专利名称：红外-可见上转换防伪材料的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种防伪材料。特别是一种红外-可见上转换防伪材料。
背景技术：
随着科学技术的发展，防伪材料不断出现。目前在印刷材料上使用的防伪材料，多为以日光，紫外线和温度显现标志，达到识别真假的目的。这些用于印刷的防伪材料，已经在较普遍的适用并被破译，因此，它的隐蔽性下降，容易被仿制，从而失去防伪的作用。
上转换发光现象是指通过多光子机制把接收的长波辐射转换成短波辐射发出的现象，上转换发光材料是指受到光的激发时，该材料发射出的光的波长比激发光的波长要短的一种新型材料。1968年，世界上首次报道了具有上转换性能的LaF3:YbFr材料。1973年法国AUZCL提出了“上转换发光”的理论。90年代初，世界上通过研究后，提出了“上转换发光”的原理是1，单离子步进，多离子吸收(ESA)。
2，直接双光子吸收。
3，多个激发态粒子的共协上转换(ETU)。
4，光子雪崩吸收上转换。
近几十年来，科学家们把上转换材料作为激光工作物质。
但是，上转换发光材料目前只用于光盘存储系统，日本SONY公司的研究人员，利用515nm激光器，成功地制成容量7.7G比特光盘存储系统。上转换发光材料尚未在防伪技术中使用。
发明内容
本发明旨在提供一种红外-可见上转换防伪材料的制作方法。
本发明的制作方法是1，稀土氟化物[Y、yb、Er]F3的制备取三氧化二钇Y2O3，三氧化二镱Yb2O3，三氧化二铒Er2O3，按照重量比，使Y2O3∶Yb2O3∶Er2O3＝(50-66)∶(95-98)∶(90-95)进行混合，生成稀土氧化物Ln2O3；将稀土氧化物Ln2O3，离子水H2O，浓硝酸HNO3(MOS)按照重量比Ln2O3∶H2O∶HNO3＝(0.5-1)∶(1-2)∶(2-2.5)的比例，在稀土氧化物Ln2O3中加入离子水H2O后，再加浓硝酸HNO3(MOS)，加热至70-80℃使稀土氧化物完全溶解；然后蒸除过量的酸，将溶液以水适当稀释，并过滤后取滤液，在80℃恒温下保温1小时；将稀土氧化物Ln2O3，浓氢氟酸HF按照重量比Ln2O3∶HF＝(1-1.5)∶(1.2-2)的比例，在稀土氧化物Ln2O3中加入浓氢氟酸HF(MOS)，强烈搅拌后，形成稀土氟化物[Y、yb、Er]F3沉淀，在80℃下静置(24-26)小时，过滤后取沉淀物，在120℃温度下，烘干24小时，则得到高纯稀土氟化物[Y、yb、Er]F3。
2，氟稀土钠盐NaYYbErF4的制备取氟硅酸钠Na2SiF6和稀土氟化物[Y、YbEr]F3，按照重量比Na2SiF6∶[Y、YbEr]F3＝1∶(7-9)的比例混合后，通入高纯氩气，然后升温至650-700℃，置于高温下3小时后自然冷却至室温，停止通入氩气，经气流粉碎、过筛得到氟稀土钠盐NaYYbErF4，即红外-可见上转换防伪材料。
本发明将先进的“上转换发光”的理论运用于印刷用的防伪材料，将上转换发光材料在光的激发下，可以发射出比激发光的波长要短的的光原理，制备一种新型材料，使它在波长较长的红外线的激发下，可以发出波长较短的可见光，可见光显现的颜色，可以作为识别真伪的标记。
本发明制备的红外-可见上转换防伪材料，在使用时只需将红外-可见上转换防伪材料与油墨混合均匀后，进行常规印刷，它可以适用各种印刷方式，印刷后的防伪标志，呈现出油墨的既定色彩。该防伪标志在红外线照射下，通过红外线的激光，防伪标志呈现可见光，根据该可见光的波长和油墨的既定色彩的调配，使防伪标志改变原有的油墨的既定颜色，以此标记产品的真伪。
本发明制备的红外-可见上转换防伪材料，在使用中不需改变原有的商标图案，不需改变原有的印刷工艺，识别真假的方法简单。由于产品制作的技术含量高，不易模仿，是国内外最新的防伪材料。
具体实施例方式首先，采用本发明的方法制备红外-可见上转换防伪材料-稀土氟化物[Y、yb、Er]F3将高纯三氧化二钇、三氧化二镱和三氧化二铒按照重量比，三氧化二钇∶三氧化二镱∶三氧化二铒＝50∶97∶93加入烧杯中，即为稀土氧化物。将此稀土氧化物，水和浓硝酸按照重量比稀土氧化物∶水∶浓硝酸＝1∶2∶2.5的比例，先加入离子水，再加入浓硝酸后，加热至70-80℃使稀土氧化物完全溶解，然后蒸出过量的酸，将溶液以重量比20％的水适当稀释后，过滤取滤液；将该滤液在80℃的恒温水浴中保温1小时；按照重量比稀土氧化物溶液∶浓HF＝1.2∶1.5的比例，在稀土氧化物溶液中加入浓HF(MOS)，强烈搅拌，形成稀土氟化物沉淀，在80℃恒温水浴中静置24-26小时，过滤取沉淀物，置于120℃的恒温干燥箱内烘干24小时，制得高纯稀土氟化物。
