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DE10111116A1 - Wertdokument - Google Patents

Wertdokument

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Publication number
DE10111116A1
DE10111116A1 DE10111116A DE10111116A DE10111116A1 DE 10111116 A1 DE10111116 A1 DE 10111116A1 DE 10111116 A DE10111116 A DE 10111116A DE 10111116 A DE10111116 A DE 10111116A DE 10111116 A1 DE10111116 A1 DE 10111116A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
document
value
host lattice
value according
range
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE10111116A
Other languages
English (en)
Inventor
Thomas Giering
Rainer Hoppe
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Giesecke and Devrient GmbH
Original Assignee
Giesecke and Devrient GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=7676708&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=DE10111116(A1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Giesecke and Devrient GmbH filed Critical Giesecke and Devrient GmbH
Priority to DE10111116A priority Critical patent/DE10111116A1/de
Priority to RU2003129071/12A priority patent/RU2286885C2/ru
Priority to AU2002308237A priority patent/AU2002308237B2/en
Priority to TR2004/02236T priority patent/TR200402236T4/xx
Priority to HK04105533.9A priority patent/HK1062664B/xx
Priority to KR1020037011826A priority patent/KR100868176B1/ko
Priority to AT02748334T priority patent/ATE275046T1/de
Priority to PT02748334T priority patent/PT1370424E/pt
Priority to CNB028079655A priority patent/CN1282555C/zh
Priority to ES02748334T priority patent/ES2224072T5/es
Priority to CA002440078A priority patent/CA2440078C/en
Priority to EP02748334.6A priority patent/EP1370424B2/de
Priority to DE50200931T priority patent/DE50200931D1/de
Priority to US10/471,060 priority patent/US8663820B2/en
Priority to PCT/EP2002/002405 priority patent/WO2002070279A1/de
Priority to PL363008A priority patent/PL202501B1/pl
Priority to DK02748334.6T priority patent/DK1370424T4/da
Priority to UA2003109087A priority patent/UA74062C2/uk
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein bedrucktes Wertdokument mit zumindest einem Echtheitsmerkmal in Form einer lumineszierenden Substanz auf der Basis von dotierten Wirtsgittern. Das Wirtsgitter weist ein starkes Kristallfeld auf und ist mit wenigstens einem Chromophor der Elektronenkonfiguration (3d)·2· dotiert.

Description

Die Erfindung betrifft ein bedrucktes Wertdokument mit zumindest einem Echtheitsmerkmal in Form einer lumineszierenden Substanz auf der Basis von Wirtsgittern, die mit Chromophoren der Elektronenkonfiguration (3d)2 dotiert sind.
Unter der Bezeichnung "Wertdokument" sind im Rahmen der Erfindung Banknoten, Schecks, Aktien, Wertmarken, Ausweise, Kreditkarten, Pässe und auch andere Dokumente sowie Etiketten, Siegel, Verpackungen oder andere Elemente für die Produktsicherung zu verstehen.
Die Absicherung von Wertdokumenten gegen Fälschung mittels lumineszie­ render Substanzen ist bereits seit langem bekannt. Auch die Verwendung von Seltenerdmetallen wurde in diesem Zusammenhang bereits diskutiert. Sie haben den Vorteil, dass sie schmalbandige, charakteristische Spektrallini­ en aufweisen, die einen sicheren Nachweis und die Abgrenzung gegen ande­ re Spektren erleichtern. Vorzugsweise werden Stoffe verwendet, bei denen entweder die Absorption oder die Emission außerhalb des sichtbarer Spek­ tralbereichs liegen.
Liegen die Emissionen bei Wellenlängen zwischen ca. 400 nm und ca. 700 nm, so sind die lumineszierenden Substanzen bei geeigneter Anregung mit dem Auge nachweisbar. Für manche Anwendungen ist dies erwünscht, z. B. bei der Echtheitsüberprüfung durch Beleuchtung mit UV-Licht. Für andere Anwendungen ist es hingegen von Vorteil, wenn die Emission außerhalb des sichtbaren Spektralbereichs liegt, da dann spezielle Detektoren zum Nach­ weis der Stoffe notwendig sind.
Luminophore mit charakteristischen Eigenschaften, die sich zur Absicherung von Wertdokumenten und insbesondere für eine automatische Echtheitserkennung eignen, sind jedoch in ihrer Zahl beschränkt. Die meisten, anorgani­ schen und organischen Luminophore haben uncharakteristische, breite Spek­ tren und sind überdies oft handelsüblich. Dies erschwert ihre Identifizierung und macht die gleichzeitige Verwendung mehrerer dieser Stoffe unpraktika­ bel.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Anzahl von Luminophoren, die sich als Echtheitskennzeich­ nung für Wertdokumente eignen, zu erhöhen, und insbesondere Wertdo­ kumente mit Echtheitsmerkmalen in Form von lumineszierenden Substan­ zen zu schaffen, die sich von Wertdokumenten mit bisher bekannten Lu­ minophoren durch ein charakteristisch abgeändertes Anregungs- und/oder Emissionsspektrum unterscheiden.
