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CN102971397A - 防伪特征 - Google Patents

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CN102971397A CN2010800678946A CN201080067894A CN102971397A CN 102971397 A CN102971397 A CN 102971397A CN 2010800678946 A CN2010800678946 A CN 2010800678946A CN 201080067894 A CN201080067894 A CN 201080067894A CN 102971397 A CN102971397 A CN 102971397A
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Abstract

本发明涉及一种防伪特征，其包括发光颜料，该发光颜料具有掺杂有发光体的主格栅，并且被光学地激发以发射冷光。发光颜料的冷光的发光光谱具有第一发光峰和第二发光峰，各波峰的强度取决于发光颜料中的发光体的物质组分量x。对于本发明的发光颜料，主格栅、发光体和发光体的物质组分量x被选择成使得即使发光体的物质组分量x的微小增加或者降低也导致波峰强度IA、IB的强烈的相对变化。作为其结果，由本发明的发光颜料提供的防伪能力增强。

Description

防伪特征
技术领域
本发明涉及防伪特征和用于检查防伪特征的方法。这种防伪特征用于保护有价文件，特别是用于鉴别有价文件。
背景技术
为了保护有价文件，使其配备有防伪特征和/或具有防伪特征的防伪元件，以便能够检查有价文件的真实性。防伪特征和防伪元件用作防止有价文件的未授权的复制。作为防伪元件使用了例如被连接至有价文件的防伪线或者箔片元件。防伪特征可以连接至防伪元件的基材或者连接至有价文件本身的基材。
作为防伪特征采用了例如发光颜料，其由掺杂有发光体的主晶格构成。发光体的光跃迁导致发光颜料的发光。为了检查具有发光颜料的有价文件的真实性，例如检查有价文件是否具有期望的发光性并且由此确定有价文件是否是真实的。
为了更难以仿制有价文件，使其设置有由发光颜料制成的防伪特征，其在受到相应的光学激发时，显示出具有若干发光峰的特征发光光谱。然而，这种防伪特征的发光光谱在一些情况下可能被另一发光颜料模拟出，所述另一发光颜料不向防伪特征供给相同发光光谱，而是相似的发光光谱。为了取得充分相似的发光光谱，绝对不必找到发光颜料的相同化学成分。对于与防伪特征的化学成分的微小偏差，通常对于所取得的发光光谱没有强烈的影响。
发明内容
因此本发明的一个目的是指定一种具有其发光光谱难以仿制的发光颜料的防伪特征。
该目的通过独立权利要求的主题实现。在从属权利要求中，陈述了本发明的有利改进和实施例。
防伪特征包含有发光颜料，所述发光颜料具有掺杂有发光体的主晶格，并且能够被光学地激发以发射冷光。发光颜料的冷光的发光光谱具有至少第一发光峰和至少第二发光峰，它们的波峰强度分别取决于发光颜料中的发光体的量分数(amount fraction)x。以下，第一发光峰A的波峰强度将被指定为IA(x)，而第二发光峰B的波峰强度将被指定为IB(x)。第一和第二波峰强度均可通过改变发光体的量分数x得到改变。在本发明的发光颜料中，主晶格和发光体以及发光体的量分数x选择成使得对于作为发光体的量分数x的函数的第一发光峰的波峰强度IA(x)和第二发光峰的波峰强度IB(x)，以下关系在发光体在发光颜料中具有的量分数x时成立：
| d dx ( I A ( x ) - I B ( x ) I A ( x ) + I B ( x ) ) | ≥ F , - - - ( 1 )
其中参数F=10。第一发光峰的波峰强度IA和第二发光峰的波峰强度IB通过发光体的量分数x的改变是可改变的，使得对于作为发光体的量分数x的函数的波峰强度IA(x)和IB(x)，上述关系式(1)在发光体在发光颜料中具有的量分数x时成立。
以下，第一和第二波峰强度之差与第一和第二波峰强度之和的商将被指定为发光波峰对比度K，即
K = I A ( x ) - I B ( x ) I A ( x ) + I B ( x ) .
