriksa tidak mencolok dan cepat. Selain itu umumnya stroke dengan pensil berfungsi untuk meniru fitur tersebut.
Keamanan kertas dengan fitur keaslian optik telah menjadi dikenal dalam pengujian otomatis yang tidak positioning yang tepat atau kontak dekat dengan aparat pengujian yang diperlukan.
Dalam kelompok pertama dari fitur seperti penyerapan lokal pada panjang gelombang inframerah atau dalam daerah spektral ultrviolet diuji; kertas adalah untuk tujuan ini diberikan dengan cara sesuai sudah selama pembuatan mereka dengan pola transmisi. Jika seseorang tidak ingin mengambil kelemahan dari cetak permukaan yang lebih besar ke dalam biaya maka dalam pemeriksaan kertas keamanan seperti seseorang harus melaksanakan pengenalan pola sulit. Oleh kisaran aplikasi sudah banyak dibatasi.
Sebuah menandai dikenal jenis ini juga dapat ditiru dengan zat yang juga tersedia dalam perdagangan.
Dalam kelompok kedua fitur optik emisi fluoresensi dari bahan karakteristik digunakan untuk memberikan pengecekan keaslian.
Rendering makalah keamanan aman terhadap pemalsuan dengan menggunakan zat luminescing telah dikenal sejak lama. Sudah dalam Spesifikasi Paten Jerman No 449133 dari tahun 1925 dan Spesifikasi Paten Jerman No 497039 dari tahun 1926 pengenalan luminescing zat ke dalam makalah keamanan digambarkan, dimana luminofor digunakan didalamnya dapat gembira dengan sinar ultraviolet yang tak terlihat atau lainnya dan memancarkan di wilayah terlihat.
Dalam US Pat. No 3.473.027 dan 3.525.698 luminofor dan penggunaannya sebagai zat warna coding berdasarkan kisi tuan didoping dengan logam tanah jarang yang jika sesuai dapat bersama-diaktifkan, dijelaskan, di mana eksitasi berlangsung dalam daerah UV-dan dalam jangka pendek gelombang daerah tampak dan emisi di wilayah-IR dekat menemukan digunakan untuk memperluas jangkauan spektral dapat digunakan.
Di Jerman Offenlegungsschrift 2547768 luminofor bumi codoped langka logam dijelaskan yang sangat antusias di wilayah IR-dan memancarkan di wilayah terlihat.
Penggunaan luminofor untuk rendering data carrier mengamankan lebih lanjut dijelaskan dalam bahasa Jerman Offenlegungsschrift No 1599011 dan juga di Jerman Offenlegungsschrift, No 2903073 dimana bahan bercahaya theredescribed dirangsang di daerah-IR.
Dalam literatur paten dan literatur ilmiah jumlah yang sangat besar yang berbeda luminofor logam tanah jarang yang digambarkan sebagai kristal tunggal yang cocok untuk laser tubuh padat atau untuk keperluan lainnya. Misalnya perhatian dapat diarahkan ke US Patent No. No 3.447.851 dan 3.480.877 di mana kristal dengan struktur garnet dijelaskan untuk teknik laser, tetapi penyerahan makalah keamanan mengamankan dengan luminofor tidak disebutkan.
Dari keadaan seni tentang makalah keamanan render aman dengan zat luminescing dapat disimpulkan bahwa eksitasi luminophore yang sebaiknya terjadi di UV-atau di wilayah IR-sementara emisi adalah baik yang diinginkan atau tidak dipandang merusak di spektrum tampak (VIS).
Semua bahan luminescence dicatat dalam literatur sehubungan dengan makalah keamanan render aman juga memiliki minimal tambahan emisi di VIS. Dengan demikian menandai menjadi dikenali pada eksitasi yang sesuai; lebih lanjut semua IR-luminofor dikenal sehubungan dengan render makalah keamanan mengamankan memancarkan di daerah spektral yang dapat diselidiki dengan konverter gambar komersial normal.
Para luminofor adalah dalam hal keamanan kertas single layer bekerja di sebagai penambah kertas, kertas sisipan, misalnya sebagai serat bintik atau benang keamanan, atau tinta cetak.