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den unabhängigen Ansprüchen. Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die Erfindung beruht nun auf der Erkenntnis, dass die mit zunehmender Emissionswellenlänge im IR-Spektralbereich schwierige Nachweisbarkeit bestimmter Lumineszenzen sehr vorteilhaft zur Erhöhung des Fälschungs­ schutzes genutzt werden kann.
Erfindungsgemäß wird zur Absicherung von Wertdokumenten mindestens eine lumineszierende Substanz verwendet, deren Emissionsspektrum außer­ halb des sichtbaren Spektralbereichs, vorzugsweise sogar außerhalb der An­ sprechempfindlichkeit von Silicium-Detektoren liegt.
Die für die erfindungsgemäße Echtheitsabsicherung geeigneten Stoffe sind lumineszierende Substanzen auf der Basis von Wirtsgittern, die mit Chromophoren der Elektronenkonfiguration (3d)2 dotiert sind. Dabei kann es sich um Chromophore einer Sorte oder um ein Gemisch von wenigstens zwei verschiedenen Chromophoren handeln. Bei den erfindungsgemäßen Chro­ mophoren handelt es sich vorzugsweise um die Übergangsmetalle Titan in­ der Oxidationsstufe Ti2+, im Folgenden Ti(II), Vanadium in der Oxidations­ stufe V3+, im Folgenden V(III), Chrom in der Oxidationsstufe Cr4+, im Fol­ genden Cr(IV), Mangan in der Oxidationsstufe Mn5+ im Folgenden Mn(V), und Eisen in der Oxidationsstufe Fe6+, im Folgenden Fe(VI).
Bei den Wirtsgittern handelt es sich um anorganische Matrizen oder organi­ sche Chelate, z. B. Apatite, Spodiosite, Palmierite, Forsterite, Brushite, Dahllite, Ellestadite, Francolite, Monetite, Morinite, Whitlockite, Wilkeite, Voelckerite, Pyromorphite, Granate, Perovskite, Olivine sowie bestimmte Silicate, Titana­ te, Vanadate, Phosphate.
Bevorzugt handelt es sich bei dem Wirtsgitter um eine Verbindung der For­ mel:
[BaaCabSrcPbdCde(PfVgAShSijSkCrlO4)3FmClnBrp(OH)q]x,
wobei
a + b + c + d + e = 5;
f + g + h + j + k + l = 1;
m + n + p + q = 1;
x = 1 oder 2, und
a, b, c, d, e jeweils von 0 bis 5, und
f, g, h, j, k, l, m, n, p, q jeweils von 0 bis 1 reichen.
Ein weiter bevorzugtes Wirtsgitter ist eine Verbindung der Formel:
[MgaBabCacSrdPbeCdf][PgVhASjSikSlCrm]O4[FnClpBrq(OH)r],
wobei a + b + c + d + e + f = 2;
g + h + j + k + l + m = 1;
n + p + q + r = 1, und
a, b, c, d, e, f jeweils von 0 bis 2, und
g, h, j, k, l, m, n, p, q, r jeweils von 0 bis 1 reichen.
Weiter eignet sich als Wirtsgitter eine Verbindung der Formel:
[MgaBabCacSrdPbeCdf][SigTihGej]O4,
wobei a + b + c + d + e + f = 2;
g + h + j = 1, und
a, b, c, d, e, f jeweils von 0 bis 2 und
g, h, j jeweils von 0 bis 1 reichen.
Des Weiteren ist ein Wirtsgitter der Formel:
[LiaNabKcRbd][PeAsfVg]O4
bevorzugt, wobei a + b + c + d = 3;
e + f + g = 1, und
a, b, c, d jeweils von 0 bis 3 und
e, f, g jeweils von 0 bis 1 reichen.
Weiterhin eignet sich besonders ein Wirtsgitter der Formel:
[Ya Lab][Sic Tid]O5,
wobei a + b = 2;
c + d = 1, und
a, b jeweils von 0 bis 2 und
c, d jeweils von 0 bis 1 reichen.
Bevorzugt handelt es sich weiterhin bei dem Wirtsgitter um eine Verbindung der Formel:
[BaCabSrcPbdCde](PfVgAshSijSkCrlO4)2,
wobei a + b + c + d + e = 3;
f + g + h + j + k + l = 1, und
a, b, c, d, e jeweils von 0 bis 3 und
f, g, h, j, k, l jeweils von 0 bis 1 reichen.
