专利名称：有价文件的制作方法
技术领域：
本发明涉及有价文件，其为了增加防伪性而设置有发光物质，以及涉及其制造方法。
背景技术：
通过印刷物WO 81/03508已知一种有价文件，其以发光物质的形式具有真实性特征，该发光物质包括发光体和吸收物质。吸收物质的吸收光谱部分地覆盖发光体的激励或发射光谱，并且在特性和可测量方式上对其进行控制。从而，为了伪造真实性特征，确定相应发光体是不够的，因为其发射由吸收物质以特性方式进行改变。
发明内容
从该已知方案出发，本发明针对提出不同的可能性的问题，利用所述不同的可能性，发光物质的发射可以在特征上改变，从而向有价文件提供高防伪性能。
该问题通过具有主权利要求的特征的有价文件进行解决。用于制造此类有价文件的方法是独立权利要求的主题。本发明有利的发展是从属权利要求的主题。
根据本发明，有价文件具有至少一对彼此关联的发光物质，所述至少一对彼此关联的发光物质具有在可见光谱区域外的共同发射区域内发射的第一和第二发光物质。第一和第二发光物质的发射光谱在所述发射区域的至少一个局部区域中重叠，使得第一发光物质的发射光谱在特征上由第二发光物质的发射光谱补充，即，不能按照这种形式由单一物质进行伪造。
本发明基于以下发现，即具有以补充方式彼此重叠的发射光谱的两发光物质的组合允许高质量且高防伪性的变化，因为除非付出高的技术努力，否则彼此补充的光发射的光谱分辨率不能得以成功获得。当测量发射图线(course of emission)时，就捕捉到所有光发射在所观察光谱范围内的总信号。基于这种总信号，难以对发光物质的化学成分得出结论，因为发光物质的发射状态并不仅由物质性质决定，而且也由相应量的比例决定。从而，不能将各个物质与测得的发射光谱关联起来，除非可以区分至少一些发光峰值并且各个物质明显地相关联。在非常强重叠的光发射的情况下，发射信号的记录和分析需要付出极大的努力，以能够将各个发光物质与总信号相关联。市场上可获得的测量系统不是以这样大的努力进行操作的，从而，伪造的尝试将失败，因为利用市场上可获得的发光物质不易于伪造测得的发射图线。在某人成功地伪造可由市场上可获得的测量系统捕捉的发光光谱的情况下，在根据本发明评价和分析发光光谱的过程中，这些伪造尝试将被明显地识别出，因为其在一定程度上分析发射图线的微观结构。
如下文中更详细说明地，因为可以设置多种发光物质，其在适当光谱区域内显示出重叠的发射，从而根据本发明的方案允许可能的保护和编码的多样性。除了高防伪性能之外，当以此方式将编码信息施加于或结合于有价文件上或有价文件中时，也可以获得高信息密度。
在有利实施例中，两发光物质的共同发射区域位于从约750纳米至约2500纳米的范围内，优选位于从约800纳米至约2200纳米的范围内，尤其优选地位于从约1000纳米至约1700纳米的范围内。如果发光物质的相关光发射位于大于约1000纳米的范围内，则其不能由市场上可获得的硅基红外检测器进行相对简单的检测。
在优选实施例中，第一和/或第二发光物质是基于掺杂的主晶格(hostlattice)形成的。这些发光物质例如可以通过直接辐照至发光离子的吸收带而受到激励，并且所述发光离子由此发射。在优选的变形中，也可以使用吸收性主晶格和所谓的“感光剂”(sensitizer)，所述感光剂吸收激励辐射并将其转移至发光离子，然后发光离子自身以其特征波长进行发射。应当理解的是，主晶格和/或掺杂剂对于两特征物质可以不同，以获得不同激励范围和/或发射范围。
在优选实施例中，主晶格在可见光谱范围内吸收，并且可选地，其在高达约1.1微米的近红外范围内附加地吸收。可以由光源(例如，卤素灯、闪光灯、LED、激光或者氙弧灯)高效地进行激励，从而仅需要少量的发光物质。由此，可以例如通过常规的印刷方法将发光物质施加于有价文件上。此外，少量物质使得潜在的伪造者更难以检测到所使用的物质。如果主晶格在高达约1100纳米的近红外下吸收，就可以抑制掺杂剂离子的易于检测的发射谱线，从而仅保留需要更大努力的更大波长下的发射。
在备选的优选实施例中，使用即使在可见光谱范围内也吸收的发光物质，优选地在可见光谱范围的大部分上，尤其优选地在近红外区域内。在那些更易于接近的光谱范围内的发射也得以抑制。