Hal ini telah muncul bahwa dalam memberikan makalah keamanan aman menggunakan logam langka luminofor kesulitan bumi timbul karena sifat-sifat yang sama yang dijelaskan berikut ini. Dalam publikasi yang lebih baru, dalam banyak kasus "data card" dijelaskan, yaitu umumnya multi-lapisan kertas keamanan, di mana kesulitan-kesulitan ini dapat dihindari.
Salah satu kesulitan dalam memberikan makalah keamanan mengamankan, terutama dalam memberikan makalah keamanan mengamankan menggunakan tinta cetak menggunakan luminofor bumi logam belakang, muncul dari ukuran partikel. Dalam publikasi telah disebutkan di atas yaitu US Patent No. Nomor 3.473.027 dan Offenlegungsschrift Jerman Nomor ukuran partikel 2547768 dari pM ke atas sedikit yang mencatat. Untuk pencetakan pigmen normal, namun, partikel ukuran di bawah 1 pM diperlukan. Normal luminofor bumi yang digunakan sebelumnya jarang logam tidak lagi menunjukkan efektivitas yang cukup di bawah ukuran partikel tertentu, sehingga pada yang comminuted intensitas pendaran secara substansial hilang. Mereka sesuai harus diperkenalkan dalam jumlah besar, ini menimbulkan biaya tinggi dan sering menyebabkan masalah teknologi tidak larut, karena ini batas memuat tinta cetak dengan bahan tambahan harus terlampaui.
Untuk menghindari kesulitan-kesulitan dalam kaitannya dengan ukuran partikel, sebagian larut luminofor bumi organik logam langka dijelaskan yang, bagaimanapun, karena sifat mereka tidak memiliki tahan luntur pelarut yang diperlukan untuk pencetakan uang kertas.
Dalam memberikan makalah keamanan mengamankan sampai nilai tertentu sekarang telah diletakkan pada kenyataan bahwa pada eksitasi dalam pendaran UV atau IR wilayah-wilayah muncul di daerah tampak atau di wilayah IR-dekat mudah diakses dengan konverter gambar tersedia secara komersial. Dalam pemeriksaan keaslian kertas otomatis mengamankan namun merupakan faktor keamanan tambahan jika rendering aman tidak terlihat atau tidak mungkin untuk membuat ini terlihat dengan cara normal.
Di Jerman Offenlegungsschrift Nomor 15 99 011 untuk prasasti masking yang menutupi dengan kertas yang telah diusulkan. Terlepas dari kenyataan bahwa foil itu sendiri terlihat dan dengan demikian mengarahkan perhatian terutama ke tempat prasasti, penggunaan foil dalam kasus kertas dan kertas keamanan yang sama adalah tidak praktis.
Ringkasan Penemuan
Tujuan dari penemuan ini adalah penciptaan makalah keamanan dengan keamanan dalam bentuk luminescing zat yang sesulit mungkin untuk mengenali dan yang secara khusus menunjukkan emisi ada di wilayah spektral terlihat dan keaslian yang dapat ditentukan dengan cepat dan otomatis tanpa diketahui.
Tujuan dari penemuan ini adalah lebih lanjut untuk mengembangkan proses uji yang sesuai untuk pengujian keaslian tanpa diketahui yang cepat dan otomatis fitur ini.
Realisasi yang mendasari penemuan ini adalah bahwa obyek ini dapat diselesaikan dalam bahwa dengan kombinasi luminofor dengan bahan menyerap cocok emisi pendaran semua di daerah tampak dari spektrum optik ditekan dan bahwa perangkat pengujian dapat disembunyikan di balik lempengan transparan yang tembus untuk eksitasi dan radiasi emisi. Pelat ini dapat keduanya tampak gelap atau hitam atau juga dapat dibangun sebagai misalnya cermin sebagai cermin berwarna.
Uraian Singkat Gambar
Tujuan di atas dan selanjutnya dari penemuan ini akan menjadi lebih mudah terlihat sebagai penemuan ini lebih lengkap dipahami dari penjelasan rinci diberikan di bawah ini, referensi yang harus gambar terlampir yang ingin angka referensi mewakili seperti bagian seluruh dan di mana:
Gambar. 1 adalah representasi skematis dari alat uji menurut penemuan ini; dan
Gambar. 2 adalah representasi skematis dari perwujudan kedua dari alat uji sesuai dengan penemuan ini.
