CN102753355A - 用于防伪用途的折射率匹配的荧光粉与基材 - Google Patents
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Abstract
提供可以并入到塑料基材之中或之上作为隐蔽防伪特征的荧光粉组合物。该塑料基材可以是透明的，该荧光粉组合物具有与该塑料基材的折射率有效匹配的折射率以保持所述透明度。所述荧光粉组合物具有红外范围内的吸收，由此能够用红外发射源激发和检测该组合物。
Description
相关申请的交叉参考
本申请要求目前未决的2009年12月17日提交的美国临时申请系列号61/287,447的权益。
发明领域
本技术涉及将荧光粉并入塑料制品和利用并入的荧光粉作为防伪特征（security features）。
相关技术描述
存在许多其中合意的是将防伪特征并入单据或其它制品中的应用。此类防伪特征提供了鉴别或验证该制品并由此防止伪造的途径。某些防伪特征对人眼是可见的，而其它是隐藏的或不可见的，需要使用专门的检测设备。可见的防伪特征可以包括例如全息图、水印、浮雕图像、防伪带或箔、着色细丝或纤维。隐藏的或不可见的防伪特征可以包括例如荧光纤维、化学敏感染色剂和可以并入制品基材中的荧光颜料或染料、印刷到制品上或用于制造与该制品一起层合的膜的树脂上的墨水。
包括防伪特征的制品可以由多种基材制造，包括聚合物，如塑料。例如澳大利亚已经开发了由双向拉伸聚丙烯而非纸张制造的货币。该货币的聚合物基材表现出非常像纸张的性质，使用常规印刷技术将墨水施加到该表面上。可以包括在此类聚合物货币中的一种防伪特征是透明窗，其可以包括例如利用衍射光栅的光学可变图案（optically variable device），这使得更难以用复印机或扫描仪伪造该货币。
发明概述
本技术涉及可以并入到塑料基材中的荧光粉基防伪特征。特别地，本文中公开的实施例可以提供在视觉上清澈的塑料基材，其包括可以通过用红外发射源激发来检测的荧光粉组合物。
在一方面，提供塑料基材，其包括具有折射率的透明塑料材料和并入到该塑料材料中的荧光粉组合物。该荧光粉组合物包含至少一种激活离子和含氟化物的晶体基质晶格(crystalline host lattice)材料。该荧光粉组合物具有红外范围内的吸收，并具有与该塑料材料的折射率有效地匹配的折射率。
在另一方面，提供检测塑料基材中的荧光粉基隐蔽防伪特征的方法，该方法包括提供塑料基材和将红外发射源对准该塑料基材以激发该荧光粉组合物的步骤。该塑料基材包括具有折射率的透明塑料材料和并入到该塑料中的在红外范围内吸收的荧光粉组合物。该荧光粉组合物包括至少一种激活离子和含氟化物的晶体基质晶格材料，并具有与该塑料材料的折射率有效地匹配的折射率。
发明详述
在许多应用中，合意的是将荧光粉基防伪特征与塑料基材合并以便能够验证由该塑料基材形成的制品是可靠的。荧光粉基防伪特征可以包括包含至少一种激活离子和合适的基质晶格材料的荧光粉组合物。术语激活离子是指在UV至IR的光谱内吸收、发射和/或转移能量的离子。该荧光粉基防伪特征可以并入到塑料基材中，并且该荧光粉的存在可以通过采用激发该荧光粉组合物的指向该塑料基材的红外发射源来检测。在某些实施例中，该荧光粉组合物的激发可以由人眼检测，包括但不限于当该荧光粉是由激光如980纳米激光指示器适宜地激发的上转换材料（up-converter）时。在其它实施例中，该荧光粉组合物的激发可以是机器可读的特征，包括但不限于当该荧光粉组合物发射非常微弱的信号或不在可见光谱范围内的信号时。
塑料基材通常包括塑料材料和给定用途所需的任何添加剂，包括例如本文中所述的荧光粉组合物。塑料基材可以是适于期望用途的任何厚度，可以是单层或多层。在其中该塑料基材具有多个层的情况下，例如当该塑料基材是层合多层膜时，该荧光粉组合物可以并入到该膜的单个层中。塑料基材可以成形为多种制品，包括但不限于有价单据，例如债券或钞票。在其中塑料基材被用于有价单据的某些实施例中，该塑料基材的厚度可以为例如大约0.05毫米至大约2毫米。
在某些用途中，塑料基材或其至少一部分可以包括透明的或视觉上清澈的塑料材料。例如，塑料基材可以是完全透明的，或者可以包括透明部分或窗口。当该塑料基材的任何部分是透明的或视觉上清澈的时，意味着人可以看穿该塑料基材以及该塑料基材不会表现出显著的不透明、混浊或光散射，本文中公开的荧光粉组合物的折射率可以与该塑料基材中的该透明塑料材料的折射率有效地匹配，使得该塑料基材优选保持相同、或基本相同水平的透明度或视觉清澈度。当该荧光粉组合物被并入到多层塑料基材的一个层中时，该荧光粉组合物的折射率可以与在该一个层中的塑料材料的折射率有效地匹配。
本技术的荧光粉组合物可以通过本领域技术人员已知的多种方法制得。这些方法包括例如直接合成、沉淀，并且还可以包括具有后处理的多步骤工艺。
