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Dokumentenidentifikation DE69915855T2 31.03.2005
EP-Veröffentlichungsnummer 0001126979
Titel SICHERHEITSDRUCK
Anmelder Spowart, Alexander Rollo, Rosemount, Blairgowrie, GB
Erfinder Spowart, Alexander Rollo, Blairgowrie, PH10 6EN, GB
Vertreter Murgitroyd & Company, 80687 München
DE-Aktenzeichen 69915855
Vertragsstaaten AT, BE, CH, CY, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, LI, LU, MC, NL, PT, SE
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 08.11.1999
EP-Aktenzeichen 999541592
WO-Anmeldetag 08.11.1999
PCT-Aktenzeichen PCT/GB99/03692
WO-Veröffentlichungsnummer 0000027645
WO-Veröffentlichungsdatum 18.05.2000
EP-Offenlegungsdatum 29.08.2001
EP date of grant 24.03.2004
Veröffentlichungstag im Patentblatt 31.03.2005
IPC-Hauptklasse B41M 3/14

Beschreibung[de]

Die Erfindung bezieht sich auf Materialien und Technologien, die im Sicherheitsdruck Anwendung finden.

Die vorliegende Erfindung hat im weitesten Sinne die Sicherheit von Dokumenten, Coupons, verpackten Waren und Wertgutscheinen zum Gegenstand. Beispiele sind Banknoten, Scheck- und Wechselformulare, Pfandbriefe, Aktienscheine, sowie Kredit- und Bankkarten. Im Folgenden werden diese unter dem Begriff „Dokumente" zusammengefaßt.

Dokumente dieser Art müssen mit der größtmöglichen Fälschungs- und Verfälschungssicherheit ausgestattet sein. Daher ist es wünschenswert, daß sie sowohl latente als auch evidente Sicherheitsmerkmale aufweisen. Der Begriff des „latenten Sicherheitsmerkmals" findet Anwendung, um Sicherheitsmerkmale zu beschreiben, welche für den Normalverbraucher unsichtbar sind, während der Begriff des „evidenten Sicherheitsmerkmals" verwendet wird, um ein Merkmal zu beschreiben, welches für die Öffentlichkeit ohne spezielle Hilfsmittel oder vertauliches Spezialwissen einfach zu erkennen ist. Traditionell verwendete Arten von evidenten Sicherheitsmerkmalen umfassen Wasserzeichen, Sicherheitsmetallfäden, und die Verwendung spezieller Papierarten und Druckverfahren.

Bekannte Methoden latenter Sicherheitsmerkmale umfassen Druckfarben, die nah-infrarote und infrarote Strahlungen absorbieren, Magnetstreifen, komplexe optisch und elektrisch leitende Indikatoren, anti-Stokes, sichtbares Licht emittierenter Phosphor usw.

Wegen der sich schnell fortentwickelnden reprographischen Technologie, wie z. B. verhältnismäßig kostengünstige und qualitativ hochwertige Photokopierer sowie allgemein zugängliche Techniken der digitalen Bildbearbeitung, können in zunehmendem Maße die traditionell verwendeten Sicherheitsmerkmale umgangen werden. Der Grund dafür liegt darin, daß die Absorption und Emmission im sichtbaren Bereich, nah-infrarote und infrarote Bereiche aller gegenwärtig im Gebrauch befindlichen und entwickelten Sicherheitsdotanten allgemein zugänglich sind, da sie für den Laser- und Beleuchtungssektor entwickelt wurden. Dies ist inbesondere zutreffend für alle Absorptions- und Emissionsstoffe, die seltene Erden enthalten, über die sich seit etwa 1950 tausende von Fundstellen zu Absorptions- und Emissionsspektren im öffentlichen Umlauf finden lassen. Dementsprechend besteht ein Erfordernis nach verbesserten Arten evidenter und latenter Sicherheitsmerkmale, vorzugsweise solcher, die sich mit bestehender Drucktechnologie zu niedrigen Kosten anwenden lassen.

WO-A-81 03509 betrifft die Sicherheitsmarkierung von Dokumenten unter Verwendung von quasi-resonanten, lumeniszierenden Dotanten, die sichtbare Strahlung im Schmalband-Wellenbereich aussenden, welche sich im Nahbereich der Wellenlängen des verwendeten Lichterregers befinden. Die Dotanten können in einen Glasfaser- oder ähnlichen Träger eingebettet und mit dem Dokument verbunden werden.

