JPH0212195B2 - - Google Patents

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JPH0212195B2
JPH0212195B2 JP50167981A JP50167981A JPH0212195B2 JP H0212195 B2 JPH0212195 B2 JP H0212195B2 JP 50167981 A JP50167981 A JP 50167981A JP 50167981 A JP50167981 A JP 50167981A JP H0212195 B2 JPH0212195 B2 JP H0212195B2
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JP
Japan
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light
securities
host matrix
rare earth
security
Prior art date
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Biteihi Kauru
Geruharuto Shubenku
Geruharuto Shutentsueru
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GEE AA OO G FUYUURU AUTOMATSUIOON UNTO ORUGANIZATSUIOON MBH
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GEE AA OO G FUYUURU AUTOMATSUIOON UNTO ORUGANIZATSUIOON MBH
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Publication date
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Publication of JPS57500918A publication Critical patent/JPS57500918A/ja
Publication of JPH0212195B2 publication Critical patent/JPH0212195B2/ja
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は有価証券及びその検査方法に関し、さ
らに詳しく述べると、証券が真正なものであるこ
とを保証するためにその証券に付与される特徴で
あるところの真正特徴が、ホストマトリクス（母
体格子）に希土類金属イオンをドープしたものを
ベースとする発光物質又は発光体からなる有価証
券、そしてそのような有価証券の真偽を検査する
方法に関する。ここで、「有価証券」とは、銀行
券、小切手、株券および証紙ならびにパス、クレ
ジツトカード、合札、パスポート、航空券および
他の証書ならびに文書を意味するものとする。
〔従来の技術〕
有価証券の偽造を発光物質により防ぐことは以
前からすでに行われている。1925年のドイツ国特
許第449133号明細書において、また1926年のドイ
ツ国特許第497037号明細書において、発光物質を
有価証券に導入することがすでに記載されてお
り、この場合、用いられる発光物質は紫外線また
は他の不可視線で励起して可視部で発光、すなわ
ち、光を放射出来るものである。
米国特許第3473027号および第3525698号明細書
には、ホストマトリクスに希土類金属をドープし
たもの（適宜に同時賦活することが出来る）をベ
ースとする発光物質およびそれらをコード印刷染
料として用いることが記載されており、この場
合、励起はUV部および短波可視部の光で行わ
れ、可視部またはIR部の光が放射される。IR部
の光の放射は使用可能なスペクトル領域の拡大に
利用される。
ドイツ国公開特許公報第2547768号明細書に記
載されている同時賦活されたイツテルビウム―エ
ルビウム希土類金属ドープの発光物質は、IR部
の光で励起され、可視部の光を放射する。
データ保持体の安全を保証するために発光物質
を使用することは、さらに、ドイツ国公開特許公
報第1599011号および第2903073号明細書に記載さ
れており、これらの公報に記載されている発光物
質はIR部の光で励起され、そしてIR部の光を放
射する。
特許文献および科学文献には、単結晶として固
体レーザーおよび他の目的に適当な種々の希土類
金属の発光物質が非常に多数記載されている。た
とえば、米国特許第3447851号および第3480877号
明細書に注目することが出来る。これらの特許に
は、ガーネツト構造を持つた結晶がレーザー技術
用および他の目的用に記載されているが、しか
し、有価証券の安全保証に発光物質を用いること
については何も述べられていない。
有価証券の保護に発光物質を用いることに関す
る当業界の状態から、次のような結論を得ること
が出来る。すなわち、発光物質の励起は不可視部
の光、すなわちUV部またはIR部の光で行われ、
一方、可視部の光の放射が望ましいかまたは有利
である。
発光物質は、紙用添加剤、紙用挿入物、たとえ
ばまだら繊維（mottling fibers）またはセフテ
イーラインとして有価証券に包含せしめられるか
または印刷インキに混入せしめられる。
有価証券の保護に希土類金属の発光物質を用い
る際、以下に述べる発光物質の特性上の理由から
困難が生じることが明らかにされている。最近の
刊行物には、一般に「データカード」、すなわち