Gambar. 3 menunjukkan spektrum eksitasi dari luminophore logam tanah jarang;
Gambar. 4 menunjukkan distribusi spektral dari luminophore logam tanah jarang setelah eksitasi, dan
Gambar. 5 menunjukkan spektrum emisi dari zat warna yang tersedia secara komersial.
Uraian Lengkap perwujudan PREFERRED
Subjek dari penemuan ini adalah sebuah makalah keamanan dengan karakteristik keaslian dalam bentuk luminescing zat dimana zat luminescing begitu dibangun bahwa mereka menunjukkan emisi pendaran hanya di wilayah yang tak terlihat dari spektrum optik, dimana eksitasi juga dapat dilakukan dengan kasat mata cahaya.
Oleh "wilayah tak terlihat dari spektrum optik" kita memahami sesuai dengan literatur teknis daerah panjang gelombang kurang dari 400 nm dan lebih besar dari 750 nm.
Sifat menurut penemuan ini dapat dicapai misalnya dengan kombinasi luminophore dengan satu atau lebih bahan menyerap sesuai atau dengan menggunakan luminofor logam tanah jarang di cocok matriks tuan menyerap.
Langkah-langkah khusus untuk penindasan yang disebut "parasit" emisi pendaran dalam terlihat adalah komponen penting dari penemuan ini. Perkembangan menguntungkan dari penemuan ini, harus diambil dari sub-klaim.
Keuntungan tertentu dari penemuan ini adalah:
Pengujian sinyal dan sinyal keaslian tidak memiliki komponen yang dapat langsung dirasakan oleh indera manusia dan aparat pengujian yang dibangun sehingga tetap tersembunyi untuk pengamat bahkan selama proses pengujian, pengujian kertas keamanan yang sesuai dapat terjadi di hadapan orang dan meskipun ini tanpa diketahui oleh mereka dalam pencahayaan normal.
Meniru fitur keaslian adalah dalam hal dari banyak bahan yang sangat sulit dan dalam beberapa dari mereka hampir mustahil.
Kemungkinan untuk pembangunan fitur tersebut dapat dibagi menjadi 4 kelompok tergantung eksitasi dan emisi
1. UV Eksitasi - Emisi UV
Sebuah menandai kertas keamanan dengan bahan luminescence yang sangat antusias dalam UV dan memancarkan dalam UV dapat dilakukan dengan phorphors cahaya hitam yang telah dikenal - doped fosfor alkali tanah atau - silikat atau - sulfat.
Bahan yang cocok secara individual terdaftar di P. Pringsheim, M. Vogel: luminescence dari Cairan dan Badan Solid, Verlag Chemie, Weinheim 1951, halaman 209, Tabel XXIII b dan halaman 202, Tabel XXI, Posisi 5.
Sebagai contoh kita perhatikan lebih lanjut:
Cerium-diaktifkan kalsium fosfat Ca ₃ (PO _{2) 2:} Ce atau timbal-diaktifkan barium fluorosilicate BaFSiO _3: Pb.
Selain ini masih ada sejumlah bahan organik dengan pendaran yang makalah keamanan dapat disediakan untuk tujuan ini.
Kita perhatikan di sini perhatian pyrene dan naftalena dan tambahan langsung ke koleksi bahan cocok lebih lanjut dalam:
Landolt - Bornstein: Baru Seri II / 3 (1967).
2. Eksitasi UV - Emisi IR
Untuk karakterisasi kertas keamanan dengan bahan luminescence yang setelah eksitasi dengan UV memancarkan di IR, satu menggunakan ion logam tanah jarang yang diinstal di kisi host yang cocok. Kisi tuan rumah tersebut, seperti misalnya fluoride lantanum, LAF ₃ lantanum klorida LaCl _3, yang diolah sampai konsentrasi 5% dan lebih dengan ion logam tanah jarang seperti praseodymium, neodymium, serium, samarium, europium, TB, dysprosium, holmium , erbium, Thulium atau Iterbium.
Kami langsung perhatian selain koleksi bahan cocok lebih lanjut di: Dieke "Spektrum & Energi Tingkat Ion Tanah Jarang di Kristal" InterScience NY 1968, Bab 13, halaman 180 ff.