在本发明的防伪特征中，发光波峰对比度K相对于发光体的量分数x的第一微分的绝对值得到至少10。这具有这样的结果，即即使发光体的量分数x的微小增加或者减少也导致波峰强度IA和IB的强烈的相对变化。参数F形成发光波峰对比度K相对于本发明的防伪特征达到或者超过的发光体的量分数x的微分的绝对值的最小值。
为了检查所考虑的发光颜料是否满足上述关系式，可以基于若干其它发光颜料来得出，所述若干其它发光颜料只相对于发光体的量分数x来说不同于所考虑的发光颜料，而其它发光颜料和所考虑的发光颜料的所有其它性能是相同的。其它发光颜料包含量分数x1、x2等，略微偏离所考虑的发光颜料，与量分数x具有适当大的偏差，其可以处于例如百分比范围中。从在这些发光颜料的相同光学激发时所得的相应发光光谱，能够分别对于不同的量分数x1、x2等确定波峰强度IA、IB。在若干略微不同的量分数的情况下，由此得到两个波峰强度IA(x)和IB(x)对于量分数x的连续的依存性。接下来，形成两个波峰强度IA(x)和IB(x)之差和之和以及它们的商，来确定发光波峰对比度K。使发光波峰对比度K相对于发光体的量分数x的第一微分的绝对值与参数F相比。这样，能够检查发光颜料的发光对发光体的量分数x是否具有根据本发明的强烈依存性。
发光体的量分数x是指发光体在发光颜料中的定量的相对分数。发光体的量分数x是发光体微粒(原子、离子)在发光颜料根据其经验式具有的整个微粒数量中的相对数量。因此，从与发光体数量一起被陈述在发光颜料的经验式中的浓度参数z，借助于除以在经验式中陈述的微粒(原子、离子)的总数来计算出发光体的量分数x。
在防伪元件的发光颜料中，即使发光体的量分数x的微小增加或者减少也导致发光波峰对比度K的大变化。该强烈的依存性具有的优点是发光颜料的防伪能力得到增加。即使真实发光颜料的正确成分将被找到以用于仿制目的，也必须非常精确地发现发光体的量分数以取得充分接近防伪特征的发光光谱的发光光谱。
在本发明的防伪特征中，第一和第二发光峰是由单个发光颜料发射的。第一和第二发光峰因此被包含在因其光学激发原因由发光颜料发射的冷光的发光光谱中。例如，第一和第二发光峰可以从相同发光颜料的不同电子跃迁产生。在本发明的发光颜料中，第一和第二发光峰因此不是由例如作为发光颜料的混合物存在或者空间上彼此分离的两种不同发光颜料发射的，而是由单个发光颜料发射的。
与到目前为止已知的由两种发光颜料的混合物构成的防伪特征相比，本发明的防伪特征优选具有在本质上由发光颜料的成分限定出的发光光谱。因为在其发光体分别具有特征发光峰的两种发光颜料的混合物中，两种发光体的发光峰的强度比取决于两种发光颜料在颜料混合物中的分数。然而，混合不同的发光颜料具有这样的缺点，即混合物的不同发光颜料可能再次偏析，例如由于不同的晶粒尺寸或者不同的密度。防伪特征的发光颜料的这种偏析可能发生特别是由于防伪特征的传送期间的或者还在防伪特征的处理以施加至有价文件期间的振动。偏析导致颜料混合物的不匀均性，其可能导致有价文件上的防伪特征的发光的非故意的空间变化。这种变化可能导致真实有价文件的错误评估或者导致真实性条件的“软化”，由此损害赝品的检测。对于由若干发光颜料的混合物构成的先有防伪特征，因此通常必须以极大的努力来确保颜料混合物的均匀性。这对于本发明的防伪特征来说是不必要的。
优选地，发光波峰对比度K相对于发光体的量分数x的第一微分的绝对值达至少10，优选为至少40，特别优选为至少150，分别是根据参数F=10、F=40、F=150。第一微分的较大绝对值是有利的，因为它意味着发光波峰对比度从而发光光谱对发光体的数量x的变化的较大敏感度。本发明的防伪特征的上述优点于是均较大。