将制得的高纯稀土氟化物和氟硅酸钠按照重量比稀土氟化物∶氟硅酸钠＝8∶1的比例混合后，置于带盖的白金坩埚中，盖好坩埚盖，将其放入管式炉中，开始通高纯氩气，并开始升温至650-700℃。保持高温3小时后，自然冷却至室温，并停止通氩气。将白金坩埚中干燥物经气流粉碎、过筛(300目)，则可得到氟稀土钠盐，即高纯的红外-可见上转换防伪材料。
该产品的结构分析经日本理学2020型，X-射线仪测定。样品的衍射峰的d值与JCPDS标准卡相符，纯度99.9％，属于六方晶系，晶胞参数a＝5.96A，c＝3.51A。
该产品的发光光谱经日立MPF-4型荧光分光光谱仪检测，以ASGA:Si发光二极管为光源。样品主峰值位于518nm、529nm相对应2II11/2至基态4I15/2的跃迁。位于541nm、546nm和550nm相对应4S3/2至基态4I15/2的跃迁。最强发射峰位于541nm，发射出绿色荧光。
该产品的电镜分析粒径 5um。
该产品的发光阀值 10um。
将该红外-可见上转换防伪材料加入到黄色的油墨中，均匀混合后印刷，图案呈鲜黄色。将此图案置于红外线下，由于红外-可见上转换防伪材料接受到红外线的激发后，发出波长小于红外线的绿色可见光，因此，呈鲜黄色的原图案，呈现淡蓝色。
将带有红外-可见上转换防伪材料的油墨，用以印刷防伪标记，识别容易，不易被仿制，防伪效果可靠。
权利要求
1，一种红外-可见上转换防伪材料的制作方法，其特征在于其制作方法是(1)稀土氟化物[Y、yb、Er]F3的制备取三氧化二钇Y2O3，三氧化二镱Yb2O3，三氧化二铒Er2O3，按照重量比使Y2O3∶Yb2O3∶Er2O3＝(50-66)∶(95-98)∶(90-95)进行混合，生成稀土氧化物Ln2O3；将稀土氧化物Ln2O3，离子水H2O，浓硝酸HNO3(MOS)按照重量比Ln2O3∶H2O∶HNO3＝(0.5-1)∶(1-2)∶(2-2.5)的比例，在稀土氧化物Ln2O3中加入离子水H2O后，再加浓硝酸HNO3(MOS)，加热至70-80℃，使稀土氧化物Ln2O3完全溶解；然后蒸除过量的酸，将溶液以水适当稀释，并过滤后取滤液，在80℃恒温下保温1小时；将稀土氧化物Ln2O3，浓氢氟酸HF按照重量比Ln2O3∶HF＝(1-1.5)∶(1.2-2)的比例，在稀土氧化物Ln2O3中加入浓氢氟酸HF(MOS)，强烈搅拌后，形成稀土氟化物[Y、yb、Er]F3沉淀；在80℃下静置(24-26)小时，过滤后取沉淀物；在120℃温度下，烘干24小时，则得到高纯稀土氟化物[Y、YbEr]F3。(2)氟稀土钠盐的制备取氟硅酸钠Na2SiF6和稀土氟化物[Y、YbEr]F3，按照重量比Na2SiF6∶[Y、YbEr]F3＝1∶(7-9)的比例混合后，通入高纯氩气，然后升温至(650-700)℃，置于高温下3小时后，自然冷却至室温，停止通入氩气，经气流粉碎、过筛得到氟稀土钠盐NaYYbErF4，即红外-可见上转换防伪材料。
全文摘要
一种红外－可见上转换防伪材料。涉及一种防伪材料。其制作方法是1.取三氧化二钇，三氧化二镱，三氧化二铒进行混合，加入离子水后，再加浓硝酸，加热至70－80℃，然后蒸除过量的酸，将溶液以水适当稀释，并过滤后取滤液，在80℃恒温下保温1小时，加入浓氢氟酸，强烈搅拌后，在80℃下静置(24－26)小时，过滤后取沉淀物，在120℃温度下，烘干24小时，得到高纯稀土氟化物。2.取氟硅酸钠和稀土氟化物混合后，通入高纯氩气，然后升温至650－700℃，置于高温下3小时后自然冷却至室温，停止通入氩气，经气流粉碎、过筛得到红外－可见上转换防伪材料。将带有红外－可见上转换防伪材料的油墨，用以印刷防伪标记，识别容易，不易被仿制，防伪效果可靠。
文档编号C09K11/78GK1539916SQ03122018
公开日2004年10月27日 申请日期2003年4月22日 优先权日2003年4月22日
发明者贺丽英 申请人:贺丽英