EP-A-0440554 veröffentlicht ein Verfahren zur Herstellung eines latenten Sicherheitsmerkmals unter Verwendung von zwei chemischen Reaktoren, von denen einer in das Dokument eingebettet ist. Dieser erfüllt aber erst dann eine Sicherheitsfunktion, wenn er durch das äußere Aufbringen des zweiten Reaktors aktiviert wird, wodurch eine Inschrift auf dem Dokument sichtbar gemacht wird.

EP-A-0202902 betrifft Sicherheitsmarkierungen, die im sichtbaren Licht zu erkennen sind, aber unter UV Licht fluoreszieren. Es befaßt sich inbesondere mit der Aufbringung solcher Markierungen auf keramischen Artikeln unter Verwendung von Materialien, die den keramischen Brenntemperaturen widerstehen.

DE-B-28 45 401 betrifft Sicherheits-„Punzzeichen", die unter UV Licht fluoreszieren.

DE-A-20 48 853 betrifft die Verwendung von photochromatischen Verbindungen, die das Photokopieren eines Dokumentes verhindern sollen.

Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren vorzulegen, bei dem ein Dokument mit einem latenten Sicherheitsmerkmal ausgestattet wird, indem es mit mindestens einem anorganischen Dotanten ausgerüstet wird. Letzterer besteht aus einem Material, welches durch die Analyse seines Absorptionsspektrums sichtbarer Wellenlänge bestimmt werden kann, das als Reaktion auf Photonenbestrahlung von sichtbarer Breitbandwellenlänge entsteht, und welches entweder im Reflektions- oder Transmissionsmodus gemessen werden kann. Während dieses Prozesses wird der Dotant mit anderen chemischen Elementen verschmolzen und zu einem feinen Pulver mikronisiert bevor er auf das Dokument aufgebracht oder damit in sonstiger Weise verbunden wird. Dadurch verändert sich das bereits genannte Absorptionsspektrum sichtbarer Wellenlänge des Dotanten, der dabei keinerlei stimuliertes UV, sichtbares oder IR Licht abgibt.

Dieser Aspekt, als auch andere Aspekte und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden in den beigefügten Patentansprüchen definiert.

Die vorliegende Erfindung wird nun anhand von Beispielen und unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen erläutert werden. Letztere zeigen:

1: das von einem Papierdruck gewonnene Reflektionsspektrum blauer Tinte;

2: das von einem Papierdruck gewonnene Reflektionsspektrum grüner Tinte;

3: das von einem Papierdruck gewonnene Reflektionsspektrum roter Tinte;

4: das Reflektionsspektrum eines Praseodymoxid Dotanten entsprechend der vorliegenden Erfindung;

5: das Reflektionsspektrum eines Neodymoxid Dotanten entsprechend der vorliegenden Erfindung;

6: das Reflektionsspektrum eines Holmiumoxid Dotanten entsprechend der vorliegenden Erfindung;

7: das Reflektionsspektrum eines Thuliumoxid Dotanten entsprechend der vorliegenden Erfindung;

8: das Reflektionsspektrum reinen Europiumoxid Pulvers, wie es in der vorliegenden Erfindung Anwendung findet;

9: das Reflektionsspektrum desselben, in Glas enthaltenen Europiumoxids;

10: das Reflektionsspektrum reinen Erbiumoxid Pulvers, wie es in der vorliegenden Erfindung Anwendung findet;

11: das Reflektionsspektrum desselben, in Glas enthaltenen Erbiumoxids;

Die vorliegende Erfindung identifiziert eine Reihe von anorganischen Dotanten, deren Absorptionsspektra sich in Form und Struktur in ausreichendem Maße von denen der Druckfarben unterscheiden, und damit leicht identifizieren lassen. Dadurch werden sie sehr latent, weil sie keinerlei stimuliertes UV, sichtbares oder IR Licht abgeben, welches von Fälschern entdeckt werden könnte.