在根据本发明的有价文件的有利变形，第一和/或第二发光物质是基于掺杂有稀土元素的主晶格的发光物质。适当的掺杂剂特别是钕、铒、钬、铥、镱、镨、镝或者所述元素的组合。
根据不同的有利变形，第一和/或第二发光物质是基于掺杂有发色团(chromophore)的主晶格的发光物质，所述发色团是从钪、钛、钒、铬、锰、铁、钴、镍、铜和锌组成的一组中选择出来的。WO 02/070279中所述的掺杂剂和主晶格也可以适于用作根据本发明的有价文件中的发光物质。
至少一种主晶格可以掺杂由多个发色团。应当理解，可以将这两种变形进行组合，即，一种发光物质是基于稀土掺杂的主晶格形成的，而另一种发光物质是基于掺杂有发色团的主晶格形成的。
主晶格可以具有例如钙钛矿型结构或者石榴石型结构。至少一种主晶格也可以由混合晶体形成。主晶格和掺杂剂的其他可能的实施例在EP-B-0 052624或者EP-B-0 053 124中得到了说明，在这一方面，本申请包括其公开内容。
根据本发明有价文件的优选实施例，第一和第二发光物质是基于不同主晶格形成的，所述主晶格具有不同强度的晶体场并分别掺杂有相同掺杂剂。由于在掺杂剂位置上的晶体场的影响，掺杂剂的电子能级相对于未受扰动状态移动。因为位移尺寸对于不同能级发生变化，从而根据晶体场的强度和对称性，在电子能级的能量范围上产生位移，并由此在发射谱线的位置上也产生位移。如果为第一和第二发光物质选用相同掺杂剂，则通过对具有不同强度的晶体场的主晶格的适当选择就可以按照受控的方式调整相应发射谱线相对于未受扰动发射的小位移。
第一和第二发光物质的发光光谱彼此补充地重叠的所述局部区域优选地具有200纳米或更小的宽度，优选地具有100纳米或更小的宽度。在优选实施例中，所述局部区域位于从约850纳米至约970纳米的范围内。在不同的同样有利的实施例中，该局部区域位于从约920纳米至约1060纳米的范围内，或者从约1040纳米至约1140纳米的范围内，或者从约1100纳米至约1400纳米的范围内，优选地从约1100纳米至约1250纳米的范围内，尤其优选地从约1120纳米至约1220纳米的范围内，或者从约1300纳米至约1500纳米的范围内，或者从约1400纳米至约1700纳米的范围内。
第一和第二发光物质在所述局部区域内分别优选地具有至少一个发射谱线，该发射谱线的位置彼此之间具有约50纳米或更小的间距，优选地具有约30纳米或更小的间距，特别优选地具有约20纳米或更小的间距，尤其优选地具有约10纳米或更小的间距。发射谱线之间的此类小间距使得难以检测到设置了两种不同发光物质。在优选实施例中，发射谱线是窄带发射谱线，并特别具有约50纳米或更小的半宽(half-width)，优选地具有约30纳米或更小的半宽，特别优选地具有约20纳米或更小的半宽，尤其优选地具有约10纳米或更小的半宽。
根据本发明有利的发展，编码包含其他发光物质，其具有位于所述局部区域之外的至少一个发射谱线。该发射谱线优选地位于可见光谱范围之外，特别位于1100纳米以上的红外光谱范围内。根据本发明，“红外光谱范围”表示从750nm开始至更长的波长范围，优选从800nm至更长的波长范围。
有价文件也可以包括多对彼此关联的发光物质，所述发光物质可以分别按照上述方式形成。所述多对发光物质优选地得到相互调节，从而两发光物质的发射光谱彼此补充地重叠的局部区域对于不同对发光物质是不同的。
至少一种发光物质可以印刷在有价文件上。同样，多种发光物质，例如一对彼此关联的发光物质也可以在一种印刷油墨中一起印刷在有价文件上。为此而使用的印刷油墨可以是透明的，或者可以包含附加的着色剂，但是其一定不能妨碍发光物质的检测。在发光物质的情况下，它们优选地在发光物质的激励范围和所观察的发射范围内具有透明区域。
有价文件优选地包括基底，其由印刷的或未印刷的棉纤维、棉/合成纤维纸、包含纤维素的纸或者涂覆的、印刷的或未印刷的塑料膜形成。层叠的多层基底也是适当的。
根据本发明的有价文件优选为钞票、股票、信用卡、身份证、任何类型的通行证、签证、单据等。
同样，一种或者多种发光物质可以结合于有价文件的体积中，特别是有价文件的基底中。将发光物质向纸基的体积中的结合可以根据例如印刷物EP-A 0 659 935和DE 101 20 818中所述的方法进行。在这一方面，上述印刷物的公开内容包含于本申请中。