一般に多層の有価証券が記載されており、これら
の場合、厚いスクリーン印刷層、箔埋め込み等に
よりそれらの困難を回避することが出来る。
有価証券、特に銀行券の保護に希土類金属の発
光物質を用いる際、発光物質の粒径に由来して困
難が生じる。すでに前述した刊行物、すなわち米
国特許第3473027号明細書およびドイツ国公開特
許公報第2547768号明細書には、数μm以上の粒径
が記載されている。しかしながら、普通の印刷顔
料では1μm以下の粒径が必要である。従来から使
用されている普通の希土類金属の発光物質はある
粒径以下に粉砕するともはや十分の効果を発揮し
ない。したがつて、多量の発光物質を導入しなけ
ればならず、このためコストは高くなり、またこ
の場合印刷インキに対する添加物質の配合限界量
を越えることが必要になるため、解決することが
出来ない技術的問題がしばしば生じる。
粒径に関するこれらの難点を回避するために、
部分可溶性有機希土類金属の発光物質が挙げられ
ているが、しかし、これらの発光物質は、銀行券
の印刷に必要な耐溶剤性を有しない。
有価証券の保護において、UV部またはIR部の
光で励起した場合、市販のイメージコンバーター
で容易に観察出来る可視部または近IR部の発光
が行われるということが今日まで特に重んじられ
て来た。しかしながら、有価証券の自動真偽検査
において、保証特徴が目に見えないかまたは通常
の手段で目に見えるようにすることが出来なけれ
ば、安全保証要因がさらに追加されることにな
る。
ドイツ国公開特許公報第1599011号明細書には、
記入されているものをマスキングするために箔で
おおうことがすでに提案されている。箔自身は目
に見え、したがつて記入個所へ特に注意が向けら
れるということは別としても、銀行券および類似
の有価証券の場合に箔で覆いをすることは不適当
である。
〔発明が解決しようとする課題〕
本発明の目的は、有価証券の保護に発光物質を
用いる技術に多くの欠点（特に可視部の発光を利
用することに原因した欠点）があることにかんが
みて、出来るだけ検出し難く、特に可視部の光を
放射せずかつ少量の導入で十分な機能を奏し得る
発光物質からなる真正特徴を付与した有価証券を
提供することにある。
本発明の目的は、また、上記のような有価証券
の真偽を検査する方法を提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
上記した第１の目的は、本発明によれば、希土
類金属イオンがドープされたホストマトリクスを
ベースとする発光物質を有していて、該発光物質
によつて有価証券の真正なるを保証することので
きる有価証券であつて、前記ホストマトリクスが
可視部の全域及び／又はそれに極く近い近赤外部
の光を実質的に吸収し、そしてドーピング物質と
しての前記希土類金属イオンが前記吸光性ホスト
マトリクスを介して励起され、かつ前記吸光性ホ
ストマトリクスが赤外部内において光学的に透明
な領域を有していて、該赤外部において前記ドー
ピング物質が専ら発光することを特徴とする有価
証券によつて達成することができる。なお、ここ
で、「ドーピンク物質」とは、この技術分野にお
いて、あるいは本願明細書の他の個所で用いられ
ている「ドープ剤」又は「ドーパント」に同義で
ある。
また、上記した第２の目的は、本発明によれ
ば、希土類金属イオンがドープされたホストマト
リクスをベースとする発光物質を有していて、該
発光物質によつて有価証券の真正なるを保証する
ことのできる有価証券の真偽を検査する方法にお
いて、 前記ホストマトリクスが可視部の全域及び／又
はそれに極く近い近赤外部の光を実質的に吸収
し、そしてドーピング物質としての前記希土類金
属イオンが前記吸光性ホストマトリクスを介して
励起され、かつ前記吸光性ホストマトリクスが赤
外部内において光学的に透明な領域を有してい
て、該赤外部において前記ドーピング物質が専ら
発光すること、及び 励起光を所定のスペクトル帯域幅をもつ幾つか
のチヤンネルに分割し、個々のチヤンネルの各励
起光を有価証券の検査領域に集束させ、前記集束
励起光による励起の結果として前記検査領域の発
光物質から光を放射させ、前記の放射せる光を所
定のスペクトル帯域幅をもつ幾つかのチヤンネル
に分割し、そして個々の発光チヤンネルの各発光
をそれに対応する検出器で測定して測定値マトリ
クスを得、この測定値マトリクスから有価証券の
真偽を評価すること、 を特徴とする有価証券の検査方法によつて達成す
ることができる。
ホストマトリクスは、その吸収マトリクス成分
として、好ましくは遷移金属、特に元素周期律表
の第，および亜族からの金属を含有する。
かかる吸収マトリクス成分、すなわち、吸光元素
としてはコバルト、ニツケル、マンガンおよび鉄
が特に適当であり、この場合、ホストマトリクス
はペロブスカイトまたはガーネツト構造を有する
のが好ましい。
ホトマトリクスの光学窓の光学的に透明な領域
は、1.1〜10μmまたは0.7〜10μmであるのが好ま
しい。
光学窓以外の、特に可視部または近IR部の発
光は、ホストマトリクスの吸収特性により禁止さ
れる。たとえば、光学窓が1.1〜8μmおよび吸収
領域が0.3〜1.1μmの場合、普通の市販イメージコ
ンバーターが利用出来る可視部および近IR部の
発光線はすべて禁止される。このようにして、発
光物質又は発光体の各励起において、可視部およ
び容易に観察出来るIR部の発光は起り得ず、し
たがつて、保証特徴は絶対に「目に見えず」また
は普通の技術的手段を用いてさえパターンを確認
することは不可能である。
可視部全域の光を吸収するマトリクスを持つ希
土類金属の発光物質を使用することは、従来レー
ザー用にしか提案されなかつた。しかも、この提
案はまた技術的に使用されるに至つていない。こ