优选地，用于保护目的所采用的发光颜料因此是在其中量分数处于这样一个范围内的发光颜料，在所述范围中至少参数F是根据关系式(1)取得的，因为即使化学计量的小偏差在这里也引起发光的强烈变化。在发光波峰对比度K的第一微分的绝对值低于值F的量分数的范围中，发光波峰对比度随量分数只有小变化或者没有变化。因此在这些范围中可能取得具有相似发光光谱的发光颜料，而不知道真实防伪特征的确切化学计量。因此通过仿制发光颜料的防伪特征的赝品对于先有防伪特征来说简单得多。
量分数x的变化可能具有使两个波峰强度都增加或者都降低的结果。优选的是两个发光峰之一的波峰强度随发光体的量分数x的增加而降低，因为这种行为与先有发光颜料相比是异常的。随量分数的增加而降低的波峰强度特别是在两个发光峰的具有较小峰值波长的那个中找到。此外，两个发光峰之一的波峰强度IA或者IB可以随量分数x的增加而增加。随量分数的增加而增加的波峰强度特别是在两个发光峰的具有较大峰值波长的那个中找到。
发光体可以分布在主晶格的局部区域内。然而，发光体在其中分布在发光颜料的整个主晶格内的发光颜料是优选的，因为在该情况下发光颜料的制造费用低。在本发明的发光颜料中，发光光谱取决于发光体的确切量分数发生强烈的变化。发光体分数在主晶格内的局部变化于是可能导致局部略微不同的波峰强度。因此，优选的是发光体均匀地分布在发光颜料的主晶格中。
在第一实施例中，第一和第二发光峰由相同发光体发射。例如，第一和第二发光峰从相同发光体的电子跃迁产生。除发射两个发光峰的发光体外，发光颜料的主晶格还可以掺杂有一种或数种其它掺杂剂。其它掺杂剂可以是其它的发光体或者另一些的掺杂剂。
在第二实施例中，第一和第二发光峰由发光颜料的主晶格所掺杂有的两种不同发光体发射。特别地，第一和第二发光峰可以从发光颜料的主晶格所掺杂有的两个不同发光体的电子跃迁产生。发光光谱的于是由第一发光体发射，而第二发光峰由第二发光体发射，发光颜料的主晶格掺杂有这些发光体。两个发光体的量分数可以是相等的或者不同的。如果第一发光体的和第二发光体的量分数不同，则第一发光体是指第一和第二发光体在发光颜料中量分数较低的那个发光体，发光体的量分数x是指第一发光体的该较低的量分数。第二发光体的量分数被指定为y。为了确定作为第一发光体的量分数x的函数的波峰强度IA(x)和IB(x)并且为了确定相对于量分数x的第一微分，第一和第二发光体的量分数的比值(x:y)保持恒定。
第一和第二发光体被包含在发光颜料的相同体积区域中。优选地，第一以及第二发光体大致均匀地分布在发光颜料的该体积区域中。第一和第二发光体可以分布在主晶格的局部区域内。关于这一点，第一和第二发光体的空间分布可以完全地或者部分地重叠。然而，第一和第二发光体在其中分布在发光颜料的整个主晶格内的发光颜料是优选的，因为在该情况下发光颜料的制造费用低。
在两个实施例中，还可能的是相应的发光颜料还具有一个或数个其它发光体，其同样地发射根据本发明的关系式(1)表现的两个发光峰。这两个实施例的发光体也可以在相同发光颜料内与彼此一起使用。在两种情况下，于是优选的是不同发光体的发光峰不彼此光谱地重叠。
与先有发光颜料形成对比，发光体在发光颜料中的量分数x的变化使其发光光谱在质上是可变化的，即波峰强度在本发明的发光颜料中不均匀地缩放，而是第一和第二发光峰的波峰强度的比值在发光体的量分数x变化时变化。尤其适合的是具有发光体的这样一种量分数x的发光颜料，该量分数x的变化使第一和第二发光峰的波峰强度能够以彼此相反取向的方式变化。关于这一点，发光体的量分数x的变化使第一发光峰的波峰强度可增加并且同时使第二发光峰的波峰强度可降低，或者使第一发光峰的波峰强度可降低并且同时使第二发光峰的波峰强度可增加。在第一实施例中，波峰强度的相反取向的变化仅从发光体的量分数x的变化产生，发光颜料在其它方面保持不变。