Bevorzugt ist auch ein Wirtsgitter der Formel:
[BaCabSrcPbdCde](PfVgAshSijSkCrlO4)3,
wobei a + b + c + d + e = 5;
f + g + h + j + l = 1, und
a, b, c, d, e jeweils von 0 bis 5 und
f, g, h, j, k, l jeweils von 0 bis 1 reichen.
Des Weiteren eignet sich besonders ein Wirtsgitter der Formel:
[NaaKbRbcCsd][SeSefCrgMoh]O4,
wobei a + b + c + d = 2;
e + f + g + h = 1, und
a, b, c, d jeweils von 0 bis 2 und
e, f, g, h jeweils von 0 bis 1 reichen.
Ein weiter bevorzugtes Wirtsgitter ist eine Verbindung der Formel:
[ScaYbLacCedPreNdfPmgSmhEujGdkTblDymHonErpTmqYbrLns][AluFevCrx]O3,
wobei a + b + c + d + e + f + g + h + j + k + l + m + n + p + q+ r + s = 1;
u + v + x = 1 und
a, b, c, d, e, f, g, h, j, k, l, m, n, p, q, r, s, u, v, x jeweils von 0 bis 1 reichen.
Des Weiteren ist ein Wirtsgitter der Formel:
[YaGdbSccLadLne][AlfFegCrh]O12
bevorzugt, wobei a + b + c + d + e = 3;
f + g + h = 5, und
a, b, c, d, e jeweils von 0 bis 3 und
f, g, h jeweils von 0 bis 5 reichen.
Ein weiter bevorzugtes Wirtsgitter ist eine Verbindung der Formel:
[MgaCabSrcBad][AleCrfFegGah]O4,
wobei a + b + c + d = 1;
e + f + g + h = 2; und
a, b, c, d jeweils von 0 bis 1 und
e, f, g, h jeweils von 0 bis 2 reichen
oder eine Verbindung der Formel:
[MgaCabSrcBad][AleCrfFegGah]O7,
wobei a + b + c + d = 1;
e + f + g + h = 4, und
a, b, c, d jeweils von 0 bis 1 und
e, f, g, h jeweils von 0 bis 4 reichen.
Bevorzugt ist auch ein Wirtsgitter der Formel:
Y2[SiaTibZrc]O7 oder MgCa2[SiaTibZrc]O7,
wobei a + b + c = 2 und
a, b und c jeweils von 0 bis 2 reichen.
Weiterhin eignet sich als Wirtsgitter eine Verbindung der Formel:
[BaCabSrc][SidTieZrf]O5,
wobei a + b + c = 3;
d + e + f = 1, und
a, b, c jeweils von 0 bis 3 und
d, e, f jeweils von 0 bis 1 reichen.
Wirtsgitter mit starkem Kristallfeld sind insbesondere bevorzugt.
Die Lagen und Formen der Anregungs- und/oder Emissionsbanden sind abhängig von der Einbaulage der Chromophore im Wirtsgitter. Die Chro­ mophore können in den oxidischen Struktureinheiten des Wirtsgitters so­ wohl in der Tetraeder- wie auch in der Oktaeder-Konfiguration vorliegen. Bevorzugt ist jedoch die Tetroxokonfiguration im Wirtsgitter. Des Weiteren hängen die Lagen und Formen der Anregungs- und/oder Emissionsbande von der Stärke des Kristallfeldes im Wirtsgitter ab. Durch die auftretenden Wechselwirkungen zwischen Chromophor und Wirtsgitter werden die elek­ tronischen Niveaus der Chromophore gegenüber ihren Werten und Anord­ nung in der Gasphase verändert, d. h. (z. T. gegeneinander) verschoben.
Am Beispiel des Systems Cr3+ in oktaedrischer Umgebung [Imbusch, G. F.: "Spectroscopy of Solid-State Laser-Type Materials", Ed: B. Di Bartolo; p 165; 1987] wird der Begriff des Kristallfeldes erklärt. Fig. 1a zeigt, wie die Lage und Aufeinanderfolge der elektronischen Niveaus des Chromophors Cr3+ von der Stärke des Kristallfeldes, d. h. der Wechselwirkung zwischen Chro­ mophor und Gitter, abhängen (Tanabe-Sugano-Diagramm). Für schwache, oktaedrische Kristallfelder ist der elektronische Zustand 4T2 der erste, ange­ regte Zustand über dem Grundzustand 4A2; man beobachtet eine breitbandi­ ge Lumineszenz aus dem Niveau 4T2. Für starke Kristallfelder ist schließlich der nur schwach vom Kristallfeld abhängige Zustand 2E der erste, angeregte, elektronische Zustand, und man beobachtet eine schmalbandige Emission aus diesem Niveau. Analoge Energieniveauschemata können für die erfin­ dungsgemäße (3d)2-Konfiguration mit den entsprechenden Bezeichnungen der Niveaus formuliert werden. Für die wichtige, oktaedrische (Oh) und te­ traedrische (Td) Konfiguration ist die Niveauabfolge in Fig. 1b gezeigt.