3. Eksitasi IR - UV Emisi
Pada dasarnya kita juga bisa mencirikan makalah keamanan dengan bahan luminescence yang pada eksitasi dalam IR menunjukkan emisi luminescene di UV. Untuk makalah keamanan yang harus dikenakan persyaratan yang tinggi, misalnya kertas, ini perwujudan dari penemuan ini telah membatasi aplikasi, karena intensitas emisi pendaran relatif kecil. Gunakan hanya masuk akal dalam makalah keamanan kurang ketat dan membutuhkan alat pengujian Sejalan besar.
Untuk ini perwujudan dari penemuan bahan fitur sesuai yang menunjukkan sifat yang tidak biasa radiasi memancarkan energi lebih kaya dari pada radiasi yang menimpa adalah ion logam tanah jarang di kisi host yang telah dibicarakan di atas. Kisi tuan rumah dalam kasus dua pasangan IR diserap - foton pada ion logam tanah jarang, yang kemudian menyerah energi eksitasi dengan memancarkan foton UV tunggal lagi.
Bahan yang sesuai dan sifat mereka tercantum misalnya dalam: "Prosiding IEEE" Auzel Volume 61,6 (1973) halaman 769. Kami nama sebagai Iterbium contoh, erbium-doped yttrium oksiklorida Y ₂ OCl _7: Yb ³ +: Eh ³ + dengan garis emisi UV pada 380, 320 dan 305 nm pada eksitasi dalam IR antara 950 dan 1050 nm.
4. Eksitasi IR - IR Emisi
Dalam hal dokumen lapisan tunggal, misalnya dalam catatan bank, karakterisasi dengan bahan luminescence yang iradiasi berikut oleh IR menunjukkan emisi pendaran di IR memberikan keuntungan mencolok. Kedua kertas dan juga tinta cetak yang digunakan dalam pembuatan kertas keamanan harus di IR transmisi lebih tinggi daripada di UV. Keuntungan ini diperkuat dengan efektivitas yang tinggi dari sumber cahaya yang tersedia untuk penggunaan yang lebih mudah selain itu didapat dari sumber sinar UV yang sesuai.
Ada bahan luminescence yang sesuai dalam jumlah besar.
Senyawa organik yang sesuai tercantum dalam: Phys Terapan. Sastra, Vol. 12, halaman 206. Kami menyebutkan sebagai contoh: Violet cresyl.
Senyawa anorganik yang cocok adalah lagi yang individu dari ion telah dicatat logam tanah jarang di kisi tuan organik dan anorganik.
Uraian selanjutnya dari penemuan ini dapat terjadi kesamaan untuk semua empat perwujudan.
Penindasan emisi tidak diinginkan di daerah tampak dapat terjadi dengan menggunakan menyerap zat yang menyerap di setiap daerah panjang gelombang di mana luminophore ini memiliki emisi yang tidak diinginkan. Untuk tujuan ini ada yang cocok dalam zat warna tertentu dan pigmen berwarna. Lebih disukai luminophore ini ditanamkan dalam menyerap zat.
Luminophore dan menyerap zat Namun dapat juga diterapkan sebagai campuran atau pada atau ke dalam kertas keamanan sebagai lapisan berbaring satu di lain.
Atau luminophore dapat ditambahkan dalam campuran dengan tinta pencetakan menyerap atau dimasukkan ke dalam kertas atau diterapkan pada foil benang pengaman. Bahan menyerap jika diinginkan dapat menjadi hadir dilarutkan dalam pernis. Selanjutnya kemungkinan mencakup gambar cetak yang dibuat dengan tinta cetak yang berisi luminophore dengan misalnya zat menyerap dengan proses pencetakan kedua juga harus diperhatikan.
Sebuah kemungkinan alternatif emisi tidak diinginkan menekan di wilayah-VIS terdiri dalam penggunaan sesuai kisi tuan rumah untuk menyerap luminofor logam tanah jarang.
Sebaiknya ini kisi tuan rumah memiliki perovskit atau struktur garnet.
Dengan perovskites harus dipahami di sini senyawa dari rumus umum AXO ₃
dimana
A mewakili skandium, itrium, lantanum, sebuah lantanida dengan nomor atom 58-71 dan / atau bismut, dan
X merupakan satu atau lebih logam transisi menyerap sebaiknya kobalt, nikel, mangan atau besi.