然而，在第一实施例的某些情况中，发光体不能在不产生不想要缺陷的情况下插入中性地填充的发光颜料的晶格中。为了不在发光体的量分数的变化时产生这种缺陷，在这种情况下优选是向发光颜料中并入附加掺杂剂(其本身不是发光体)，以抵消发光体的填充。在发光体的量分数变化时，补偿性的掺杂剂的数量相对于发光体的变化的量分数x做调整，以防止通过以其它方式出现的缺陷引起发光颜料的变化。在这种情况下，为了确定作为发光体的量分数x的函数的波峰强度IA(x)和IB(x)并且为了确定相对于量分数x的第一微分，量分数x对该掺杂剂的量分数的比值保持恒定。两个波峰强度的相反取向的变化在这些情况下从发光体的量分数x的变化产生，并且至多这种附加掺杂剂的量分数做相应的调整，而发光颜料在其它方面保持不变。
然而，在第二实施例中，波峰强度的相反取向的变化只从第一和第二发光体的量分数x、y的变化产生，其中这两个量分数x、y的比值保持恒定并且发光颜料在其它方面保持不变。因此，在第二实施例中，第一和第二发光峰的波峰强度能够通过第一发光体的量分数x的变化以彼此相反取向的方式变化，在所述第一发光体的量分数x的变化时，第一和第二发光体在发光颜料中的量分数的比值(x:y)保持恒定。
第一发光峰的峰值波长和第二发光峰的峰值波长在光谱上优选分开至少20nm，特别优选是至少30nm。因此，在检查防伪特征时这两个发光峰能够彼此轻松地区分开。优选地，第一和第二发光峰的峰值波长处于近红外光谱区域中，特别处于750nm-2900nm之间优选为800nm-2200nm之间的光谱区域中。特别地，近红外光谱区域是优选的，因为这些波长处于可见光谱区域外，使得防伪特征的不显著使用是可能的。根据采用的是哪个主晶格和哪个第一和第二发光体，通过以紫外线中或者可见光光谱范围中或者近红外光谱区域中的光进行照射，发光颜料能够是可被光学地激发的，以发射冷光。根据所选一个发光体或者多个发光体的类型，并且取决于光学激发，除两个发光峰之外，还能够发射其它发光峰。与发光颜料的光学激发相比，第一和第二发光峰的峰值波长优选偏移至较大波长(Stokes发射)。当光学激发比起发光峰(反Stokes发射，如在升频器发光颜料中找到的处于较大波长)时，这相对于相反情况是有利的，因为Stokes发射比起反Stokes发射能够获得较高的发光强度。因此，与升频器发光颜料形成对比，对于本发明的发光颜料，即使少量的发光颜料也是足够的，以取得可轻松地识别的波峰强度。
发光颜料由至少掺杂有发光体的被掺杂主晶格构成。发光体在发光颜料中的量分数x处于例如至少50ppm到最多10,000ppm之间，特别是在至少50ppm到最多5,000ppm之间。主晶格也可以附加地掺杂有不发光的其它掺杂剂，例如掺杂有用于结晶或者防止晶体中的缺陷所需的掺杂剂。发光颜料可以构造为例如其微粒由被掺杂主晶格构成的粉末。这些微粒可以例如具有处于1-20μm范围内优选小于6μm的晶粒尺寸。
主晶格所掺杂有的发光体，或者以其掺杂主晶格的第一和/或第二发光体，优选从稀土离子中选出，特别是从稀土离子、铒、钬、钕、铥、镱中选出。主晶格优选构造成无机主晶格。特别地，主晶格可以具有钙钛矿结构或者石榴石结构。例如，主晶格是钇铝石榴石或者由此得到的混合石榴石。当主晶格具有石榴石结构或者钙钛矿结构时，它优选还包含作为吸收元素的一个或数个元素，钒、铬、锰、铁、钴或者镍。主晶格也可以是氧化物或者具有氧离子的混合晶格，例如钨酸盐、磷酸盐、铌酸盐、钽酸盐、硅酸盐或者铝酸盐。