Für die Absicherung von Wertdokumenten können sowohl die breitbandige als auch die schmalbandige Lumineszenz verwendet werden; aus Gründen der Selektivität wird jedoch die schmalbandige Lumineszenz bevorzugt. Diese werden insbesondere von den Chromophoren Mn(V) und Fe(VI) in Wirtsgittern mit starkem Kristallfeld beobachtet.
Von Schmalbandigkeit einer Emission spricht man üblicherweise dann, wenn im Emissionsspektrum die auftretenden Banden eine mittlere Halb­ wertsbreite von kleiner 50 nm zeigen. Dies bedeutet jedoch nicht, dass Ban­ den, die eine Halbwertbreite außerhalb dieses Bereichs aufweisen, nicht auch die erfindungsgemäße Aufgabe lösen.
Durch Variation und Kombination der erfindungsgemäßen Chromophore wie auch durch Variation der Wirtsgitter eröffnen sich zahlreiche Möglich­ keiten, die Anregungs- und Emissionsspektren der erfindungsgemäßen, lu­ mineszierenden Substanzen zu beeinflussen und so eine Vielzahl von Si­ cherheitsmerkmalen zu produzieren. Neben der Auswertung der Anre­ gungs- und/oder Emissionsspektren kann ebenso die Lumineszenzlebens­ dauer zur Unterscheidung herangezogen werden. Bei der Auswertung kön­ nen neben den Wellenlängen der Anregungs- bzw. Emissionslinien auch de­ ren Anzahl und/oder Form berücksichtigt werden, womit sich eine beliebige Codierung darstellen lässt.
Die Anzahl der unterscheidbaren, erfindungsgemäßen Substanzen lässt sich weiter erhöhen, wenn auch Mischkristalle der Wirtsgitter zugelassen werden oder die Wirtsgitter mit zusätzlichen Dotierungen variiert werden. Z. B. kön­ nen Apatite und Spodiosite oder Granate und Perovskite in bestimmten Konzentrationsverhältnissen der Ausgangssubstanzen Mischkristalle bilden, bei denen die Gitter ineinander übergehen. Damit verbunden kann das Kri­ stallfeld, das auf den Chromophor wirkt, verändert werden.
Ebenso ist es möglich, über Dotierung zusätzlich zu den erfindungsgemäßen Chromophoren weitere Chromophore in die Wirtsgitter einzubringen und so eine kombinierte Lumineszenz beider Systeme oder einen Energieübertrag zwischen den Systemen zu erreichen und für die Identifizierung zu nutzen. Beispielsweise eignen sich Seltenerdionen hierfür, die aufgrund ihrer abge­ schirmten Schalen ihre typische Lumineszenz auch im Wirtsgitter behalten. Bevorzugt handelt es sich hierbei um Neodym(Nd)-, Holmium(Ho)-, Erbi­ um(Er)-, Thulium(Tm)- oder Ytterbium(Yb)-Kationen oder Gemische da­ von.
Wird das Wertdokument statt mit einer mit mehreren der erfindungsgemä­ ßen, lumineszierenden Substanzen markiert, so lässt sich die Anzahl der un­ terscheidbaren Kombinationen weiter steigern. Werden zudem verschiedene Mischungsverhältnisse voneinander unterschieden, kann die Anzahl an Kombinationen nochmals gesteigert werden. Die Markierung kann dabei entweder an verschiedenen Stellen des Wertdokuments oder am gleichen Ort erfolgen. Wird die Lumineszenzsubstanz an verschiedenen Stellen des Wertdokumentes auf- bzw. eingebracht, kann so ein räumlicher Code, im einfachsten Fall z. B. ein Barcode, erzeugt werden.
Weiterhin lässt sich die Fälschungssicherheit des Wertdokuments erhöhen, wenn die spezielle gewählte, lumineszierende Substanz z. B. in einem Wert­ dokument mit anderen Informationen des Wertdokuments verknüpft wird, so dass eine Überprüfung mittels eines geeigneten Algorithmus möglich ist. Selbstverständlich kann das Wertdokument neben der erfindungsgemäßen, lumineszierenden Substanz noch weitere zusätzliche Echtheitsmerkmale, wie klassische Fluoreszenz und/oder Magnetismus, aufweisen.