Die bevorzugten chemischen Elemente (oder deren Oxide oder Salze) für unsere Dotanten werden mit anderen Elementen verschmolzen, um die Gegenwart des Dotanten zu verbergen, oder um sein Absorptionsspektrum zu verändern. Wenn die Mikronisierung in feine Pulverform erfolgt ist, können sie zum Beispiel mit Druckfarbe vermischt werden, einer Mischung zur Herstellung von Kunststoff zugesetzt werden, usw. Wenn der Dotant mit anderen Elementen vermischt wird, und wenn eine der zugesetzten Bestandteile einen beträchtlichen Gewichtsanteil eines chemischen Elementes der Periodenzahl (Z) enthält, dann führt eine Veränderung des Mischungsverhältnisses der Endmischung zu einer Veränderung des Absorptionsspektrums der anorganischen Mischung und damit auch zur Schaffung neuer Dotanten.

Die vorliegende Erfindung beruht auf einer Integrierung eines synthetischen, anorganischen Dotanten in oder auf dem Dokument während eines beliebigen Stadiums seiner Herstellung, einschließlich dem des Druckens. Diese Dotanten sind mit sehr komplexen Absorptionsspektren sichtbarer Wellenlänge entwickelt worden, welche im Reflektions- oder Transmissionsmodus gemessen werden können. Die von ihnen aufgewiesenen Spektren lassen sich nicht in Druckfarben oder gemeinen marmorierenden Substanzen finden. Dadurch lassen sich mit hohem Störabstand ermittelte Meßwerte erreichen, und die Dotanten können daher in weniger als 10 ms durch Verwendung von Leuchtkörpern mit geringer Leistung (ca. 4 W) identifiziert werden.

Die Integrierung des Dotanten mit seinem charakteristischen Spektralmuster ist wegen seines ausgezeichneten Störabstandes auch dann zuverlässig, wenn das Dokument beispielsweise verschmutzt oder abgenutzt wird. Mustererkennungsprogramme zur Identifizierung der komplexen Signaturen unserer synthetischen Dotanten innerhalb von 1 ms werden bereits auf dem Markt angeboten, welche über die letzten 30 Jahre in der optischen und Nuklear-Spektometrie Anwendung gefunden haben. Entsprechend der vorliegenden Erfindung können Dotanten einzeln, vermischt oder in unterschiedliche Bereiche integriert werden, um einen „Strichcode" zu kreieren, oder einfach nur um einen Fälscher zu verwirren. Abhängig von ihrer Zusammensetzung sind die Dotanten ganz nach Wunsch des Anwenders entweder farblos/transparent oder farbig. Dotanten, die nach der vorliegenden Erfindung hergestellt worden sind, verfügen über eine hohe optische Absorption bei gleichzeitiger optischer Transparenz, weil ihre Absorptionsmerkmale für Wellenlängen geschaffen wurden, welche für das menschliche Auge nicht wahrnehmbar sind.

Das bevorzugte Verfahren für die Auswertung sichtbarer Wellenlängen besteht darin, einen Bereich von mindesten 5 mm2 durch einen konzentrisch angeordneten Ring bestehend aus mindestens 6–8 Glasfasern von 200 &mgr;m Durchmesser zu beleuchten, und das reflektierte Licht durch eine innen angeordnete Glasfaser von 200 &mgr;m an den Wellenlängensensor weiterzuleiten. Es wurde festgestellt, daß diese Anzahl von Glasfasern einen für die Interpretation des Spektrums ausreichenden Impuls abgeben. Allerdings ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese Methode der Spektralanalyse oder die Anzahl der angeordneten Glasfasern bei dieser Meßmethode beschränkt. Die Methode eliminiert optische Verluste, die nach nach dem Stand der Technik durch die Verwendung von Linsen auftraten, und führt dadurch zu den Verfahrensgeschwindigkeiten unserer Anlage. Auf der CCD-Technologie basierende Wellenlängensensoren, gefolgt von einer A-D Umwandlung für die Bearbeitung, sind handelsübliche, auf dem Elektronikmarkt erhältliche Technologien. Unsere Dotanten wurden entwickelt, damit sie bei Beleuchtung mit UV, sichtbarem oder IR Licht keinen sichtbaren Impuls, wie z. B. Fluoreszenz, abgeben, und daher nicht ohne weiteres nachgefertigt werden können, wie das mit fluoreszierenden Farben und anderen emittierenden Technologien der Fall ist.