本发明的性能只以发光颜料的某些成分获得，即以某些发光体、发光体的某些量分数、发光体和主晶格的某些组合，和在第二实施例中，两个发光体的某些组合。选择不同的发光体、不同的量分数或者不同的主晶格通常导致不具有本发明的性能的发光颜料。
具有第一和第二发光峰的不同波峰强度的根据本发明的若干发光颜料可以采用来制造具有不同编码的防伪特征，例如用于提供具有不同编码的不同类型的有价文件。虽然对于第一防伪特征采用了具有第一和第二波峰强度的某一比值的发光颜料，其它防伪特征分别被给予具有偏离所述某一比值的第一和第二波峰强度的比值的发光颜料，并且发光峰的光谱位置与第一防伪特征中一样。为了编码不同的有价文件，当然也可以采用这样的防伪特征，其同时包含不同的或者也是数种的本发明的发光颜料。例如，防伪特征可以编码有根据本发明的不同种类的发光颜料，其第一和第二发光峰分别处于不同的波长。
本发明还涉及具有本发明的防伪特征的防伪元件。防伪元件旨在施加至有价文件或者合并到有价文件中。防伪特征是例如防伪条、防伪线、防伪带或者用于施加至有价文件的转印元件。此外，防伪特征可以混合至印刷墨，其旨在例如用于施加至有价文件。包含防伪特征的印刷墨可以例如在一个或数个一定区域中涂印到有价文件上。防伪特征也可以在制造时合并到有价文件中，例如通过混合至有价文件的基材，特别是纸质或者塑料基材。
本发明还涉及防伪纸和有价文件，其中施加或者合并有本发明的防伪特征，和/或其具有设置有防伪特征的防伪元件和/或具有防伪特征的印刷墨。防伪特征可以在防伪纸的制造时混合至防伪纸。防伪特征可以例如以字符或者图案的形式施加至有价文件的或者防伪纸的或者防伪元件的表面的全域内或者部分区域内。有价文件的或者防伪纸的或者防伪元件的不同部分可以设置有具有不同编码的防伪特征。
本发明还涉及用于识别防伪特征的方法，其中发光颜料的光学激发被进行以光学地激发发光颜料来发射冷光，并且其中包含在发光颜料的发光光谱中的第一和第二发光峰的强度被检测。发光峰的这些检测到的强度可以是波峰强度或者光谱地集成在相应发光峰之上的强度。发光颜料的光学激发是通过以防伪特征的发光颜料在其中吸收的光(例如以近红外光谱区域的光)照射防伪特征来实现的。为了识别防伪特征，第一和第二发光峰的检测到的强度被评估，以检查防伪特征或防伪元件的、印刷墨的或者有价文件的真实性。以光对防伪特征的照射和对强度的检测以及可选地进行的评估是通过构造成用于它们的传感器来进行的。
待保护的有价文件例如是钞票、支票、身份证、护照、信用卡、支票卡、票证、收据、股票、契约、代币等。
附图说明
下面，将参考以下附图通过示例来说明本发明。附图中：
图1a、1b示出了常规发光颜料的发光光谱：a)是具有发光体的第一量分数的发光颜料，b)是具有发光体的第二量分数的发光颜料，
图2a、2b示出了本发明的发光颜料的发光光谱：a)是具有发光体的第一量分数x1的发光颜料，b)是具有发光体的第二量分数x2的发光颜料，
图3a示出了作为发光体的量分数x的函数的第一示例的发光颜料的两个发光峰的波峰强度的曲线，
图3b示出了作为用于第一示例的发光体的量分数x的函数的发光波峰对比度K，
图3c示出了发光波峰对比度K相对于用于第一示例的发光体的量分数x的第一微分。
具体实施方式
在图1a、1b中分别示出了由两个发光峰A*、B*构成的一常规发光颜料的发光光谱。发光峰A*、B*例如是从用于对发光颜料进行掺杂的发光体的电子跃迁产生的。图1a、1b的发光颜料由相同的主晶格和发光体构成，区别只在于发光体的量分数。图1a的发光颜料在本示例中比起图1b的发光颜料具有较高量分数的发光体。不同量分数的发光体导致发光光谱的改变。关于这一点，发光峰A*、B*的波峰强度I通常与发光体的量分数成比例地上升。因此，发光峰A*的以及发光峰B*的波峰强度在图1a的发光颜料中是图1b的发光颜料中的大约两倍。尽管发光体的量分数改变了，但是两个发光峰A、B的强度比仍然保持大致相同。在该行为的情况下，作为量分数的函数的发光峰对比度K保持恒定，并且根据关系式(1)的第一微分极低。