Die lumineszierenden Substanzen können gemäß der Erfindung auf ver­ schiedenste Art und Weise in das Wertdokument eingebracht werden. So können die lumineszierenden Substanzen beispielsweise in eine Druckfarbe eingebracht werden. Aber auch ein Zumischen der lumineszierenden Sub­ stanz zur Papiermasse oder Kunststoffmasse bei der Herstellung eines Wert­ dokuments auf der Basis von Papier oder Kunststoff ist möglich. Ebenso können die lumineszierenden Substanzen auf oder in einem Kunststoffträ­ germaterial vorgesehen werden, welches beispielsweise wiederum zumin­ dest teilweise in die Papiermasse eingebettet werden kann. Das Trägermate­ rial, das auf einem geeigneten Polymer, wie z. B. PMMA, basiert und in das die erfindungsgemäße, lumineszierende Substanz eingebettet ist, kann hier­ bei die Form eines Sicherheitsfadens, einer Melierfaser oder einer Planchette haben. Ebenso lässt sich zur Produktsicherung die lumineszierende Sub­ stanz z. B. direkt in das Material des abzusichernden Gegenstandes, z. B. in Gehäusen und Plastikflaschen, einbringen.
Das Kunststoff- oder Papierträgermaterial kann jedoch auch an jedem belie­ bigen, anderen Gegenstand, z. B. zur Produktsicherung, befestigt werden. Das Trägermaterial ist in diesem Fall vorzugsweise in Form eines Etiketts ausge­ bildet. Wenn das Trägermaterial Bestandteil des zu sichernden Produkts ist, wie es z. B. bei Aufreißfäden der Fall ist, ist selbstverständlich auch jede an­ dere Formgebung möglich. In bestimmten Anwendungsfällen kann es sinn­ voll sein, die lumineszierende Substanz als unsichtbare Beschichtung auf dem Wertdokument vorzusehen. Sie kann dabei vollflächig oder auch in Form von bestimmten Mustern, wie z. B. Streifen, Linien, Kreisen oder auch in Form von alphanummerischen Zeichen, vorliegen. Um die Unsichtbarkeit des Lumineszenzstoffes zu gewährleisten, muss erfindungsgemäß entweder ein farbloser Lumineszenzstoff in der Druckfarbe oder dem Beschichtungs­ lack verwendet werden oder ein farbiger Lumineszenzstoff in einer so geringen Konzentration, dass die Transparenz der Beschichtung gerade noch ge­ geben ist.
Üblicherweise werden die erfindungsgemäßen, lumineszierenden Substan­ zen in Form von Pigmenten verarbeitet. Zur besseren Verarbeitung oder zur Erhöhung ihrer Stabilität können die Pigmente insbesondere als individuell verkapselte Pigmentpartikel vorliegen oder mit einem anorganischen oder organischen Coating überzogen werden. Beispielsweise werden die einzel­ nen Pigmentteilchen hierzu mit einer Silicathülle umgeben und lassen sich so leichter in Medien dispergieren. Ebenso können verschiedene Pigmentparti­ kel einer Kombination gemeinsam verkapselt werden, z. B. in Fasern, Fäden, Silicathüllen. So ist es z. B. nicht mehr möglich, den "Code" der Kombination nachträglich zu verändern. Unter "Verkapselung" ist dabei ein vollständiges Umhüllen der Pigmentpartikel zu verstehen, während mit "Coating" auch das teilweise Umhüllen bzw. Beschichten der Pigmentpartikel gemeint ist.
Im Folgenden werden einige Beispiele der erfindungsgemäßen, lumineszie­ renden Substanz näher erläutert.
Beispiel 1
Für die Präparation werden die Ausgangsstoffe in oxidischer Form oder Stoffe, die in Oxide überführt werden können, in einem geeigneten Verhält­ nis, z. B. wie in Gleichung (1) gemischt, mit dem Chromophor versehen und dann geglüht, zerkleinert, gewaschen (z. B. mit Wasser), getrocknet und ver­ mahlen. Als Chromophor können z. B. Mn2O3, MnO, MnO2, MnCO3, MnCl2 sowie organische Manganverbindungen eingesetzt werden. Ihr Gewichtsan­ teil, bezogen auf die Gesamtmischung, kann bis zu 20 Gew.-% betragen. Die Glühung erfolgt im Temperaturbereich von 200 bis 1700°C und einer Haltezeit von 0.2 bis 24 h, jedoch bevorzugt bei 300 bis 500°C, sowie einer Halte­ zeit von 0.5 bis 2 h.
6LiOH + As2O5 + xMnCl2 → 2Li3AsO4 : Mn + 3H2O + xCl2 (1).