のため、本発明による有価証券に導入される発光
物質は普通市販されていない。
励起領域は、可視部および、適宜に、追加的に
近IR部である。この領域は、強い光源、たとえ
ばハロゲン灯、フラツシユランプおよびキセノン
アーク灯の発光領域と重なる。このため、本発明
による有価証券では、非常に少量の発光物質を使
用すれば十分である。発光物質の必要量が少ない
ため、有価証券にとつて通例の印刷インキへの配
合が可能である。さらに、物質量が少ないため、
たとえば化学分析による検出が非常に困難であ
る。
普通の「透明な」、すなわち可視部にわずかの
吸収がある結晶希土類金属の発光物質では、効果
的な励起および発光を行うには比較的大きな結晶
が必要である。小さい粒径では効率が急速に低下
し、1μm以下の粒径では実用性がないほど低い値
に効率が低下する。本発明による有価証券で使用
される強吸光性の希土類金属の発光物質では、励
起自体は比較的薄い層でしか行われない。したが
つて、結晶を1μm以下に粉砕しても効率は低下し
ない。粒径が小さいため、発光物質は同時印刷お
よび鋼グラビヤ印刷インキに使用することが出来
る。
吸光性ホストマトリクス成分の一部を、非吸光
性ホストマトリクス成分、たとえばアルミニウ
ム、バナジウム、ガリウムおよびインジウムで置
換することが出来る。可視部の発光を禁止する特
性および強光源に適合した励起スペクトルはその
まま保持される。発光物質の吸収が少なくなり、
その結果、より明るい色調を得るための添加剤と
して使用することも出来る。光吸収性の低い発光
物質について起り得る効率の低下は、より明るい
着色物質のより低い妨害吸収性により相殺され
る。これに対し、暗色のものは多量の励起光を取
り去る。すなわち、保証特徴を保護するには非常
に効率の良い強吸性暗色発光物質が必要である。
吸光性ホストマトリクス成分の一部が非吸光性
マトリクス成分により置換された少量の強吸光性
ホストマトリクスは紙用添加剤として使用するこ
とも出来る。この場合、紙の色の確認が著しく妨
げられない明るい添加剤が望ましい。この場合、
20μmの粒径でも配合が容易に出来るので、吸収
係数の低下はより大きい粒子寸法により補償され
る。
吸収輻射線強度Iabsは、入射強度Ioに対して次
式に従つた挙動を示す： Iabs／Io＝Ｉ−e―ad ａ＝吸収係数 ｄ＝光透過度 粒径が1μmの代りに20μmの場合、吸収係数が
１／２０に低下しても１個の粒子当り同じ量の光を吸
収するのに十分であることが上式から分る。
層が薄い場合、少量の強吸光性ホストマトリク
スは前記式により、励起光のほとんどを何の影響
もなく透過させる。強吸光性ホストマトリクスの
場合、それに衝突する光は実質的にすべてが吸収
され、そして、高量子効率の場合、吸収光は実質
的にすべてがルミネセンス光に変換される。した
がつて、強吸光性ホストマトリクスを持つ発光物
質は、インキ消費量が少ない印刷法たとえばオフ
セツト印刷にも、そしてまた有価証券の保護を蒸
着およびスパツタにより行うのにも、推奨するこ
とが出来る。
本発明による有価証券においては、耐溶剤性で
ありかつ銀行券インキに関して示されているすべ
ての耐性試験に合格する発光物質を使用するのが
好ましい。しかしながら、耐性への要求がそれほ
ど大きくない場合、銀行券の製造に普通であるそ
れらの要件のすべてを満足しない他の物質も当然
使用することが出来る。
すでに述べたように、本発明による有価証券に
使用される発光体の励起スペクトルは、小型に構
成することが出来かつ複雑でない方法で操作出来
る効率の良い光源、たとえばハロゲン灯およびキ
セノンフラツシユランプのスペクトル分布と適合
させるのが最適である。発光体の広い吸収領域に
より、これらの光源の放射強度は最大限に利用さ
れる。
発光体において、励起は吸光性ホストマトリク
スを介して行われる。エネルギーは希土類金属イ
オンに移される。希土類金属イオンの対応する発
光線で発光が行われる。
ホストマトリクスは、可視部の全域および、適
宜に、付加的に近IR部で実質的な吸収を示すこ
とが必要である。ホストマトリクスが可視部全域
の光を完全に吸収する必要はない。可視部の発光
または適宜に近IR部の発光が起り得る各領域で
吸収が行われれば十分である。また、起り得る可
視部の発光がホストマトリクスの吸収により確実
に避けられる限り、あるスペクトル領域でホスト
マトリクスの吸収性が低下しても良い。したがつ
て、可視部でまた出来れば近IR部で発光が生ぜ
ず、したがつて保証特徴が「目が見えず」または
市販の普通の装置たとえばイメージコンバーター
で観察出来ない限り、各場合において発光物質の
所望の特性が存在する。
ここで、「近IR」とは、定義により、長波長の
可視光〜1.1μmのスペクトル領域を指す。この領
域は市販のイメージコンバーターで観察すること
が出来る。
活性ドーパントは、IR部に発光のスペクトル
線を有する希土類金属、特に原子番号58〜71の元
素である。好ましいドーパントは、エルビウム、
ホルミウム、ツリウムおよびジスプロシウムから
選ばれる一種以上の物質である。
ホストマトリクスはペロブスカイトまたはガー
ネツト構造を有するのが好ましい。
ペロブスカイトとして下記一般式の化合物が挙
げられる： AXO3 〔式中、 Ａは、希土類金属および／またはビスマスであ
り、そして Ｘは、１種以上の吸収遷移金属、好ましくはコ
バルト、ニツケル、マンガンまたは鉄である〕。
すでに述べたように、ホストマトリクスは吸光
性マトリクスと、同じ構造の非吸光性マトリクス
との混成格子であることが出来る、すなわち、吸
収遷移金属Ｘの一部を他の元素で置換することが
出来る。特に、それらの元素として、３価の元
素、たとえばアルミニウム、ガリウム、インジウ
ムおよびスカンジウムおよび４価の元素と２価の