Seperti telah disebutkan, kisi host dapat menjadi kisi campuran dari menyerap dan kisi non-menyerap dari struktur yang sama, yaitu X menyerap logam transisi dapat diganti sebagian dengan unsur lainnya.
Khususnya dalam pertanyaan di sini adalah elemen trivalen seperti aluminium, gallium, indium dan skandium serta tetravalen beserta unsur divalen seperti silikon atau germanium dengan kalsium, magnesium dan / atau seng.
Sebagai garnet ada terutama untuk diperhatikan juga senyawa kemudian berangkat umum formula F1 untuk F4: F1: A ₃ X _{x 5-2x} M _x M 'O ₁₂ F2: A _3-x B _x X _5-x M _x O ₁₂ F3: A ₃ Fe _5-x M _x O ₁₂ F4: A _3-2x B _2x X _5-x V _x O ₁₂
Dalam
Sebuah menandakan dalam semua kasus: yttrium, skandium, lantanida dengan pengecualian praseodymium dan neodymium. Unsur-unsur yang terakhir bisa, bagaimanapun, hadir sebagai komponen campuran. Sebagai komponen dari campuran bismut dan lantanum juga mungkin,
X dalam semua kasus: sebuah elemen dari kelompok besi, aluminium, gallium dan indium,
M 'element dari silikon kelompok, germanium, timah dan zirkonium,
M dalam kasus F1: unsur dari besi kelompok, kobalt, nikel, mangan dan seng, dalam kasus F2: sebuah elemen dari kelompok silikon, germanium, timah, telurium, zirkonium dan titanium, dalam kasus F3 : elemen dari aluminium kelompok, galium, indium dan kromium,
B unsur dari kelompok magnesium, kalsium, strontium, barium, seng mangan, dan kadmium.
Sebagai F1 formula, F2 dan F4 menunjukkan, pembentukan "garnet campuran" tidak hanya terbatas pada penggantian bersama unsur derajat oksidasi 3. Dalam kasus F1 dan F2 baik divalen dan tetravalen juga unsur-unsur bersama-sama dibangun ke kisi dimana oleh stoikiometri diberikan keseimbangan biaya yang diperlukan diperoleh, dalam kasus F4 yang sama berlaku untuk pengenalan elemen divalen dan pentavalent, sebaliknya F3 menggambarkan pertukaran besi dengan elemen trivalen yang tidak ada keseimbangan muatan harus terjadi.
X indeks dapat mengambil nilai antara 0 dan paling banyak 5, dimana nilai ini dibatasi oleh stoikiometri dan itu harus dibuat yakin bahwa komponen menyerap hadir. Contoh Pilihan "garnet campuran" untuk kasus F1 untuk F4 adalah: Untuk F1: Y ₃ Fe Ni _{4 0,} 5 Ge ₀ .5 O ₁₂ Karena F2: Y ₂ Cafe SiO _{4 12} Karena F3: Y ₃ Fe ₃ Al ₂ O ₁₂ Karena F4: Y Ca ₂ Fe ₄ VO ₁₂
Ini adalah jelas bahwa kisi untuk mencapai pendaran masih harus diolah dengan ion dari logam tanah jarang.
Sekelompok cocok lebih lanjut dari senyawa ferit didoping dengan logam tanah jarang dari rumus umum M _1-x ² + M _'x ³ + _x ² + Fe Fe _2-x ³ + O ₄
dimana M adalah singkatan dari satu atau lebih logam divalen dari indium kelompok, kadmium, kobalt, mangan, besi, nikel, tembaga, magnesium dan 'M untuk satu atau lebih lantanida trivalen (nomor atom 58-71) seperti Iterbium, erbium, Thulium , dysprosium, holmium, gadolinium atau samarium. Dalam hal ini untuk kompensasi biaya besi trivalen lebih atau kurang digantikan oleh besi derajat oksidasi 2 sehingga x indeks dapat mengambil nilai antara 0 dan 1.