Um das Gleichgewicht in Richtung der Produktbildung zu verschieben, kann der Ansatz zusätzlich mit LiCO3, bevorzugt 1 bis 5%, sowie zusätzli­ chem LiOH, bevorzugt 1 bis 20 Gew.-% versetzt werden.
Beispiel 2
In alkalischem Medium werden entsprechende Mengen an Sulfaten (z. B. K2SO4) oder Chromaten (z. B. K2CrO4) sowie die Menge des Dotierstoffes, wie z. B. Na2FeO4, gelöst. Die Dotierung mit NaFeO4 kann bis zu 20% betra­ gen. Durch Verdampfung des Lösungsmittels wird das Produkt gewonnen, welches für die weitere Verwendung vermahlen wird.
Beispiel 3
Das in Beispiel 2 beschriebene Verfahren kann derart abgeändert werden, dass zum Verdampfen des Lösungsmittels ein Sprühtrockner eingesetzt wird. Ferner kann das alkalische Medium vollständig oder zum Teil, z. B. aus einer Silicatsuspension (z. B. LUDOX® AS-40, Dupont) bestehen. In diesem Fall wird beim Sprühtrocknen ein mit Silicat ummanteltes Material gewonnen. Durch einen anschließenden Glühprozess, vorzugsweise bei Temperaturen von 200°C bis 600°C, wird eine SiO2-Schutzschicht erzeugt und die Sub­ stanz gegenüber Löslichkeit in Wasser stabilisiert. Zusätzlich kann das Mate­ rial in ein Polymer, z. B. PMMA, eingebettet werden und zu Folienmaterial verarbeitet werden. Dieses wird anschließend in Planchetten verschnitten.
Weitere Ausführungsformen und Vorteile der Erfindung werden im Folgen­ den anhand der Fig. 2 erläutert:
Fig. 2 erfindungsgemäßes Sicherheitselement im Querschnitt.
Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Sicherheitsele­ ments. Das Sicherheitselement besteht in diesem Fall aus einem Etikett 2, das sich aus einer Papier- oder Kunststoffschicht 3, einer transparenten Abdeck­ schicht 4 sowie einer Klebstoffschicht 5 zusammensetzt. Dieses Etikett 2 ist über die Kleberschicht 5 mit einem beliebigen Substrat 1 verbunden. Bei die­ sem Substrat 1 kann es sich um Wertdokumente, Ausweise, Pässe, Urkunden oder dergleichen aber auch um andere zu sichernde Gegenstände, wie bei­ spielsweise CDs, Verpackungen o. ä., handeln. Die lumineszierende Substanz 6 ist in diesem Ausführungsbeispiel im Volumen der Schicht 3 enthalten.
Alternativ könnte die lumineszierende Substanz auch in einer nicht gezeig­ ten Druckfarbe enthalten sein, die auf eine der Etikettenschichten, vorzugs­ weise auf die Oberfläche der Schicht 3, aufgedruckt wird.
Statt den Lumineszenzstoff in oder auf einem Trägermaterial vorzusehen, das anschließend als Sicherheitselement auf einem Gegenstand befestigt wird, ist es gemäß der Erfindung auch möglich, die lumineszierende Sub­ stanz direkt in das zu sichernde Wertdokument bzw. auf dessen Oberfläche in Form einer Beschichtung vorzusehen.

Claims (40)

1. Wertdokument mit zumindest einem Echtheitsmerkmal in Form einer lumineszierenden Substanz auf der Basis von dotierten Wirtsgittern, dadurch gekennzeichnet, dass das Wirtsgitter mit wenigstens einem Chromophor der Elektronenkonfiguration ((3d)2) dotiert ist.
2. Wertdokument nach Anspruch 1, wobei das Wirtsgitter ein starkes Kristallfeld aufweist.
3. Wertdokument nach Anspruch 1 oder 2, wobei es sich bei dem Chro­ mophor um Titan in der Oxidationsstufe 2 oder Vanadium in der Oxidationsstufe 3 oder Chrom in der Oxidationsstufe 4 oder Mangan in der Oxidationsstufe 5 oder Eisen in der Oxidationsstufe 6 handelt.
4. Wertdokument nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Wertdokument aus Papier oder Kunststoff besteht.
5. Wertdokument nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Echtheitsmerkmal in das Volumen des Wertdokumentes einge­ bracht oder in einer auf dem Wertdokument aufgebrachten Schicht vorliegt.
6. Wertdokument nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die lumineszierende Substanz als unsichtbare, zumindest teilweise Be­ schichtung auf dem Wertdokument vorgesehen ist.
7. Wertdokument nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die lumineszierende Substanz einer Druckfarbe zugemischt ist.