元素の組合せ、たとえば珪素またはゲルマニウム
とカルシウム、マグネシウムおよび／または亜鉛
の組合せが挙げられる。
ガーネツトとして、特に、下記一般式F1〜F4
の化合物が挙げられる。
F1：A3X5―2xMxM′xO12 F2：A3―xBxX5―xMxO12 F3：A3Fe5―xMxO12 F4：A3―2xB2xX5―xVxO12 ここで、 Ａは、あらゆる場合において：ネオジム、プラ
セオジムおよびランタンを除く１種以上の希土類
金属。前記３つの元素は混合物の成分としてのみ
存在することが出来る。混合物の成分としてビス
マスも存在することが出来る。
Ｘは、あらゆる場合において：鉄、アルミニウ
ム、ガリウムおよびインジウムからなる群からの
元素。
M′は：珪素、ゲルマニウム、錫およびジルコ
ニウムからなる群からの元素。
F1のＭ：鉄、コバルト、ニツケル、マンガン
および亜鉛からなる群からの元素。
F2のＭ：珪素、ゲルマニウム、錫、テルル、
ジルコニウムおよびチタンからなる群からの元
素。
F3のＭ：アルミニウム、ガリウム、インジウ
ムおよびクロムからなる群からの元素。
Ｂ：マグネシウム、カルシウム、ストロンチウ
ム、バリウム、マンガン、亜鉛およびカドミウム
からなる群からの元素。
前記式F1，F2およびF4が示すように、「混合
ガーネツト」の生成は、酸化度３の元素の相互置
換にのみ限定されない。F1およびF2において、
２価の元素もまた４価の元素もマトリクスに一緒
に組み込まれ、その結果、与えられた化学量論に
より必要な電荷の平衡が得られ；F4においては、
２価の元素および５価の元素が導入されて同じよ
うに電荷の平衡が得られ；これに対してF3にお
いては、電荷の平衡が行われる必要のない３価の
元素により鉄が置換される。
ｘは０〜最大５の値をとることが出来、この値
は化学量論により制限され、また吸収成分を必ず
存在させなければならない。F1〜F4の場合の
「混合ガーネツト」の好ましい例は次の通りであ
る： F1：Y3Fe4Ni0.5Ge0.5O12 F2：Y2CaFe4SiO12 F3：Y3Fe3Al2O12 F4：YCa2Fe4VO12 もちろん、発光性にするために、これらのマト
リクスに希土類金属のイオンをドープしなければ
ならない。
他の適当な化合物群は、下記一般式の希土類金
属をドープしたフエライトである： M1―x 2+M′x 3+Fex 2+Fe2―x 3+O4 〔式中、Ｍは、インジウム、カドミウム、コバ
ルト、マンガン、鉄、ニツケル、銅、およびマグ
ネシウムからなる群からの１種以上の２価金属で
あり、そしてM′は１種以上の３価ランタニド
（原子番号58―71）、たとえばイツテルビウム、エ
ルビウム、ツリウム、ジスプロシウム、ホルミウ
ム、ガドリニウムおよびサマリウムである。この
場合、電荷補償のため、３価の鉄は酸化状態２の
鉄により多少置換される。ｘは０〜１の値をとる
ことが出来る〕。
〔実施例〕
本発明による有価証券に適当な発光物質につい
て、下記に例を挙げて詳述する。
例 １ エルビウム賦活イツトリウム―鉄―インジウム
混合ガーネツトY2.8Fe4InO12：Er0.2の製造 63.22ｇの酸化イツトリウムY2O3、7.65ｇの酸
化エルビウムEr2O3、64ｇの酸化鉄Fe2O3、27.76
ｇの酸化インジウムIn2O3および60ｇの無水硫酸
ナトリウムNa2SO4を均質に混合し、酸化アルミ
ニウムルツボ中で840℃に６時間加熱し、再び粉
砕し、そして1100℃にさらに14時間加熱した。
冷却後、反応生成物を粉砕し、フラツクスを水
で洗い流し、生成物を空気中で100℃で乾燥した。
出来るだけ高い粉末度を得るために、粉末を撹拌
ボールミルで最終的に粉砕した。
平均粒度が1μm未満の薄緑色粉末が得られた。
第１図から明らかな励起スペクトルを持つこの
発光物質を可視光で励起すると、可視部で発光し
なかつたが、しかし、第２図から明らかなよう
に、ホストマトリクスが光学的に透明であるIR
部の約1.5μmで、特徴的な構造を有する特に強い
発光を示した。また、UV部およびIR部の光で励
起した場合にも可視部の発光は認め得なかつた。
これに対し、エルビウムをドープした透明なホ
ストマトリクスを持つ普通の発光物質は、0.52〜
0.55μmの緑色ルミネセンスを示す。本発明によ
り使用される発光物質では、ホストマトリクスが
可視部の光を吸収するためにこの緑色ルミネセン
スは起らない。約1.5μmの残りの赤外ルミネセン
スは、普通の透明なホストマトリクスの場合より
強度が大きい。この螢光はまた、市販の普通のイ
メージコンバーターで観察出来る近IR部の範囲
外である。
第４図には、キセノンフラツシユランプのスペ
クトル分布が、また第５図には、ハロゲン白熱ラ
ンプにスペクトル分布が示される。励起スペクト
ル（第１図）から、このスペクトルは前記強光源
に最適に適合していることが分る。
例 ２ Y0.8MnO3：Er0.2の製造 18.06ｇの酸化イツトリウムY2O3、7.65ｇの酸
化エルビウムEr2O3および17.39ｇの二酸化マンガ
ンMnO2を、めのうミルで互いに激しく混合し、
白金ルツボに入れ、900℃に96時間加熱した。黒
色粉末が得られた。この粉末は、可視部および近
赤外部の光で励起した場合、1.5μmの発光を生じ
たが、しかし、可視部の発光を示さなかつた。
この発光物質の反射スペクトル（レミツシヨン
スペクトル）を第３図に示す。この図から、約
1000nmまでの可視部に強い吸収があり、その後、
IR部で光学窓が隣接していることが分る。
例 ３ Y0.8CoO3：Er0.2の製造 18.06ｇの酸化イツトリウムY2O3、7.65ｇの酸
化エルビウムEr2O3および16ｇの酸化コバルト
Co3O4を前記例２と同様にして処理した。灰色が