Berbeda dengan luminofor logam tanah jarang dengan kisi tuan transparan yang telah menemukan aplikasi yang beragam dan tersebar secara luas, penggunaan luminofor logam tanah jarang dengan kisi tuan menyerap di VIS sebelumnya hanya telah diusulkan untuk laser.
Namun usulan ini tidak menemukan aplikasi teknis. Untuk alasan ini ketersediaan komersial normal dari zat luminescing digunakan di koran keamanan menurut penemuan dicegah.
In normal "transparent" ie little absorbing crystalline rare earth metal luminophores for effective excitation and emission comparatively large crystals are necessary.
With small particle sizes the effectiveness rapidly sinks and with particle sizes below 1 μm has sunk to impracticably low values. In the strongly absorbing rare earth metal luminophores used in the security papers according to the invention the excitation takes place as such only in a comparatively thin layer. The comminution of the crystals below 1 μm does not accordingly diminish the effectiveness. The luminophores can on the basis of their small particle size be used in simultaneous printing and steel gravure printing inks.
It is not necessary that the host lattice absorbs completely over the whole visible region. Rather it is sufficient that the absorption takes place in each region where there can arise an emission lying in the visible or if desired in the near IR. Also a diminished absorption of the host lattice in particular spectral regions is sufficient so long as it is ensured that by the absorption of the host lattice possible emissions are avoided. The desired properties of the luminophores are in each case then present if in the visible no emissions arise and accordingly the security is "invisible" or cannot be observed with normally commercial devices.
Accordingly the host lattice can also in the fashion described above be a mixed lattice of an absorbing and a non-absorbing lattice of the same structure, ie the absorbing transition metal X can partly be replaced by other elements. The properties of suppression of luminescence in the visible region and the excitation spectrum matched to the strong light sources remain maintained.
The absorption of the material becomes less and this enables it also to be used as an additive material for lighter coloring tones. The, if appropriate, less effectiveness of the less absorbing luminophore is compensated for by the less damaging absorption of the lighter coloring material. Dark colors take much more excitation light away, ie one needs for rendering the same secure very effective strongly absorbing dark luminophores.
The active dopants are rare earth metals particularly elements with an atomic number of 58 to 71, which have emission lines in the UV- or IR-region. Preferred dopants are individual ones or several of the materials erbium, holmium, thulium, dysprosium.
If the security paper is constructed as a single layer, eg as a bank note, then the luminescence material can be incorporated by addition to the pulp but if on the other hand a multi-layer laminate is present as a security paper eg as a credit card then the feature material can be introduced by the use of a paper prepared during its manufacture as an inner layer of the laminate; a further possibility is the introduction of the luminescence material between two laminate layers.
For the application of the luminescence material to the surface of the finished document there are suited known printing processes eg offset printing, letterpress printing, gravure printing and screen printing.
Preferred in the security papers according to the invention are those luminescing substances which are solvent fast and which correspond to all of the resistance tests prescribed in relation to bank note inks. In the case of less high requirements concerning resistance however naturally also other materials which do not fullfil all these requirements normal in bank note manufacture can be used.
Security paper according to this invention is secured to a high degree against forgery; in this connection the degree of security depends on the particular choice of the luminescence material. With corresponding effort, forgery can be made more difficult as desired.
The highly restricted availability of the chosen material is in this connection not the sole determinant. The high quantum yield of the luminescence materials which can be used allows the feature material to be used in such small quantities that chemical analysis for the identification can only be undertaken with substantial apparatus, eg with mass spectrometers.
Security paper according to the invention sends following excitation by an invisible optical test signal a likewise invisible optical authenticity signal out. Because visible light does not disturb it, the testing can be carried out in normal lighting.
In many areas of application it is advantageous to carry out the testing in the presence of persons but unnoticed by them. Then it is obvious that also the test device should be constructed invisibly.
This is achieved if the same is hidden behind a non-transparent plate which at the same time is transmissive for the invisible test signal as well as for the likewise invisible authenticity signal.
Such plates can be effected in two ways by absorbing materials and also by reflective particularly mirror materials.
Examples for suitable absorbing material are Woods glasses, tempering glasses, dichroic materials, germanium slices, silicon slices and plastic foils or plastic plates which contain suitable absorbing material as filler. Examples for suitable reflective or mirror non-transparent plates are interference filters, cold light mirrors and polished germanium or silicon discs.