Die Vorteile der vorliegenden Erfindung werden dann sofort deutlich, wenn man die von diesen Dotanten erhaltenen Spektren mit denen üblicher Druckfarben, von Farbstoffen in Kunststoffen usw. vergleicht. Übliche Farben und dergleichen geben relativ einfache Reflektionsspektren ab (siehe z. B. 1, 2, 3). Diese zeigen die sichtbaren Reflektionsspektren von üblichen blau, grün und roten Pantone Farben eines Papierdruckes. 4, 5, 6, 7 zeigen die sichtbaren Reflektionsspektren der vier Dotanten Praseodymoxid, Neodymoxid, Holmiumoxid, Thuliumoxid, die in einen klaren lithographischen Lack eingebettet und auf dasselbe Papier gedruckt wurden, wie das von denen man die in 1, 2 und 3 gezeigten Spektren erhalten hat.

Die Drucke, die mit Dotanten nach der vorliegenden Erfindung hergestellt wurden, sind für das Auge völlig farblos. 4 zeigt beispielsweise viele leicht identifizierbare Scheitelpunkte, Täler und Wendepunkte in seinem Spektrum, welches eine Form hat, die sich leicht von der jeder Farbe oder anderer Dotanten unterscheiden läßt. Darin liegen die einzigartigen Charakteristiken, welche diesen ausgezeichneten Störabstand, die rasche Erkennungsfähigkeit unserer Anlage zusammen mit ausgezeichneten Erkennungsraten und sehr geringen fehlerhaften Akzeptanzen ergeben, verbunden mit einer hohen Aussonderungsrate bei gefälschten Versionen.

Diese Charakteristika und/oder Verläufe der Reflektionsspektren können verschoben werden, um durch die Einbringung von Dotanten in anorganische Verbindungen weitere Dotanten zu schaffen, wie das weiter unten noch beschrieben wird.

Die Verwendung der Spektometrie sichtbaren Lichts, entgegen der der infraroten oder nah-infraroten Wellenlängen, ermöglicht zahlreiche kommerzielle Anwendungen. Dies beruht zunächst einmal auf den geringeren Kosten der für das sichtbare Licht benötigten Komponenten, und zweitens weil die billigste Erregerquelle eine gewöhnliche (4 W) Taschenlampenbirne ist, die reichlich sichtbares, aber nur wenig infrarotes Licht abgibt. Daher benötigen IR und NIR Technologien leistungsstärkere und teure Erregerquellen. Indem wir auf das Sichtbare wechseln, erleichtern wir den Bau einfacher, handlicher und tragbarer Instrumente, welches erneut kommerzielle Anwendungen erhöht.

Die Spektroskopie sichtbarer Wellenlänge, die nach dem Stand der Technik im Sicherheitsbereich Anwendung findet, verwendet Linsen oder Spiegel, sowie Lampen als Beleuchtungsquelle.

Viele der Hersteller, wie z. B. Oriel Corp., USA, vertreiben kommerzielle Reflektionssonden, die etwa einen Gesamtdurchmesser von 6 mm haben und einen Ring Leuchtfasern (6–8 in der Zahl mit einem 200 &mgr;m Durchmesser) enthalten, welcher einen Kern aufnehmender Fasern umgibt. Durch die Verwendung solcher Sonden wird ein wesentlich verbesserter Störabstand an dem CCD-Array, der Si-Photodiodenanordnung oder einem sonstigen Meßfühler erreicht. Unter Verwendung anderer serienmäßiger Komponenten kann der Ausgang der Spektrometeranordnung mit einem D-A Umwandler gekoppelt und durch einen Laptop-, Handheld- oder Desktop-Rechner betrieben werden. Über eine Schnittstelle mit einem üblichen Rechnerprogramm zur Produktionssteuerung kann dies leicht zur Hochgeschwindigkeitsauthentifizierung (10 m/s1 Translator's Note: Is this meant to read 10 metre/second or should this read 10 milliseconds? The latter would be "10 ms" in German. ) eingesetzt werden.

Die von uns als geeignet identifizierten Dotanten können gewöhnlichen Offsetlithodruckfarben auf eine Weise zugesetzt werden, die den in dem Gewerbe ausgebildeten Fachkräften bekannt ist. Es wird in Quantitäten von bis zu 30 Volumenprozenten beigesetzt, ohne das dadurch das Druckverfahren betroffen wird. Voraussetzung dafür ist, daß die Dotanten in ein feines Pulver der Größenordnung von 1–4 &mgr;m mikronisiert wurden. Wenn dieser Schritt nicht eingehalten wird, so führt das zu ungleichmäßigen Druckresultaten. Unsere Dotanten erfordern keine Farbzugabe zur Druckfarbe und erzielen dadurch einen farblosen, unsichtbaren, gedruckten Streifen auf dem zu sichernden Gegenstand. Als Alternative kann ein farbiger Dotant gewählt werden, um mit einem bestehenden Farbenschema zu harmonieren.