かつた黒色粉末が得られた。この粉末は、可視部
および近赤外部の光で励起すると、1.5μmの発光
を生じたが、可視部の発光を示さなかつた。
例 ４ Y0.8CoO3：Ho0.2の製造 酸化エルビウムの代りに、7.56ｇの酸化ホルミ
ウムHo2O3を用いて前記例３を繰り返した。
灰色がかつた黒色粉末が得られた。この粉末
は、可視部および近赤外部の光で励起した場合、
2μmの発光を生じたが、可視部の発光を示さなか
つた。
例 ５ ErFeO3の製造 19.17ｇの酸化エルビウムEr2O3、7.99ｇの酸化
鉄Fe2O3および９ｇの無水硫酸ナトリウム
Na2SO4を注意深く混合し、酸化アルミニウムル
ツボで1100℃で14時間か焼した。冷却後、硫酸ナ
トリウムを水で洗い流し、残渣を空気中で100℃
で乾燥した。黄土色の顔料が得られた。この顔料
は、可視部および近赤外部の光で励起すると、
1.5μmの発光を生じたが、可視部の発光を示さな
かつた。
例 ６ Er0.8FeO3：Ho0.2の製造 30.6ｇの酸化エルビウムEr2O3、7.6ｇの酸化ホ
ルミウムHo2O3、16ｇの酸化鉄Fe2O3および31ｇ
の無水硫酸ナトリウムNa2SO4を前記例４と同様
にして処理した。黄土色顔料が得られた。この顔
料は、可視部および近赤外部の光で励起すると、
1.5μmおよび2μmの発光を生じたが、可視部の発
光を示さなかつた。
例 ７ Yb0.8FeO3：Ho0.2の製造 31.5ｇの酸化イツテルビウムYb2O3、7.6ｇの酸
化ホルミウムHo2O3、16ｇの酸化鉄Fe2O3および
28ｇの硫酸ナトリウムNa2SO4を1100℃で60時間
か焼した違いを除いて前記例５と同様に処理し
た。
暗褐色の粉末が得られた。この粉末は、可視部
および近赤外部の光で励起すると、2μmの発光を
生じたが、可視部の発光を示さなかつた。
例 ８ Y0.8NiO3：Er0.2の製造 18.06ｇの酸化イツトリウムY2O3、7.65ｇの酸
化エルビウムEr2O3および14.95ｇの酸化ニツケル
NiOを注意深く混合し、白金ボートに入れ、石英
管中で純酸素の下で1150℃に48時間加熱した。薄
緑色粉末が得られた。この粉末は、可視部および
近赤外部の光で励起した場合、1.5μmの発光を生
じたが、可視部の発光を示さなかつた。
例 ９ Gd2.8Fe5O12：Tm0.2の製造 101.5ｇの酸化ガドリニウムGd2O3、7.72ｇの酸
化ツリウムTm2O3、79.9ｇの酸化鉄Fe2O3および
65ｇの硫酸ナトリウムNa2SO4を前記例８と同様
に処理した。緑色粉末が得られた。この粉末は、
可視部および近赤外部の光で励起した場合、
1.8μmの発光を生じたが、可視部の発光を示さな
かつた。
例 10 Gd2.95Fe2Ga3O12：Dy0.05の製造 106.94ｇの酸化ガドリニウムGd2O3、1.86ｇの
酸化ジスプロシウムDy2O3、31.9ｇの酸化鉄
Fe2O3、56.3ｇの酸化ガリウムGa2O3、および65
ｇの無水硫酸ナトリウムNa2SO4を注意深く混合
し、酸化アルミニウムルツボに入れ、1100℃で14
時間か焼した。冷却後、反応生成物を粉砕し、、
フラツクスを水で洗い流し、残渣を空気中で100
℃で乾燥した。出来るだけ高い粉末度にするた
め、粉末を撹拌ボールミルで粉砕した。平均粒径
約1μmの薄緑色粉末が得られた。この粉末は、可
視部および近赤外部の光で励起した場合、2.7μm
の発光を生じたが、可視部の発光を示さなかつ
た。
たとえば、前記例１の場合の励起および発光ス
ペクトルから明らかなように、近UV部および近
IR部まで部分的に及んでいる可視部の広い励起
スペクトルは、本発明による保証物質すべての特
徴である。この励起領域において、ドーパントに
帰属する発光が禁止される。例に示した３価の希
土類金属イオンは、普通、、UV励起で次の発光
色：ジスプロシウム（Dy3+）黄色、ツリウム
（Tm3+）青色、ホルミウム（Ho3+）オレンジ色
がかつた赤色、エルビウム（Er3+）緑色、を示す
ホストマトリクス（この領域で吸収を示さない）
を有する。
本発明による顔料ではこれらの発光は起らな
い。前記した例は、可視部ばかりでなくイメージ
コンバーターが機能する近IR部においても発光
が起らないように選んだ。
本発明による有価証券には、多数の方法で発光
物質を施すことが出来る。発光物質は、印刷イン
キ、紙またはセフテイーラインに導入することが
出来る。紙はIR部の広い領域にわたつて吸収を
示さないので、紙自体への導入が可能である。粒
径が微細でかつ高効率のため、発光体はなわ編み
模様レミツシヨンスペクトル印刷にも使用出来る
ことは特に重要である。
次に、一例として、本発明に従い使される発光
物質を含有するオフセツト印刷インキの製造につ
いて述べる。
100ｇの油変性ウレタンアルキド樹脂、10ｇの
オクタン酸ジルコニウム、60ｇの精練ペースト、
160ｇの漂白アマニ油、250ｇのフエノール変性ロ
ジン樹脂および210ｇの高沸点の香りのない鉱油
を、３本ロール練り機で均質に混合した。100ｇ
の前記例１による発光物質および特定の色調を得
るための有色顔料、たとえばパーマネントイエロ
ーH10G、ハンザレツド3B、ホスタパームグリー
ン8GまたはホスタパームブルーAR（すべてヘキ
スト社の登録商標）100ｇを前記ワニスに添加し
た。各場合において、着色顔料に対応して強く着
色された印刷インキが得られた。
明るい色調を得るために、有色顔料の割合を減
少させ、前記例１の発光物質の代りに前記例８の
発光物質を使用した。
ワニス、有色顔料および発光物質を３本ロール
ミルで均質に混合した。得られた印刷インキは、
線を重複させたりループを形成したりすることな
く、銀行券のなわ編み模様印刷を行なうのに適し
ていることが判明した。