实际上，对于发光颜料使用一样本系列能够确定发光峰对比度K的第一微分，发光体的量分数x在所述样本系列内变化。如果发光峰对比度K分别从样本系列的每个样本的发光光谱确定出，并且根据相应样本的发光体的量分数x来绘图，则可采用来检查关系式(1)的第一微分从由此出现的函数的斜率得到。
图2a示出了根据本发明的第一发光颜料P的发光光谱，其基于掺杂有发光体L的主晶格，具有发光体的第一量分数x1。图1b示出了第二发光颜料P'的发光光谱，其基于掺杂有相同发光体L的主晶格，具有发光体的第二量分数x2，该第二量分数根据发光颜料的类型略微大于或者略微小于x1。发光颜料P、P'由相同的主晶格和发光体构成，区别只在于发光体L的量分数。在图2a、2b的两个光谱中分别包含有发光体L的两个发光峰A、B，其在它们的强度和它们的强度比上均不同。图2a、2b中的光谱的形状只是示意性地示出的。特别地，发光峰的形状和宽度可以偏离该图示。
发光体L的不同量分数x1、x2导致发光光谱的不均匀改变。虽然发光峰A的波峰强度对于量分数x2来说比起对于量分数x1来说要大，但是发光峰B的波峰强度对于量分数x2来说比起对于量分数x1来说要小，见图2a、2b。发光体L的改变了的量分数导致两个发光峰A、B的强度比强烈地变化。因此根据发光体L的量分数产生了发光光谱的质变。在发光体L的量分数变化时，发光峰A、B的强度以彼此相反取向的方式变化。因此，在发光体的量分数从x1变化至x2时，发光峰A以发光峰B为代价而变强。作为发光体量分数x的函数的波峰强度的相对变化在本发明的防伪特征中尤其大。
示例1：Li 1-z Tm z Nb 1-2z Ti 2z O 3
为了制造发光颜料，根据下表1在玛瑙研钵中使相应数量的碳酸锂、氧化铥、氧化铌和氧化钛彼此亲密地混合。接下来，将该混合物在刚玉坩锅中在1150℃退火8小时。
表1
样本 z x Li2CO3 Tm2O3 Nb2O5 TiO2
11 0.0025 0.0005 2.168g 0.0284g 7.780g 0.0234g
12 0.005 0.001 2.161g 0.0567g 7.735g 0.0470g
13 0.01 0.002 2.147g 0.1133g 7.646g 0.0938g
14 0.015 0.003 2.133g 0.1696g 7.556g 0.1405g
15 0.02 0.004 2.119g 0.2259g 7.468g 0.1870g
16 0.03 0.006 2.091g 0.3378g 7.291g 0.2797g
17 0.04 0.008 2.063g 0.4491g 7.115g 0.3719g
18 0.05 0.01 2.036g 0.5597g 6.940g 0.4635g
图3示出了发光颜料Li1-zTmzNb1-2zTi2zO3的两个发光峰A、B的波峰强度IA、IB作为浓度参数z(其在图中在上侧横轴上示出)的函数的曲线。在下侧横轴上示出了用于它的量分数x，其在该情况下是从浓度参数z借助于除以因素5得到的，因为经验式Li1-zTmzNb1-2zTi2zO3中的5个原子的数量。量分数x=0.001相当于基于1000ppm(百万分率)的主晶格的发光体分数。这两个所考虑的发光峰A、B是作为发光颜料在780nm处的光学激发的结果而通过发光体Tm发出的。发光峰A处于大约798nm的波长λA处，而发光峰B处于大约1758nm的波长λB处。在所考虑范围的量分数x中，发光峰A的波峰强度IA随发光体的量分数x的增加而下降，而发光峰B的波峰强度随发光体的量分数x的增加而增加。发光峰对比度K=(IA-IB)/(IA+IB)相应地从量分数x=0.0005处的大约+0.95下降至量分数x=0.01处的大约-0.91，见图3b。图3c的曲线图示出了发光峰对比度K相对于量分数x的第一微分的绝对值。微分值，即作为量分数x的函数的发光峰对比度K的变化，对于x=0.001至x=0.006处于40之上并高达至大约600。
