-
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 μm Durchmesser
zu beleuchten, und das reflektierte Licht durch eine innen angeordnete
Glasfaser von 200 μm
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 μm 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/s)
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 μm 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:
-
-
Dieser
Charge wurden 0,1–25
Gewichtsprozent Eu2O3 zugesetzt.
Alle Pulvergrößen können benutzt werden,
aber etwa 250 Mesh 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:
-
-
-
Eine
weitere geeignete Zusammensetzung ist die folgende:
-
-
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.
-
-
Technische
Verbesserungen und Modifizierungen sind ohne Abweichung von dem
Umfang der Erfindung vorbehalten.