発光物質の真偽を確認するのに適当な検査装置
を第６図に示す。この装置では、被検銀行券１
が、図示されない送り装置によりテーブル２の窓
３の上に送られる。照明装置６，７および８から
発せられる収束励起光が窓３から放射される。照
明装置は、ランプ９，１０および１１、点灯中の
ランプ９、１０または１１の各々から発せられる
光を平行ビームに変えるレンズ１４，１３および
１２およびランプ９，１０および１１の光の各々
の所望のスペクトル領域のみを銀行券の検査領域
に送る干渉フイルター１６，１７および１８から
なる。したがつて、ランプ９，１０および１１の
放射スペクトルは、干渉フイルター１６，１７お
よび１８の各々により決定されるスペクトル領域
が光線により出来るだけ均一に覆われるように選
ばれなければならない。
照明装置６，７および８から干渉フイルター１
６，１７および１８を通過する光は、二色性ミラ
ー１９および２０を介して収束レンズ２１に案内
され、このレンズを通して銀行券１の検査領域１
５に収束せしめられる。中間壁２８により干渉フ
イルターにより濾過された光のみが銀行券の検査
領域に達するようにされ、迷走光は抑制される。
収束レンズ２１により検査領域１５に収束され
た励起光により、検査領域に置かれた発光物質
は、物質のルミネセンス特性に基いて可能な場合
に、励起及び発光せしめられる。
発光物質から放射された輻射線は、他の収束レ
ンズ２４を介して数個の受光装置２５，２６およ
び２７が配列された同様に閉鎖された室５に投射
される。照明装置６，７および８の構成と同様
に、受光装置も中間壁２８により互いに分離され
る。検査領域１５からの輻射線は、二色性ミラー
３０および３１により、放射輻射線の一部が収束
レンズ３７，３６および３５により光検出器３
２，３３および３４の各々に収束され得るように
分割される。干渉フイルター４０，３９および３
８により、正確に定義された波長域の輻射線のみ
が光検出器に受光されるようにされる。
図示の装置により、検査領域１５に置かれた受
光物質に、所望に応じて発光物質に適合された正
確に定義された波長域からの種々の励起輻射線を
照射することが出来る。室５に配置された受光装
置により、発光物質から放射される輻射線を正確
に定義された種々の波長域にさらに分割して測定
することが出来る。
図示しない制御装置により一連の個々の照明装
置を調節し、同期的に調節された受光装置により
検査領域１５から放射される輻射線を検出すれ
ば、所定の領域において、任意の発光スペクトル
を９つまでの測定値に対してきわめて高い信頼度
を以つて測定及び同定することができる。９つの
測定値は、３つの励起の各々に対して３つのスペ
クトル的に限定された測定領域での発光を測定す
る場合に生じる３×３マトリクスに対応する。
前述した装置において、機能に悪影響を及ぼす
かまたは信頼性の低下を増大させ得る可動部材を
使用しないという前述の利点の他に、すべての部
材を固定位置に配置することにより、すべての部
材の作動および調節が簡単かつ確実であるという
他の利点が得られる。さらに、「スペクトルマト
リクス」の検査により、発光物質の識別が特に簡
単にかつ特に確実になる。発光物質は３回または
４回のあり得る検査の後、比較的明瞭に識別する
ことが出来るので、第６図に示す配置の検査装置
で、制御技術手段（ソフトウエア）だけで種々の
発光物質のほとんどに対して最適の適合が可能で
あることが分る。この点において、識別すべき発
光物質に関する個々の検査に対する個々の適合に
おいて、最大発光スペクトルの検査を行うばかり
でなく、狭域発光物質の場合、必要なら最大発光
のすぐ次の特徴的な最小発光の存在も検出するの
が有利である。
装置の種々のチヤンネルに多数のフイルターが
ありかつ光学的構成要素が存在するために、検査
すべき特徴ある物質に関して直接結論を下すこと
は出来ない。これによつて、特徴的なものの性質
の探り出しの防止がさらに強化される。一つの発
光物質に適合されかつ各検査プログラムに記憶さ
れた個々の検査マトリクスを単に変えることによ
り、他の発光物質への切替えが可能である。この
場合、検査用光学素子に対する機械的作用は不必
要である。
〔発明の効果〕 本発明によれば、たとえUV光で励起しても可
視部で発光することがない発光物質が用いられる
ので、保証特徴は絶対に目に見えず、かつ普通の
手段でパターンを確認することができない。ま
た、結果として、たとえUV光を照射してもこれ
らの物質を可視化することは不可能である。さら
に、ホストマトリクスの吸収が可視部において行
われるので、同一のスペクトル領域において発光
を示す光源を用いることができない。さらにま
た、本発明で用いられる光源は通常UV光源等に
比較して高強度であるので、少量の発光物質の使
用でも十分な効果が得られ、よつて、印刷インキ
への配合が容易、化学分析による検出が困難、低
コスト化が可能、といつた利点が生まれてくる。
さらにまた、用いる発光物質は微粉砕しても効率
の低下を示さないので、有利に印刷に供すること
ができる。その他の効果については前記の通りで
ある。
【図面の簡単な説明】
第１図は、例１で得られた発光物質の励起スペ
クトルを示グラフ、第２図は、例１の発光物質を
可視光で励起した時に得られる発光スペクトルを
示したグラフ、第３図は、例２で得られた発光物
質の反射スペクトルを示すグラフ、第４図は、キ
セノンフラツシユランプのスペクトル分布を示グ
ラフ、第５図は、ハロゲン白熱ランプのスペクト
ル分布を示すグラフ、そして第６図は、本発明方
法の実施に用いられる検査装置の一例を示した略
示図である。 図中、１は被検銀行券、２はテーブル、３は
窓、６，７及び８は照明装置、９，１０及び１１
はランプ、１２，１３及び１４はレンズ、１５は
検査領域、１６，１７及び１８は干渉フイルタ