示例2：Y 2-5z (Nd 1 Yb 4 ) z SiO 5
作为第二示例，将考虑发光颜料Y2-5z(Nd1Yb4)zSiO5。对其制造，根据下表2将相应数量的尿素、二氧化硅和六水合硝酸钇溶解在3mL水中。接下来，将相应数量的六水合硝酸钕和五水合硝酸镱一起溶解在水中，然后添加至反应混合物并混合。反应混合物在一热板上在500℃蒸发。接下来，将所得材料转移至刚玉坩锅，并在烘箱中在1500℃退火10小时。
表2
Figure BDA00002699651200111
发光颜料在该示例中以Yb、Nd包含两个发光体L1、L2。通过以532nm波长的光对发光颜料的光学激发，发光颜料样本2-1至2-8分别发出处于1075nm波长λA的第一发光峰A(其由第一发光体钕发出)和处于λB=978nm的第二发光峰B(其由第二发光体镱发出)。八个发光颜料样本2-1至2-8的区别只在于发光体L1、L2的量分数。量分数x在该情况下是根据经验式Y2-5z(Nd1Yb4)zSiO5中的原子总数从浓度参数z借助于除以8来计算出的。
根据该经验式，第二发光体L2(Yb)的量分数总是为第一发光体L1(Nd)的量分数x的4倍。如果一发光颜料中的两个发光体的量分数不同，则该发光颜料的两个发光体中的具有较低量分数的那个发光体被视为第一发光体L1。因此，考虑作为第一发光体L1(Nd)的量分数x的函数的发光峰对比度K=(IA-IB)/(IA+IB)。发光峰对比度K对量分数x的依存性是在第一发光体L1(Nd)的量分数x相对于第二发光体L2(Yb)的量分数处于恒定比值的条件下确定的。在示例2中，根据经验式，该比值始终为4。发光峰对比度K相对于第一发光体L(Nd)的量分数x的第一微分也是在第一发光体L1(Nd)的量分数x相对于第二发光体L2(Yb)的量分数处于恒定比值4的条件下确定的。
对于根据表2的量分数x，对发光峰A、B发现了强烈取决于第一发光体L1的量分数x的强度比。因此，基于强度比或者发光峰对比度K能够很好地彼此区分发光颜料样本2-1至2-8。处于1075nm处的第一发光峰A的以及处于978nm处的第二发光峰B的发光峰对比度K=(IA-IB)/(IA+IB)对于发光颜料样本2-1为K=+0.84，并且对于发光颜料样本2-2至2-8分别为K=+0.75；K=+0.50；K=+0.33；K=+0.17；K=+0.10；K=+0.02；K=-0.26。发光峰对比度K相对于第一发光体L1(Nd)的量分数x的第一微分的绝对值在所有八个发光颜料中均大于150。

Claims (15)

1.一种用于保护有价文件的防伪特征，包括：发光颜料，其具有掺杂有发光体(L、L1)的主晶格并且能够被光学地激发以发射冷光，所述发光颜料的冷光的发光光谱具有至少第一发光峰(A)和至少第二发光峰(B)，它们的波峰强度(IA(x)、IB(x))分别取决于所述发光颜料中的发光体(L、L1)的量分数x，其特征在于，所述主晶格和所述发光体(L、L1)以及所述发光体(L、L1)的量分数x选择成使得对于作为所述发光体(L、L1)的量分数x的函数的第一发光峰(A)的波峰强度IA(x)和第二发光峰(B)的波峰强度IB(x)，以下关系式成立：