8. Wertdokument nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Beschichtung die Form eines oder mehrerer Streifen aufweist.
9. Wertdokument nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das Wirtsgitter zusätzlich mit wenigstens einem Vertreter aus der Gruppe der Seltenerdmetallkationen codotiert ist.
10. Wertdokument nach Anspruch 9, wobei das Seltenerdmetallkation ausgewählt ist aus Neodym (Nd), Holmium (Ho), Erbium (Er), Thuli­ um (Tm) und Ytterbium (Yb).
11. Wertdokument nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das Wirtsgitter ausgewählt ist aus der Klasse der Apatite, Spodiosite, Palmierite, Forsterite, Brushite, Dahllite, Ellestadite, Francolite, Mone­ tite, Morinite, Whitlockite, Wilkeite, Voelckerite, Pyromorphite, Gra­ nate, Perovskite, Silicate, Titanate, Vanadate, Phosphate.
12. Wertdokument nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei es sich bei dem Wirtsgitter um eine Verbindung der Formel:
[BaaCabSrcPbdCde(PfVgAshSijSkCrlO4)3FmClnBrp(OH)q]x
handelt, wobei
a + b + c + d + e = 5;
f + g + h + j + k + l = 1;
m + n + p + q = 1;
x = 1 oder 2, und
a, b, c, d, e jeweils von 0 bis 5;
f, g, h, j, k, l, m, n, p, q jeweils von 0 bis 1 reichen.
13. Wertdokument nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei es sich bei dem Wirtsgitter um eine Verbindung der Formel:
[MgaBabCacSrdPbeCdf][PgVhAsjSikSlCrm]O4[FnClpBrq(OH)r]
handelt, wobei a + b + c + d + e + f = 2;
g + h + j + k + l + m = 1, und
n + p + q + r = k und
a, b, c, d, e, f jeweils von 0 bis 2;
g, h, j, k, l, m, n, p, q, r jeweils von 0 bis 1 reichen.
14. Wertdokument nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei es sich bei dem Wirtsgitter um eine Verbindung der Formel:
[MgaBabCacSrdPbeCdf][SigTihGej]O4
handelt, wobei a + b + c + d + e + f = 2;
g + h + j = 1, und
a, b, c, d, e, f jeweils von 0 bis 2 und
g, h, j jeweils von 0 bis 1 reichen.
15. Wertdokument nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei es sich bei dem Wirtsgitter um eine Verbindung der Formel:
[LiaNabKcRbd][PeAsfVg]O4
handelt, wobei a + b + c + d = 3;
e + f + g = 1, und
a, b, c, d jeweils von 0 bis 3 und
e, f, g jeweils von 0 bis 1 reichen.
16. Wertdokument nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei es sich bei dem Wirtsgitter um eine Verbindung der Formel:
[YaLab][SicTid]O5
handelt, wobei a + b = 2;
c + d = 1, und
a, b, jeweils von 0 bis 2 und
c, d jeweils von 0 bis 1 reichen.
17. Wertdokument nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei es sich bei dem Wirtsgitter um eine Verbindung der Formel:
[BaaCabSrcPbdCde](PfVgAshSijSkCrlO4)2
handelt, wobei a + b + c + d + e = 3;
f + g + h + j + k + l = 1;
a, b, c, d, e jeweils von 0 bis 3 und
f, g, h, j, k, l jeweils von 0 bis 1 reichen.
18. Wertdokument nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei es sich bei dem Wirtsgitter um eine Verbindung der Formel:
[BaaCabSrcPbdCde](PfVgAshSijSkCrlO4)3
handelt, wobei a + b + c + d + e = 5;
f + g + h + j + l = 1;
a, b, c, d, e jeweils von 0 bis 5 und
f, g, h, j, k, l jeweils von 0 bis 1 reichen.
19. Wertdokument nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei es sich bei dem Wirtsgitter um eine Verbindung der Formel:
[NaaKbRbcCsd][SeSefCrgMoh]O4
handelt, wobei a + b + c + d = 2;
e + f + g + h = 1;
a, b, c, d jeweils von 0 bis 2 und
e, f, g, h jeweils von 0 bis 1 reichen.
20. Wertdokument nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei es sich bei dem Wirtsgitter um eine Verbindung der Formel:
[ScaYbLacCedPreNdfPmgSmhEujGdkTblDymHonErpTmqYbrLns][AluFevCrx] O3
handelt, wobei a + b + c + d + e + f + g + h + j + k + l + m + n + p + q + r + s = 1;
u + v + x = 1;
a, b, c, d, e, f, g, h, j, k, l, m, n, p, q, r, s, u, v, x jeweils von 0 bis 1 rei­ chen.