Der größte Vorteil der nach dieser Erfindung hergestellten Dotanten liegt darin, daß sie billig und einfach sind, und nicht das Vorliegen komplexer und teurer Chemikalien erfordern.

Die Dotanten können durch bekannte Aufbringungsverfahren auf Kunstgegenstände aufgebracht werden: aufsprühen, lackieren, bedrucken, stempeln.

Die Dotanten können außerdem zur Zeit der Herstellung direkt in Papier oder Kunststoff (beispielsweise) integriert werden. Für die Funktionsfähigkeit unserer Erfindung ist es nicht erforderlich, daß die Dotanten als oberste Schicht oder als Film beigefügt werden, obwohl das in vielen Fällen die einfachste und billigste Methode sein dürfte. Die Tatsache, daß unsere Dotanten-Erreger-Sensoren Technologie keine Aufbringung an der Oberfläche erfordert, kann zu dem Verfahren ein erhöhtes Maß an Sicherheit/Latenz beitragen. Dies beruht darauf, daß die von uns verwendete Erregermethode in gewöhnlichen Materialien wie Papier und Kunststoff eine Reichweite von einigen zehn Mikrons verfügt. Da die Dotanten nach der vorliegenden Erfindung sich nicht an der Oberfläche des Dokumentes befinden müssen, ist dem Fälscher die Möglichkeit genommen, Proben von einer Anzahl kleiner Bereiche abzukratzen und zu analysieren, mit dem Ziel, von Bereich zu Bereich „erstaunliche" Veränderungen in der Zusammensetzung zu erforschen. Solche Veränderungen vermitteln dem Fälscher Anhaltspunkte dafür, daß in diesen Bereichen latente Technologie eingesetzt wird.

Die dabei auftretenden mehrfachen Scheitelpunkte, Täler und Wendepunkte identifizieren schnell, definitiv und unzweideutig das Vorhandensein eines Dotanten (und damit die Authentizität des Gegenstandes) und erlauben als weitere Methode der Verschleierung, soweit erforderlich, die Verwendung mehrer Dotanten.

Es wurde festgestellt, daß die am besten geeigneten Verbindungen (die mit dem unter sichtbarem Licht auffälligsten Absorptionsspektrum) durch Verschmelzung entstehen. Silikate, Phosphate und Salze der Borsäure wurden als am besten geeignete Ausgangsstoffe für die Verschmelzung bestimmt, weil sie transparente Glasmatrixen bilden.

Bei der Herstellung des für die Pulverisierung erforderlichen Feststoffes ist die Zusammensetzung der chemischen Charge nicht auf die Stoffe beschränkt, die beispielsweise für die Glasherstellung benötigt werden. Das liegt daran, daß die weitreichende atomare Ordnung im Festzustand nicht erforderlich ist, weil die Homogenität durch das Mikronisieren der Zusammensetzung gewährleistet ist. Ganz allgemein haben wir tatsächlich festgestellt, daß die beste Beschaffenheit bei nahe bevorstehender Phasenseparation der Schmelztemperatur erreicht wird. Dieser Punkt wird für jede Zusammensetzung experimentell bestimmt. Die chemische Zusammensetzung ist außerdem nicht auf stöchiometrische Verhältnisse beschränkt, um kristalline Verbindungen zu erhalten, wie z. B. die zur Herstellung gewöhnlicher anorganischer fluoreszierender Pulver, die Druckfarben beigemischt werden.

In zahlreichen Verbindungen kann die Struktur und Höhe der Absorptionsscheitelpunkte während des Schmelzvorganges innerhalb eines breiten Bereiches durch die Beeinflussung der Gasatmosphäre kontrolliert werden. Dies wird für jede Verbindung bestimmt, indem man durch systematisches Probieren Testschmelzungen in Normalatmosphäre, bei reduzierter Atmosphäre, und in einer oxidierenden Atmospäre durchführt, um Optimalverfahren und -bedingungen für das gewünschte Absorptionsprofil festzulegen.