除了可以产生“全新发射光谱”的可能性之外，本发明也提供了通过所用的发光物质的数量产生编码的可能性，这些编码也难以伪造并且从而难以仿冒。如果例如使用两种发光物质，其根据本发明在光谱的局部区域上彼此重叠，通过是否存在各个发光物质可以产生至少三种编码。但是优选地使用在光谱的局部区域上彼此补充的多种发光物质或者多组发光物质，以形成此类编码，所述发光物质的光发射根据本发明在光谱的不同局部区域上彼此补充。
制造编码的其他变形在于将一对或多对彼此关联的发光物质设置在有价文件上或有价文件中的几何布置区域中。单个区域也可以表示编码。例如，编码可以是在有价文件的该区域中存在的多对可能的发光物质中的特定一对。
根据优选实施例，编码表示关于有价文件的信息，该信息以加密或者未加密形式表示。例如，当根据钞票的面值设置预定一对发光物质时，钞票的面值可以在钞票的相应区域中进行编码。
通过不同掺杂剂和主晶格的变形和组合，可以产生多对发光物质，它们有关编码的发射谱线在不同局部光谱区域内彼此补充地重叠。以此方式，可以形成非常紧凑的编码，其具有高信息密度，而在有价文件上仅占据非常小的空间。
当制造所述有价文件时，至少一种发光物质可以早在造纸过程中就添加于有价文件中。可选地或者附加地，至少一种发光物质可以添加于印刷油墨中并且与印刷油墨一起施加于有价文件上。作为印刷方法，可以使用例如凹版印刷方法、丝网印刷方法、凸版印刷方法、柔版印刷方法、喷墨印刷方法、数字印刷方法、转印方法或者平版印刷方法。同样，至少一种发光物质可以通过涂覆工艺施加于有价文件上。
根据不同变形，至少一种发光物质是在造纸过程中经由分别制备的斑纹纤维(mottled fiber)而添加的。其他可能性在于至少一种发光物质是在造纸过程中经由分别制备的防伪线或者防伪条而添加的。同样，施加于有价文件上(特别是粘附地结合于有价文件上)的分别制备的自承转印元件(例如贴片或者标志)可以用于施加至少一种发光物质。
彼此关联的一对发光物质优选地借助相同方法添加于有价文件中，以不利于在对关联的发光物质进行空间分离的基础上进行分析。然而，不同对的发光物质可以借助不同方法添加。例如，第一对发光物质可以在造纸过程中结合于钞票的纸基中，而第二对发光物质可以印刷于钞票上。转印元件(例如，全息贴片)可以设置有第三对发光物质并且作为进一步防伪特征粘附地结合于钞票上。
下文中，将参照附图对本发明的进一步实施例和优点进行说明。为了清楚起见，附图没有按照实际尺寸和比例示出。
图1是示出根据本发明实施例的具有编码的钞票的示意图，图2是示出沿线II-II剖开图1的钞票的截面图，以及图3是示出可以用于图1和2的编码的不同发光物质的示意性发射图线。
具体实施例方式
现在将以钞票为例说明本发明。图1和2示出钞票10的示意图，其中编码11印刷在钞票的纸基20上。图1以平面图示出钞票10，图2是沿图1的线II-II的截面图。
如图2中可最佳看出的，编码11包括彼此关联的两对发光物质12、13或者14、15。在受到激励后，发光物质12-15在1000和1500纳米之间的红外光谱范围内显示出发射，彼此相关的两发光物质的发射光谱在该光谱范围的特定局部区域内彼此补充地重叠，如下面对其进行详细的说明。
通过沿着预定几何图案布置具有第一对发光物质12、13的区域16，具有第二对发光物质14、15的区域17以及不具有发光物质的区域18，就可以在编码11中存储任何信息，例如钞票10的面值和币种或者系列号。
可以利用所示编码表示例如三进制代码，其中状态“0”由不具有发光物质的区域表示，状态“1”由具有第一对发光物质12、13的区域表示，状态“2”由具有第二对发光物质14、15的区域表示。从而，利用适当的检测器测量图1中所示的编码11将检测到三进制编码“12021102”。由此，提供了紧凑编码，其将高防伪性能和高信息密度及小空间需求结合起来了。
发光物质12和13是分别基于钕掺杂的主晶格形成的，并且分别具有在约1064纳米范围内的发射谱线，如图3的左部所示。然而，两发光物质12、13基于不同主晶格而形成，其在钕离子的位置上产生不同强度的晶体场。