The positioning of the security paper in the test apparatus is non-critical since generally no pattern determination needs to be carried out. Thereby the requirements for unobserved automatic test are given.
A suitable test device is schematically illustrated in FIG. 1. It can be used for authenticity control of security papers according to the invention in all embodiments. The security paper 1 in this lies on a non-transparent black or reflecting plate 2 which is set unnoticeably into the table surface eg at a bank counter as a payment tray or as the carrier for an advertising legend. The positioning of the security paper and its distance from the plate are not critical since the range of tolerance lies in the order of cm.
The plate 2 absorbs wholly in the visible region but is however transparent for the invisible test light and also for the invisible luminescence light demonstrating the authenticity. Below the security paper 1 introduced into the test apparatus and separated from this by the plate 2 lies the lamp region 11. The test light is generated there by the light source 3 and spectrally limited by means of the filter 4. By means of this it passes through the illumination optics 5, crosses the beam splitter 6 and non-transparent plate 2 and then falls on the security paper 1. If the document is genuine and contains the characteristic luminescence materials, it emits luminescence light with a particular spectral distribution. The light emitted passes again through the plate 2 and falls on the beam splitter 6.
The luminescence light radiated from the security paper 1 in the region of the detector 7 crosses the detector optics which focusses the luminescence light on to the active surface of the detector 9. In front of the detector optics 8 an detector 9 a detector filter 10 is introduced into the beam path; this takes care that stray light from the light source 3 cannot fall on to the detector 9. The filter 10 is so constructed that it only allows through wavelengths characteristic for the luminescence of the feature material. The detector 9 accordingly only receives light when the security paper to be tested has the expected authenticity features. In this case by means of a suitable electrical circuit a signal emitter is activated which emits a well recognisable preferably optical signal which is recognisable by the cashier but not the customer. Depending on the particular use one can choose whether the signal is emitted on a positive or negative outcome of the test.
Gambar. 2 shows schematically test apparatus in another more simple embodiment in which one does without a beam splitter. For this however one must use in any case a test signal which depends on the distance of the security paper from the black glass plate.
The test devices previously described identify particular luminescence materials with high security and are characterised by simple construction. If one sets very high requirements for the identification of the feature material, then the test device can also be matched to these requirements.
In this connection the basic construction of the test device--black glass plate, beam splitter, illumination region and detector region on both sides of the beam splitter--is maintained. The changes are limited to the construction of the illumination chamber 11 and the evaluation electronics. These parts can be so constructed as taught in German Offenlegungsschrift No. 2645959 of the same Applicant.
The radiation from the light source is sent through the rotating disc which is fitted with two sorts of filter. Grey filters alternate with filters which contain the feature material and accordingly substantially damp the test light in material specific fashion. Depending on whether the grey filter or the special filter set to the genuine material is located in the path of the beam and in each case depending on whether a "genuine" or a "false" luminescence material is present for testing, the probe emits luminescence light of corresponding intensity. From this with the aid of the evaluation electronics described in German Offenlegungsschrift No. 2645959 exceptionally secure identification of a particular feature material can be undertaken.
The filters and light sources to be used in the test apparatus must naturally be dependent upon the feature material. An introduction as to how this can take place for the various groups of materials is given in Table 1.
Both the feature itself and also the checking apparatus in the sense of the invention can, as indicated, be matched within wide limits to particular requirements which are set from case to case in respect of rendering authentic security papers and they thus make possible solutions which are both matched to the problem and economic.
Naturally apart from the new types of checking apparatus described here all known processes for checking visible luminescence in changed form can be used.
Suitable luminophores for the security papers according to the invention and their manufacture are subsequently described in more detail with reference to Examples.
Contoh 1
Manufacture of an erbium-doped mixed garnet of the formula Y ₂ .8 Fe ₄ InO ₁₂ :Er ₀ .2 as an example for a rare earth metal luminophore according to the invention having a host lattice absorbing in the VIS.
63.22 g yttrium oxide Y ₂ O ₃ , 7.65 g erbium oxide Er ₂ O ₃ , 64 g iron oxide Fe ₂ O ₃ , 27.76 g indium oxide In ₂ O ₃ , 60 g anhydrous sodium sulphate Na ₂ SO ₄ were intimately mixed and heated for 6 hours to 840° C. in an aluminum oxide crucible, milled again and heated for a further 14 hours to 1100° C.