In zahlreichen Verbindungen kann die Struktur und Höhe der Absorptionsscheitelpunkte dadurch kontrolliert werden, indem eine große Menge (> 20 Gewichtsprozent) eines Elementes mit hoher Ordnungszahl Z beigemischt wird (Lanthan, Bismuth und Strontium sind beispielsweise gut geeignet). Durch Veränderung der Anteile dieses hohen Z Elementes werden lediglich die Lage und Höhe der Absorptionscheitelpunkte von Charge zu Charge verändert. Absorptionsscheitelpunkte und -höhen der Wellenlängen unterscheiden sich von denen der reinen Dotanten, bevor sie in Glas integriert werden.

In 8, 9, 10 und 11 wird der durch die Integrierung des Dotanten in Glas bewirkte Effekt auf sein Spektrum illustriert.

8 zeigt ein Diagramm der prozentualen Transmission im Verhältnis zur Wellenlänge (nm) eines reinen Europiumoxid Pulverdotanten, der mit Glas verbunden und fein pulverisiert wurde. Die in dem Glas enthaltenen Substanzen und die Methode zur Herstellung von Glas und Dotantem sind unten in Tabelle 1 aufgeführt.

Durch einfache visuelle Untersuchung kann man die beiden sehr unterschiedlichen Spektren erkennen. Das unter Verweisungsnummer 81 aufgezeigte Charakteristikum des Europiumoxidspektrums, welches für reines Oxidpulver bei einer Wellenlänge von 533 nm dargestellt ist, ist auf 531 nm verschoben. Eine ähnliche Verschiebung läßt sich für die Scheitelpunkte 83 und 93 niedrigerer Wellenlänge feststellen. In beiden Fällen beträgt die Wellenlängenverschiebung 2 nm. Die herausragendeste Unterscheidung zwischen den Spektren von 8 und 9 ist die Anwesenheit der Linie bei 393 nm in dem Spektrum des in Glas enthaltenen Europiumoxids. Im Spektrum des reinen Pulvers gibt es dagegen keine ähnliche Linie.

10 zeigt ein Diagramm der prozentualen Transmission im Verhältnis zur Wellenlänge (nm) eines reinen Erbiumoxid Pulverdotanten, der mit Glas verbunden und fein pulverisiert wurde. 11 zeigt ein Diagramm der prozentualen Transmission im Verhältnis zur Wellenlänge (nm) eines reinen Erbiumoxid Pulverdotanten, der mit Glas verbunden und fein pulverisiert wurde. Wie bereits bei der Probe zum Erhalten des in 9 enthaltenen Spektrums sind die in dem Glas enthaltenen Substanzen und die Methode zur Herstellung von Glas und Dotantem unten in Tabelle 1 aufgeführt.

10 zeigt unter der Verweisungnummer 101 das Vorhandensein einer Mehrfachen Scheitelpunktstruktur zwischen dem Unterwert 654 nm und etwa 700 nm. Man kann sehen, daß wie bei Verweisungsnummer 111 gezeigt wird, diese Charakteristiken im Spektrum der 11 fehlen.

10 weist außerdem eine mehrfache Scheitelpunkstruktur zwischen einem Unterwert bei 521 nm und 600 nm auf. Diese Charakteristiken fehlen in dem in 11 wiedergegebenen Spektrum, wie sich bei Verweisnummer 113 sehen läßt.

Wir haben nachgewiesen, daß unsere Dopantentechnologie mit einer Vielzahl von Verbindungen funktionsfähig ist, einschließlich aber nicht ausschließlich mit Silikaten, Borosilikaten, Salzen der Borsäure und Germanaten.

Das Folgende sind eine Reihe von Beispielen von Zusammensetzungen und Herstellungsverfahren für ein nach der vorliegenden Erfindung hergestelltes Dotierglas.

1. Beispiel

Eine geeignete typische Zusammensetzung einer Glascharge lautet wie folgt:

Tabelle 1

Dieser Charge wurden 0,1–25 Gewichtsprozent Eu2O3 zugesetzt. Alle Pulvergrößen können benutzt werden, aber etwa 250 Mesh2 Mesh = Maßeinheit für die Pulverkörnung. Sie ist definiert als die Anzahl von Öffnungen pro linearem Inch Maschenwerk, wobei der Anfangsmeßpunkt auf der Mitte des Drahtes liegt. ist vorzuziehen. Eine ganze Reihe von Tiegeln können verwendet werden. Im vorliegenden Fall wurde ein Platintiegel verwendet. Nachdem die Endcharge gemischt und homogenisiert worden ist, wird sie dem auf 845°C erhitzten Tiegel zugeführt. Danach wird die Temperatur in 5°C/min Schritten bis zur endgültigen Schmelztemperatur von 1200°C erhöht. Es wurde festgestellt, daß qualitativ gute Schmelzen dann erreicht werden, wenn man die Schmelze zwischen 2 und 2½ Stunden auf der endgültigen Temperatur hält bevor das Glas pulverisiert wird. Für Absorptionsprodukte, die mit bloßem Auge nicht zu erkennen sind, kann die natürliche Abgabe von Eu2O3 durch Verwendung hochkonzentrierten Eu2O3 oder von < 1% Beigaben von Nickeloxid, Silberoxid oder Bleioxid als Lumineszenzdämpfer unterdrückt werden.

Auch die folgende Zusammensetzung läßt sich verwenden:

Tabelle 2
Tabelle 3

Eine weitere geeignete Zusammensetzung ist die folgende:

Tabelle 4

Diese ist besonders als Basis für die Integrierung von Dotanten für die Erkennung von sichtbarer Wellenlängenabsorption geeignet, weil die Grundstoffe weitgehend uncharakteristische Spektren aufweisen.

Dotanten sind außerdem mit Erfolg in eine Reihe von Glasmatritzen der folgenden Zusammensetzung integriert worden:

30–56 Gewichtsprozent SiO2

5–35 Gewichtsprozent La2O3/Bi2O3/Sr2O3

2–33 Gewichtsprozent Li2O/K2O/Na2O

0–6% Al2O3

wobei La, Bi, Sr als Beispiele für einen Komponenten mit ausreichend hoher Ordnungszahl dienen.

Die Inkorporierung der drei alkalischen Erden mit BaO führt zu reduzierten Schmelztemperaturen.

Die bevorzugten Elemente zur Dotantenherstellung für Systeme sichtbarer Wellenabsorption.

Tabelle 5

Technische Verbesserungen und Modifizierungen sind ohne Abweichung von dem Umfang der Erfindung vorbehalten.