21. Wertdokument nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei es sich bei dem Wirtsgitter um eine Verbindung der Formel:
[YaGdbSccLadLne][AlfFegCrh]O12
handelt, wobei a + b + c + d + e = 3;
f + g + h = 5;
a, b, c, d, e jeweils von 0 bis 3 und
f, g, h jeweils von 0 bis 5 reichen.
22. Wertdokument nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei es sich bei dem Wirtsgitter um eine Verbindung der Formel:
[MgaCabSrcBad][AleCrfFegGah]O4
handelt, wobei a + b + c + d = 1;
e + f + g + h = 2;
a, b, c, d jeweils von 0 bis 1 und
e, f, g, h jeweils von 0 bis 2 reichen
oder eine Verbindung der Formel:
[MgaCabSrcBad][AleCrfFegGah]O7
handelt, wobei a + b + c + d = 1;
e + f + g + h = 4;
a, b, c, d jeweils von 0 bis 1 und
e, f, g, h jeweils von 0 bis 4 reichen.
23. Wertdokument nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei es sich bei dem Wirtsgitter um eine Verbindung der Formel:
Y2[SiaTibZRc]O7 oder MgCa2 [SiaTibZrc]O7
handelt, wobei
a + b + c = 2 und
a, b und c jeweils von 0 bis 2 reichen.
24. Wertdokument nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei es sich bei dem Wirtsgitter um eine Verbindung der Formel:
[BaCabSrc][SidTieZrf]O5
handelt, wobei
a + b + c = 3;
d + e + f = 1, und
a, b, c jeweils von 0 bis 3 und
d, e, f jeweils von 0 bis 1 reichen.
25. Wertdokument nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 24, wobei die Chromophoren im Wirtsgitter in der Tetroxokonfiguration vorlie­ gen.
26. Wertdokument nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 25, wobei die lumineszierende Substanz als Pigmentpartikel vorliegt.
27. Sicherheitselement, welches ein Trägermaterial und zumindest eine lumineszierende Substanz auf der Basis von dotierten Wirtsgittern aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Wirtsgitter mit wenig­ stens einem Chromophor der Elektronenkonfiguration ((3d)2) dotiert ist.
28. Sicherheitselement nach Anspruch 27, wobei das Wirtsgitter ein star­ kes Kristallfeld aufweist.
29. Sicherheitselement nach Anspruch 27 oder 28, wobei das Sicherheits­ element die Form eines Streifens oder Bandes aufweist.
30. Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 27 bis 29, wobei das Trägermaterial als Sicherheitsfaden, Planchette oder Me­ lierfaser ausgebildet ist.
31. Sicherheitselement nach wenigsten einem der Ansprüche 27 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherheitselement als Etikett aus­ gebildet ist.
32. Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 27 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine lumineszierende Substanz in dem Trägermaterial eingebettet oder auf das Trägermate­ rial aufgebracht ist.
33. Verfahren zur Herstellung eines Wertdokumentes nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass die lu­ mineszierende Substanz einer Druckfarbe zugesetzt wird.
34. Verfahren zur Herstellung eines Wertdokuments nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass die lumineszierende Substanz durch einen Beschichtungsprozess aufgetra­ gen wird.
35. Verfahren zur Herstellung eines Wertdokuments nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass die lu­ mineszierende Substanz in das Volumen des Wertdokumentes einge­ arbeitet wird.
36. Verfahren zur Herstellung eines Wertdokuments nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass die lu­ mineszierende Substanz durch entsprechend präparierte Melierfasern dem Wertdokument zugeführt wird.
37. Verfahren zur Herstellung eines Wertdokuments nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass die lu­ mineszierende Substanz durch einen entsprechend präparierten Si­ cherheitsfaden dem Wertdokument zugeführt wird.
38. Prüfverfahren zur Echtheitsprüfung eines Wertdokumentes nach we­ nigstens einem der Ansprüche 1 bis 26 oder eines Sicherheitselemen­ tes nach wenigstens einem der Ansprüche 27 bis 32, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Wellenlängen und/oder Anzahl und/oder die Form der Emissionslinien der lumineszierenden Substanzen ausge­ wertet werden.
39. Prüfverfahren zur Echtheitsprüfung eines Wertdokumentes oder Si­ cherheitselementes nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, dass die Emissionslinien eine Codierung darstellen.
40. Prüfverfahren zur Echtheitsprüfung eines Wertdokumentes nach we­ nigstens einem der Ansprüche 1 bis 26 oder eines Sicherheitselemen­ tes nach wenigstens einem der Ansprüche 27 bis 32, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Lumineszenzlebensdauern der lumineszierenden Substanzen ausgewertet werden.
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