After cooling the reaction product was comminuted, the fluxing agent washed out with water and the residue dried at 100° C. in air. For obtaining the highest possible particle fineness the powder was then milled in a stirring ball mill. A light green powder with an average particle size less than 1 μm was obtained.
On any excitation this luminophore, which has an excitation spectrum evident from FIG. 3, shows no luminescence in the visible range but on excitation according to FIG. 3 an emission, the spectral distribution of which is represented by PG,26 FIG. 4 and which is characterised by a strong luminescence at about 1.5 μm in the IR-region where the host lattice is optically transparent. The luminophore is suited accordingly predominantly for authenticity characterisation of security papers in a non-visible and unnoticeable way.
In contrast all normal erbium-doped luminophores with a transparent host lattice have a green luminescence at 0.52 to 0.55 μm. In the luminophores used according to the invention this green luminescence does not arise because of the host lattice absorbing in the visible region. The remaining infrared luminescence at about 1.5 μm is more intensive than with normal transparent host lattices. This fluorescence also lies outside the near IR-region accessible with commercial image converters.
Contoh 2
Manufacture of thulium-activated yttrium vanadate of the formula Y ₀ .95 Tm ₀ .05 VO ₄ as an example for a luminophore coated with a suitable absorbing substance with properties according to the invention.
215 g yttrium oxide Y ₂ O ₃ were intimately mixed with 19.3 g thulium oxide Tm ₂ O ₃ and 234 g ammonium metavanadate NH ₄ VO ₃ and the resulting mixture heated in air for two hours to 800° C.
The product was milled to a particle size of 2 μm.
The luminophore showed strong narrow band emissions at 480 nm and 800 nm.
This luminophore was then embedded in a synthetic resin coloured with Permanent Red R Extra. For this 8 g of the luminophore were mixed with 60 g isophorone diisocyanate, 34 g toluene sulphonamide and 20 g melamine in a heatable kneader at 140° C., whereon by exothermic reaction with a temperature rise to 200° C. a brittle solid body arose. The product was polymerised out for a further 30 minutes at 180° C. and then milled.
Dalam Gambar. 5 the emission spectrum of the dyestuff "Permanent Red R Extra" (trade mark of the firm Hoechst AG) is represented. Also the narrow band emissions of the luminophore are noted. By the combination of luminophore and dyestuff the emission at 480 nm is suppressed and only the emission at 800 nm can be observed.
There is no difficulty for the man skilled in the art on the basis of the preceding description to provide further recipes for the manufacture of substances luminescing according to the invention.

TABEL 1

__________________________________________________________________________

UV ➝ UV UV ➝ IR IR ➝ UV IR ➝ IR

__________________________________________________________________________

Non-transparent plate- Woods Glasses, eg Glass types UG 1 Tempering Glasses absorbing (black) UG 5 eg Glass types UG 11 RG 715 RG 780 RG 830 RG 850 Semi-conductors such as germanium, selenium, silicon etc., dichroic filters, foils or plastic plates with absorbing fillers Reflecting (mirror) Interference filters, cold light mirrors, polished Si or Ge cakram Block filter Glass or interference filters depending upon the feature material used Detector Photo-Multiplier 700-850 nm Photo- Photo- 700-850 nm Photo- Si-Photodiodes multiplier multiplier multiplier 700-1100 nm Si-Photo- Si-Photo 700-1100 Si-Photo- diode diodes diode 700-1600 nm Ge-Photo- 700-1600 Ge-Photo- diode diode 700-3000 nm PbS-Photo- 700-3000 PbS-Photo- resistance resistance 700- 3500 nm InAs-Photo- 700-3500 InAs-Photo- resistance resistance 2-13 μm HgCdTe-Photo- 2-13 μm HgCdTe-Photo- resistance resistance 2-6 μm InSb-Photo- 2-6 μm InSb-Photo- resistance resistance Light Source Mercury Vapor Lamps, Flash Lamps Incandescent Lamps, Light emitting Spectral Lamps, Dioda Discharge Lamps Arc Lamps Beam Splitter Interference Beam Splitters, Neutral Beam Splitters