与未受扰动值相比，对于两发光物质，晶体场和钕离子之间的相互作用导致轻微移动的发射谱线22或23，如上所解释的。在该实施例中，第一发光物质12的发光图线22的峰值位置位于1065纳米波长处，第二发光物质13的发光图线23的峰值位置位于约1090纳米处。
如图3中可清楚看出的，两发光光谱22、23在约1000纳米至约1150纳米的局部区域内按照以下方式彼此重叠，即第一发光物质12的发射光谱22由第二发光物质13的发射光谱23补充。由于两条谱线之间的小距离，所以在不知道所采用的物质的情况下，不能通过包络的发射曲线识别出存在两发光物质12和13，从而编码11具有高防伪性能。因为由不同矩阵产生光谱，其中发光离子位于不同晶体场中，从而，单独而言，不存在显示出相同发射光谱的矩阵。
图3的中间部分示出在1150至1250纳米波长的相关局部区域内第二对发光物质的发光物质14和15的发射图线24和25。在该实施例中，各个发光物质14、15是基于掺杂有发色团的主晶格而形成的，所述发色团是从钪、钛、钒、铬、锰、铁、钴、镍、铜和锌组成的一组中选择的。与第一对发光物质相同地，在此，在没有任何进一步信息的情况下，也不可能通过两发光物质14、15的光发射的包络线推导出所使用的发光物质的类型。
图3的右部示出了其他示例，上述发光物质12和13的光发射位于约1300纳米波长下。在此，也产生非常邻近的窄的发射谱线32和33，其共同的光发射仅可以利用高分辨率检测器进行分离。
除了两对发光物质12、13或14、15之外，编码11也可以包括其他发光物质，其在受到激励后在1100纳米以上的波长下显示出发射。其发射波长受到调整，从而其不会落入第一或者第二对发光物质的重叠区域内。在一定区域内是否存在其他发光物质也可以用于编码，从而进一步增加编码可能性的数量。
应当理解的是，通过使用上述其他发光物质或者通过使用上述类型的其他对发光物质，更加密集的编码是可能的。
同样，可以在一层中设置所有发光物质，并且通过是否存在各个发光物质或者多对发光物质产生编码。
权利要求
1.一种具有至少一对彼此关联的发光物质的有价文件，特别是钞票，所述至少一对彼此关联的发光物质具有在可见光谱区域外的共同发射区域内发射的第一和第二发光物质，其中第一和第二发光物质的发射光谱在所述发射区域的至少一个局部区域中重叠，使得第一发光物质的发射光谱在特征上由第二发光物质的发射光谱补充。
2.如权利要求1所述的有价文件，其特征在于，所述发射区域位于从约750纳米至约2500纳米的范围内，优选位于从约800纳米至约2200纳米的范围内，尤其优选地位于从约1000纳米至约1700纳米的范围内。
3.如权利要求1或2所述的有价文件，其特征在于，第一和/或第二发光物质是基于掺杂的主晶格形成的。
4.如权利要求1至3中至少一项所述的有价文件，其特征在于，第一和/或第二发光物质是基于掺杂有稀土元素的主晶格形成的。
5.如权利要求4所述的有价文件，其特征在于，主晶格掺杂有钕、铒、钬、铥、镱、镨、镝或者所述元素的组合。
6.如权利要求1至5中至少一项所述的有价文件，其特征在于，第一和/或第二发光物质是基于掺杂有发色团的主晶格形成的，所述发色团是从钪、钛、钒、铬、锰、铁、钴、镍、铜和锌组成的一组中选择出来的。
7.如权利要求6所述的有价文件，其特征在于，所述至少一种主晶格掺杂有多个发色团。
8.如权利要求3至7中至少一项所述的有价文件，其特征在于，所述至少一种主晶格是由混合晶体形成的。
9.如权利要求3至8中至少一项所述的有价文件，其特征在于，第一和第二发光物质是基于不同主晶格形成的，所述不同主晶格具有不同强度的晶体场并分别掺杂有相同掺杂剂。
10.如权利要求1至9中至少一项所述的有价文件，其特征在于，第一和第二发光物质的发射谱线彼此补充地重叠的所述局部区域具有200纳米或更小的宽度，优选地具有100纳米或更小的宽度。
11.如权利要求1至10中至少一项所述的有价文件，其特征在于，第一和第二发光物质的发射光谱彼此重叠的所述局部区域位于约850纳米至约970纳米的范围内，或者约920纳米至约1060纳米的范围内，或者约1040纳米至约1140纳米的范围内，或者约1100纳米至约1400纳米的范围内，优选地约1100纳米至约1250纳米的范围内，尤其优选地约1120纳米至约1220纳米的范围内，或者约1300纳米至约1500纳米的范围内，或者约1400纳米至约1700纳米的范围内。