| d dx ( I A ( x ) - I B ( x ) I A ( x ) + I B ( x ) ) | ≥ F
其中参数F=10。
2.如权利要求1所述的防伪特征，其特征在于，参数F=40，优选地F=150。
3.如前述权利要求中任一项所述的防伪特征，其特征在于，第一发光峰(A)的波峰强度(IA)和第二发光峰(B)的波峰强度(IB)相对于彼此具有在本质上由所述发光颜料的成分限定出的强度比。
4.如前述权利要求中任一项所述的防伪特征，其特征在于，所述两个发光峰之一(A或B)的波峰强度(IA或IB)随量分数x的增加而降低。
5.如前述权利要求中任一项所述的防伪特征，其特征在于，所述发光体(L、L1)的量分数x的变化使得第一和第二发光峰(A、B)的波峰强度(IA、IB)能够以彼此相反取向的方式变化。
6.如前述权利要求中任一项所述的防伪特征，其特征在于，所述发光体(L、L1)在所述主晶格中大致均匀地分布。
7.如前述权利要求中任一项所述的防伪特征，其特征在于，第一和第二发光峰(A、B)由相同的发光体(L)发出。
8.如权利要求1-6中任一项所述的防伪特征，其特征在于，权利要求1中的发光体是以其掺杂所述主晶格的第一发光体(L1)，权利要求1中的量分数x是发光颜料中的第一发光体(L1)的量分数；并且所述主晶格附加地掺杂有第二发光体(L2)，其在发光颜料中的量分数y等于或大于第一发光体(L1)的量分数x；并且所述发光光谱的第一发光峰(A)由所述第一发光体(L1)发出而所述发光光谱的第二发光峰(B)由第二发光体(L2)发出；并且为了确定作为第一发光体的量分数x的函数的波峰强度(IA(x)、IB(x))并且为了确定相对于第一发光体(L1)的量分数x的第一微分
d dx ( I A ( x ) - I B ( x ) I A ( x ) + I B ( x ) )
所述发光颜料中的第一和第二发光体(L1、L2)的量分数(x、y)的比值(x:y)保持恒定。
9.如前述权利要求中任一项所述的防伪特征，其特征在于，第一和第二发光峰(A、B)的峰值波长(λA、λB)光谱上分隔至少20nm，优选为至少30nm。
10.如前述权利要求中任一项所述的防伪特征，其特征在于，第一和第二发光峰(A、B)的峰值波长(λA、λB)处于近红外光谱区域中，特别处于750nm-2900nm之间优选为800nm-2200nm之间的光谱区域中。
11.如前述权利要求中任一项所述的防伪特征，其特征在于，所述发光体从稀土离子中选出，优选从稀土离子、铒、钬、钕、铥、镱中选出。
12.如前述权利要求中任一项所述的防伪特征，其特征在于，所述主晶格构造成无机主晶格，所述主晶格特别是具有石榴石结构或具有钙钛矿结构的主晶格，或者是氧化物或具有氧离子的混合晶格，例如钨酸盐或者磷酸盐或者铌酸盐或者钽酸盐或者硅酸盐或者铝酸盐。
13.一种防伪元件或者印刷墨，具有一个或数个如权利要求1-12中任一项所述的防伪特征。
14.一种有价文件或者防伪纸，具有一个或数个如权利要求1-12中任一项所述的防伪特征和/或如权利要求13所述的防伪元件和/或如权利要求13所述的印刷墨。
15.一种用于识别如权利要求1-12中任一项所述的防伪特征的方法，其中
-以所述防伪特征的发光颜料所吸收的光谱区域的光来照射所述防伪特征，以光学地激发所述发光颜料以发射冷光，和
-检测包含在所述冷光的发光光谱中的第一和第二发光峰(A、B)的强度，和
-评估第一和第二发光峰(A、B)的检测到的强度来识别所述防伪特征。
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