ー、１９及び２０は二色性ミラー、２１及び２４
は収束レンズ、２５，２６及び２７は受光装置、
３０及び３１は二色性ミラー、３２，３３及び３
４は光検出器、３５，３６及び３７は収束レン
ズ、そして３８，３９及び４０は干渉フイルター
である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 希土類金属イオンがドープされたホストマト
    リクスをベースとする発光物質を有していて、該
    発光物質によつて有価証券の真正なるを保証する
    ことのできる有価証券であつて、前記ホストマト
    リクスが可視部の全域及び／又はそれに極く近い
    近赤外部の光を実質的に吸収し、そしてドーピン
    グ物質としての前記希土類金属イオンが前記吸光
    性ホストマトリクスを介して励起され、かつ前記
    吸光性ホストマトリクスが赤外部内において光学
    的に透明な領域を有していて、該赤外部において
    前記ドーピング物質が専ら発光することを特徴と
    する有価証券。 ２ 前記ホストマトリクスが、可視部および適宜
    に近赤外部の光を吸収するマトリクスと、同じ構
    造の非吸光性マトリクスとの混成マトリクスであ
    ることを特徴とする、特許請求の範囲第１項に記
    載の有価証券。 ３ 前記ホストマトリクスが、活性ドーパントイ
    オンとして、原子番号58〜71の希土類金属元素の
    イオンを含有することを特徴とする、特許請求の
    範囲第１項または第２項に記載の有価証券。 ４ 前記ホストマトリクスの吸光能が吸光性ホス
    トマトリクス成分対非吸光性ホストマトリクス成
    分の割合により調節されることを特徴とする、特
    許請求の範囲第１項〜第３項のいずれか１項に記
    載の有価証券。 ５ 前記ホストマトリクスが、可視部および適宜
    に近赤外部の光を吸収する吸光元素として、吸光
    性遷移金属イオンを含有することを特徴とする、
    特許請求の範囲第１項〜第４項のいずれか１項に
    記載の有価証券。 ６ 前記ホストマトリクスが吸光元素として第
    ，または亜族の金属を含有することを特徴
    とする、特許請求の範囲第５項に記載の有価証
    券。 ７ 前記ホストマトリクスが吸光元素としてコバ
    ルト、ニツケル、マンガンまたは鉄を含有するこ
    とを特徴とする、特許請求の範囲第６項に記載の
    有価証券。 ８ 前記ホストマトリクスがガーネツト構造、ペ
    ロブスカイト構造またはフエライト構造を有する
    ことを特徴とする、特許請求の範囲第５項〜第７
    項のいずれか１項に記載の有価証券。 ９ 前記ガーネツト構造が下記一般式により表す
    ことが出来ることを特徴とする、特許請求の範囲
    第８項に記載の有価証券： A3X5―2xMxM′xO12 〔式中、 Ａは、ネオジム、プラセオジムおよびランタン
    を除く希土類金属、それら希土類金属どうしの混
    合物またはそれら希土類金属とランタン、プラセ
    オジム、ネオジムおよびビスマスの混合物であ
    り、 Ｘは鉄、アルミニウム、ガリウムおよびインジ
    ウムからなる群からの金属であり、 Ｍは、鉄、コバルト、ニツケル、マンガンおよ
    び亜鉛からなる群からの金属であり、 M′は、珪素、ゲルマニウム、錫およびジルコ
    ニウムからなる群からの元素であり、そして ｘは、０〜2.5の値をとることが出来る〕。 １０ 前記ホストマトリクスがY3Fe4Ni0.5Ge0.5
    O12であることを特徴とする、特許請求の範囲第
    ９項に記載の有価証券。 １１ 前記ガーネツト構造が下記一般式により表
    すことが出来ることを特徴とする、特許請求の範
    囲第８項に記載の有価証券： A3―xBxX5―xMxO12 〔式中、 Ａは、ネオジム、プラセオジムおよびランタン
    を除く希土類金属、それら希土類金属どうしの混
    合物またはそれら希土類金属とネオジム、プラセ
    オジム、ランタンおよびビスマスの混合物であ
    り、 Ｂは、マグネシウム、カルシウム、ストロンチ
    ウム、バリウム、マンガン、亜鉛およびカドミウ
    ムからなる群からの元素であり、 Ｘは、鉄、アルミニウム、ガリウムおよびイン
    ジウムからなる群からの金属であり、 Ｍは、珪素、ゲルマニウム、錫、テルル、ジル
    コニウムおよびチタンからなる群からの元素であ
    り、そして ｘは、０〜３の値をとることが出来る〕。 １２ 前記ホストマトリクスがY2CaFe4SiO12で
    あることを特徴とする、特許請求の範囲第１１項
    に記載の有価証券。 １３ 前記ガーネツト構造が下記一般式により表
    すことが出来ることを特徴とする、特許請求の範
    囲第８項に記載の有価証券： A3Fe5-xMxO12 〔式中 Ａは、ネオジム、プラセオジムおよびランタン
    を除く希土類金属、それら希土類金属どうしの混
    合物またはそれら希土類金属とネオジム、プラセ
    オジム、ランタンおよびビスマスの混合物であ
    り、 Ｍは、アルミニウム、ガリウム、インジウムお
    よびクロムからなる群からの金属であり、そして ｘは、０〜５の値をとることが出来る〕。 １４ 前記ホストマトリクスがY3Fe3Al2O12であ
    ることを特徴とする、特許請求の範囲第１３項に
    記載の有価証券。 １５ 前記ガーネツト構造が下記一般式により表
    すことが出来ることを特徴とする、特許請求の範
    囲第８項に記載の有価証券。 A3―2xＢ2xX5―xVxO12 〔式中、 Ａは、ネオジム、プラセオジムおよびランタン