12.如权利要求1至11中至少一项所述的有价文件，其特征在于，第一和第二发光物质在所述局部区域内各具有至少一个发射谱线，所述发射谱线的位置具有约30纳米或更小的间距，优选地具有约20纳米或更小的间距，尤其优选地具有约10纳米或更小的间距。
13.如权利要求1至12中至少一项所述的有价文件，其特征在于，编码包含其他发光物质，其具有位于所述局部区域之外的至少一个发射谱线。
14.如权利要求13所述的有价文件，其特征在于，所述至少一个发射谱线位于可见光谱范围之外，该发射谱线优选地位于1100纳米以上的红外光谱范围内。
15.如权利要求1至14中至少一项所述的有价文件，其特征在于，编码具有如权利要求1至14所述的多对彼此关联的发光物质。
16.如权利要求15所述的有价文件，其特征在于，一对第一和第二发光物质的发射光谱彼此补充地重叠的局部区域对于不同对的彼此关联的发光物质是不同的。
17.如权利要求1至16中至少一项所述的有价文件，其特征在于，至少一种发光物质印刷在有价文件上。
18.如权利要求17所述的有价文件，其特征在于，多种发光物质在一种印刷油墨中一起印刷在有价文件上。
19.如权利要求1至18中至少一项所述的有价文件，其特征在于，有价文件包括作为基底的印刷的或者未印刷的棉纸。
20.如权利要求1至19中至少一项所述的有价文件，其特征在于，有价文件包括作为基底的印刷的或者未印刷的塑料膜。
21.如权利要求1至20中至少一项所述的有价文件，其特征在于，至少一种发光物质结合在有价文件的体积中，特别是结合在有价文件的基底中。
22.如权利要求1至21中至少一项所述的有价文件，其特征在于，所述一对或者多对彼此关联的发光物质设置于有价文件上或有价文件中的几何布置区域中。
23.如权利要求1至22中至少一项所述的有价文件，其特征在于，至少一对彼此关联的发光物质在有价文件上或有价文件中形成编码。
24.如权利要求23所述的有价文件，其特征在于，编码表示关于有价文件的信息，该信息以加密或者未加密的形式设置。
25.一种用于制造如权利要求1至24中之一所述的有价文件的方法，其特征在于，该有价文件设置有至少一对彼此关联的发光物质，所述至少一对彼此关联的发光物质在可见光谱区域外的共同发射区域内发射，其中第一和第二发光物质的发射光谱在所述发射区域的至少一个局部区域中重叠，使得第一发光物质的发射光谱由第二发光物质的发射光谱补充。
26.如权利要求25所述的用于制造有价文件的方法，其特征在于，至少一种发光物质在造纸过程中添加于有价文件中。
27.如权利要求25或26所述的用于制造有价文件的方法，其特征在于，至少一种发光物质添加于印刷油墨中，并且利用该印刷油墨施加于有价文件上。
28.如权利要求25至27中至少一项所述的用于制造有价文件的方法，其特征在于，至少一种发光物质通过涂覆工艺施加于有价文件上。
29.如权利要求25至28中至少一项所述的用于制造有价文件的方法，其特征在于，至少一种发光物质是在造纸过程中经由分别制备的斑纹纤维而添加的。
30.如权利要求25至29中至少一项所述的用于制造有价文件的方法，其特征在于，至少一种发光物质是在造纸过程中经由分别制备的防伪线或者防伪条而添加的。
31.如权利要求25至30中至少一项所述的用于制造有价文件的方法，其特征在于，至少一种发光物质经由分别制备的自承转印元件，例如贴片或者标志，施加于有价文件上，特别是粘附地结合于有价文件上。
全文摘要
本发明涉及一种防伪元件，特别是钞票，包括至少一对彼此关联的发光物质，所述至少一对彼此关联的发光物质具有在可见光谱区域外的共同发射区域内发光的第一和第二发光物质。根据本发明，第一和第二发光物质的发射光谱在所述发射范围的至少一个局部区域中重叠，使得第一发光物质的发射光谱由第二发光物质的发射光谱补充。
文档编号G07D7/12GK1867947SQ200480029777
公开日2006年11月22日 申请日期2004年10月5日 优先权日2003年10月8日
发明者托马斯·吉林, 沃尔夫冈·劳舍尔 申请人:德国捷德有限公司