Anspruch[de]
  1. Ein Verfahren zur Bereitstellung eines Dokuments mit einem verborgenen Sicherheitsmerkmal, wobei das Dokument mit mindestens einem anorganischen Dotierungsmittel bereitgestellt ist, wobei das Dotierungsmittel aus einem Material ist, das durch die Untersuchung seines sichtbaren Wellenlängenabsorptionsspektrums, welches in entweder reflektivem oder übertragbarem Mode gemessen wird, als Reaktion auf breitbandige, sichtbare Wellenlängenphotonenstrahlung, identifiziert werden kann, wobei das Dotierungsmittel mit anderen Elementen verschmolzen und zu einem feinen Pulver mikronisiert wird, bevor es auf das Dokument aufgetragen oder anderweitig in dieses inkorporiert wird, wodurch das sichtbare Wellenlängenabsorptionsspektrum des Dotierungsmittels verändert wird, und wobei das Dotierungsmittel keine UV-, sichtbare oder IR stimulierte Ausgabe vorzeigt.
  2. Verfahren zur Bereitstellung eines Dokuments mit einem verborgenen Sicherheitsmerkmal gemäß Anspruch 1, wobei das Dotierungsmittel eine oder mehrere anorganische Verbindungen beinhaltet.
  3. Verfahren zur Bereitstellung eines Dokuments mit einem verborgenen Sicherheitsmerkmal gemäß Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei das Dotierungsmittel eines der in Tabelle 5 aufgelisteten Elemente oder eine Kombination aus diesen in elementarer Form oder als ein Oxid oder Salz beinhaltet.
  4. Verfahren zur Bereitstellung eines Dokuments mit einem verborgenen Sicherheitsmerkmal gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Dotierungsmittel mit einer Menge eines Elements oder seinem Salz oder seinem Oxid mit einer Atomnummer, die größer als 36 ist, vermischt ist.
  5. Verfahren zur Bereitstellung eines Dokuments mit einem verborgenen Sicherheitsmerkmal gemäß Anspruch 4, wobei das Element oder sein Salz oder sein Oxid Strontium, Lanthan oder Bismut ist.
  6. Verfahren zur Bereitstellung eines Dokuments mit einem verborgenen Sicherheitsmerkmal gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Dotierungsmittel mit Tinte vermischt ist und die anfallende Mischung auf das Dokument aufgetragen wird.
  7. Verfahren zur Bereitstellung eines Dokuments mit einem verborgenen Sicherheitsmerkmal gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Dotierungsmittel in einem Glas verschmolzen ist.
  8. Verfahren zur Bereitstellung eines Dokuments mit einem verborgenen Sicherheitsmerkmal gemäß Anspruch 7, wobei das Glas aus Silikaten und/oder Phosphaten und/oder Boraten hergestellt ist.
  9. Verfahren zur Bereitstellung eines Dokuments mit einem verborgenen Sicherheitsmerkmal gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei jedes Partikel des mikronisierten feinen Pulvers einen Durchmesser von 1–4 &mgr;m aufweist.
  10. Verfahren zur Bereitstellung eines Dokuments mit einem verborgenen Sicherheitsmerkmal gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Dotierungsmittel derart ist, dass beim Beleuchten des Dokuments mit breitbandigem sichtbarem Licht zur Erzeugung eines Reflexionsspektrums mit Frequenzkomponenten, die durch das Dotierungsmittel und durch andere reflektierende in dem Dokument enthaltene Substanzen generiert werden, das Spektrum eine minimale Frequenzüberlappung zwischen den Komponenten des Spektrums, welche durch das Dotierungsmittel generiert werden, und jenem Teil des Spektrums, der durch andere in dem Dokument enthaltene Substanzen generiert wird, enthält.
  11. Verfahren zur Bereitstellung eines Dokuments mit einem verborgenen Sicherheitsmerkmal gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Dotierungsmittel derart ist, dass beim Beleuchten des Dokuments mit breitbandigem sichtbarem Licht die Absorptionsmerkmale des sichtbaren Wellenlängenabsorptionsspektrums bei Wellenlängen kreiert werden, gegenüber denen das menschliche Auge unempfindlich ist.
  12. Verfahren zur Bereitstellung eines Dokuments mit einem verborgenen Sicherheitsmerkmal gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das sichtbare Wellenlängenabsorptionsspektrum des Dotierungsmittels auf eine höhere oder tiefere Wellenlänge verschoben werden kann.
  13. Verfahren zur Bereitstellung eines Dokuments mit einem verborgenen Sicherheitsmerkmal gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das sichtbare Wellenlängenabsorptionsspektrum des Dotierungsmittels auf eine höhere oder tiefere Wellenlänge verschoben werden kann, indem die Zusammensetzung eines Glases, in dem es verschmolzen ist, verändert wird.
  14. Verfahren zur Bereitstellung eines Dokuments mit einem verborgenen Sicherheitsmerkmal gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Dotierungsmittel in einem Glas verschmolzen ist, und wobei das sichtbare Wellenlängenabsorptionsspektrum des Dotierungsmittels änderbar ist, indem die Reaktionstemperatur und/oder der Druck, bei dem das Glas hergestellt wird, verändert wird.
  15. Ein Dokument, das durch das Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche mit einem verborgenen Sicherheitsmerkmal bereitgestellt ist.
  16. Ein Dotierungsmittel zur Verwendung bei der Bereitstellung eines Dokuments mit einem verborgenen Sicherheitsmerkmal, das eines der in Tabelle 5 aufgelisteten Elemente oder eine Kombination aus diesen in elementarer Form oder als ein Oxid oder Salz, das durch die Untersuchung seines sichtbaren Wellenlängenabsorptionsspektrums, welches in entweder reflektivem oder übertragbarem Mode gemessen wird, als Reaktion auf breitbandige, sichtbare Wellenlängenphotonenstrahlung identifiziert werden kann, das mit anderen Elementen verschmolzen und zu einem feinen Pulver mikronisiert wird, wodurch das sichtbare Wellenlängenabsorptionsspektrum des Dotierungsmittels verändert wird, und wobei das Dotierungsmittel keine UV-, sichtbare oder IR stimulierte Ausgabe vorzeigt, beinhaltet.
  17. Ein Verfahren zur Herstellung eines Dotierungsmittels gemäß Anspruch 16, wobei das eine der in Tabelle 5 aufgelisteten Elemente oder eine Kombination aus diesen, in elementarer Form oder als ein Oxid oder Salz, in einem Glas verschmolzen und anschließend mikronisiert wird.
Es folgen 11 Blatt Zeichnungen






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