    を除く希土類金属、それら希土類金属どうしの混
    合物またはそれら希土類金属とネオジム、プラセ
    オジム、ランタンおよびビスマスの混合物であ
    り、 Ｂは、マグネシウム、カルシウム、ストロンチ
    ウムおよびバリウムからなる群からの元素であ
    り、 Ｘは、アルミニウム、ガリウム、インジウムお
    よび鉄からなる群からの元素であり、そして ｘは、０〜1.5の値をとることが出来る〕。 １６ 前記ホストマトリクスがYCa2Fe4VO12で
    あることを特徴とする、特許請求の範囲第１５項
    に記載の有価証券。 １７ 前記ホストマトリクスが下記一般式のペロ
    ブスカイト構造を有することを特徴とする、特許
    請求の範囲第８項に記載の有価証券： AXO3 〔式中、 Ａは希土類金属および／またはビスマスであ
    り、そして Ｘは、コバルト、ニツケル、マンガンおよび鉄
    から選ばれた１種もしくはそれ以上の吸光性遷移
    金属である〕。 １８ 前記ホストマトリクスが下記一般式のフエ
    ライト構造を有することを特徴とする、特許請求
    の範囲第８項に記載の有価証券： M1―x 2+M′x 3+Fex +2Fe2―x 3+O4 〔式中、 Ｍは、インジウム、カドミウム、コバルト、マ
    ンガン、鉄、ニツケル、銅およびマグネシウムか
    らなる群からの１種もしくはそれ以上の２価金属
    であり、 M′は、１種もしくはそれ以上の３価のランタ
    ニド（原子番号58―71）であり、そして ｘは０〜１の値をとることが出来る〕。 １９ 前記発光物質が印刷インキの少なくとも１
    つに混入されていることを特徴とする、特許請求
    の範囲第１項〜第１８項のいずれか１項に記載の
    有価証券。 ２０ 前記ホストマトリクスの吸光能が、使用さ
    れる印刷インキの明るさから独立して、印刷イン
    キの粗悪化が全くまたは実質的に起こらないよう
    に選ばれていることを特徴とする、特許請求の範
    囲第１９項に記載の有価証券。 ２１ 非常に明るい印刷インキ中で使用するため
    に、前記発光物質に低い吸光能しか与えられてい
    ないことを特徴とする、特許請求の範囲第２０項
    に記載の有価証券。 ２２ 非常に暗い印刷インキ中で使用するため
    に、前記発光物質に比較的に高い吸光能が与えら
    れていることを特徴とする、特許請求の範囲第２
    ０項に記載の有価証券。 ２３ 前記発光物質が紙組成物中に混入されてい
    ることを特徴とする、特許請求の範囲第１項〜第
    ２２項のいずれか１項に記載の有価証券。 ２４ 前記発光物質が有価証券の上／中の大きな
    領域に少なくとも部分的に施されていることを特
    徴とする、特許請求の範囲第１９項または第２３
    項に記載の有価証券。 ２５ 前記発光物質が有価証券の上／中にストラ
    イプ状に存在していることを特徴とする、特許請
    求の範囲第２４項に記載の有価証券。 ２６ 前記発光物質が有価証券を少なくとも部分
    的に覆う不可視層として存在していることを特徴
    とする、特許請求の範囲第１項〜第２５項のいず
    れか１項に記載の有価証券。 ２７ 前記発光物質が、証券製造用に調製された
    まだら繊維の使用により紙のバルク中に存在せし
    められていることを特徴とする、特許請求の範囲
    第１項〜第２６項のいずれか１項に記載の有価証
    券。 ２８ 前記発光物質が、証券製造用に調製された
    セフテイーラインにより紙のバルク中に存在しめ
    られていることを特徴とする、特許請求の範囲第
    １項〜第２６項のいずれか１項に記載の有価証
    券。 ２９ 希土類金属イオンがドープされたホストマ
    トリクスをベースとする発光物質を有していて、
    該発光物質によつて有価証券の真正なるを保証す
    ることのできる有価証券の真偽を検査する方法に
    おいて、 前記ホストマトリクスが可視部の全域及び／又
    はそれに極く近い近赤外部の光を実質的に吸収
    し、そしてドーピング物質としての前記希土類金
    属イオンが前記吸光性ホストマトリクスを介して
    励起され、かつ前記吸光性ホストマトリクスが赤
    外部内において光学的に透明な領域を有してい
    て、該赤外部において前記ドーピング物質が専ら
    発光すること、及び 励起光を所定のスペクトル帯域幅をもつ幾つか
    のチヤンネルに分割し、個々のチヤンネルの各励
    起光を有価証券の検査領域に集束させ、前記集束
    励起光による励起の結果として前記検査領域の発
    光物質から光を放射させ、前記の放射せる光を所
    定のスペクトル帯域幅をもつ幾つかのチヤンネル
    に分割し、そして個々の発光チヤンネルの各発光
    をそれに対応する検出器で測定して測定値マトリ
    クスを得、この測定値マトリクスから有価証券の
    真偽を評価すること、 を特徴とする有価証券の検査方法。 ３０ 各場合において、励起スペクトルおよび発
    光スペクトルの両方を特定のスペクトル帯域幅を
    もつ３つの非重複チヤンネルに分割することを特
    徴とする、特許請求の範囲第２９項に記載の検査
    方法。 ３１ 所定のスペクトル帯域幅をもつた幾つかの
    チヤンネルへの励起スペクトルおよび発光スペク
    トルの分割を干渉フイルターを用いることにより
    行うことを特徴とする、特許請求の範囲第３０項
    に記載の検査方法。
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