当含有该荧光粉组合物的塑料基材中和不含该荧光粉组合物但厚度与组成都相同的塑料基材中的透明度水平对人眼没有显著差异时，可以实现该荧光粉组合物的折射率与该塑料材料的折射率的有效匹配。对某些用途而言，例如，当该荧光粉组合物的折射率值在该塑料材料的折射率值的大约2%以内——即该荧光粉组合物的折射率值等于该塑料材料的折射率值加或减大约2%时，可以获得该荧光粉组合物的折射率与该塑料材料的折射率之间的有效匹配。对其它用途而言，当该荧光粉组合物的折射率值在该塑料材料的折射率值的大约1%以内、在大约0.5%以内、在大约0.25%以内、在大约0.2%以内或在小于大约0.2%以内时，可以获得该荧光粉组合物的折射率与该塑料材料的折射率之间的有效匹配。
该荧光粉组合物的折射率与该塑料材料的折射率的有效匹配可以取决于某些因素，例如该塑料材料的厚度和形成该塑料基材时添加到该塑料材料中的荧光粉组合物的量。例如，该荧光粉组合物的折射率与该塑料材料的折射率之间的给定差值的视觉效果可以随该塑料材料的厚度而改变。由此，对于该荧光粉组合物的折射率与该塑料材料的折射率之间的差值而言可接受的是在其中该塑料材料为薄的的用途中较高，因为在该塑料材料中该差值的视觉效果并不显著。但是当该塑料材料的厚度提高时，折射率之间差值的视觉效果倾向于提高，因此优选的是降低该荧光粉组合物的折射率与该塑料材料的折射率之间的差值。类似地，当并入该塑料材料中的荧光粉组合物的量提高时优选的是降低该荧光粉组合物的折射率与该塑料材料的折射率之间的差值。
材料的折射率是真空中的光速对该物质中的光速的比。在某些实施例中，该荧光粉组合物与该塑料材料的折射率的有效匹配可以在光谱的可见部分中——大约400纳米至大约700纳米之间——中实施。通常，在该范围外（如在红外范围内）的材料折射率的失配不会为人眼所见(尽管它们可以使用实验室测试设备，如红外摄像机来测量)，因此不影响该材料的视觉清澈度。折射率匹配的质量是与用途所需的清澈度水平、该用途所需的荧光粉量以及该基材材料的厚度相关的。可以通过人眼观察存在或不存在该荧光粉组合物的相同厚度的材料来比较以确定该视觉清澈度水平。
任何合适的塑料材料都可用于制造本技术的防伪特征，包括例如透明塑料。透明塑料可以是视觉上清澈的，并基本不表现体色，由此在可见光谱范围内基本没有吸收。许多市售透明塑料具有大约1.35至大约1.65的折射率。例如，聚(甲基丙烯酸甲酯)——通常称为PMMA——通常具有大约1.485至大约1.49的折射率。下表1提供了作为进一步实施例的一些另外的材料的折射率。
表1
| 材料 | 折射率 |
| 乙酸纤维素 | 1.46 - 1.50 |
| 乙基纤维素 | 1.47 |
| 丙烯酸（Acrylics）树脂 | 1.49 |
| 聚丙烯(未改性) | 1.49 |
| 聚丁烯 | 1.50 |
| 聚乙烯(低密度) | 1.51 |
| II型尼龙(PA) | 1.52 |
| 聚乙烯(中密度) | 1.52 |
| 丁苯热塑性塑料（Styrene Butadiene Thermoplastic） | 1.52 – 1.55 |
| PVC(刚性) | 1.52 – 1.55 |
但是，使用如氧化物、石榴石、氧硫化物或硫化物的荧光粉基质晶格材料的荧光粉组合物倾向于具有高于1.7或更高、1.75或更高、或甚至2或更高的折射率。当荧光粉组合物被并入塑料中时，该塑料的折射率与该荧光粉组合物的折射率的差值导致光学散射或光散射。例如，当添加氧化物基荧光粉组合物时，PMMA的透明度降低，在PMMA本身与含有此类氧化物基荧光粉组合物的PMMA之间可以通过人眼检测到明显的差值。在折射率差值显著与大量荧光粉的情况下，该材料可以是几乎不透明的，即使只有百分之几（按重量计）的荧光粉。相反，当荧光粉组合物添加到具有大约1.48的折射率的PMMA中时，光学散射的量显著降低，PMMA的视觉清澈度可以保持。
本文中公开的荧光粉组合物具有1.7或更小的折射率，并可以具有大约1.35至大约1.65的折射率。因此，这些荧光粉组合物可以指数匹配于各种塑料材料，并可以并入到该塑料材料之中或之上以制造透明或视觉清澈的塑料基材。该荧光粉组合物可以以任何合适的量添加到该塑料材料中，优选为不会不可接受地不利地影响该塑料材料加工性能或成品的结构完整性的量。在某些实施例中，当并入塑料材料中时，荧光粉组合物可以以全部组合物的大约0.1重量%至全部组合物的大约5重量%的量添加到该塑料材料中，其中全部组合物包括该塑料材料、该荧光粉组合物和用于形成该塑料基材的任何其它添加剂。在其它情况下，例如当该塑料材料是尼龙时，该荧光粉组合物可以以最多为全部组合物的大约30重量%的量添加。
还优选的是，该荧光粉组合物基本不具有体色，由此在可见光谱范围内基本没有吸收。在可见光谱范围内基本没有吸收的荧光粉组合物中的荧光粉不能通过用来自可见光谱激光器或发光二极管（LED）的辐射激发的方法来检测。但是，塑料材料可以在红外范围内透明，以及在可见光谱范围内透明。由此，如果并入塑料基材的荧光粉在红外范围内具有吸收带或线，则可以通过用红外激光器或红外发光LED激发该荧光粉来检测它们。在其中该荧光粉的激发在IR中发生和发射在较短波长处发生的实施例中，来自该荧光粉的发射可以在上转换模式下在可见至近红外范围内。通常，取决于该荧光粉组合物，这些类型的材料的激发在900-1000纳米光谱范围以及1500-1600纳米范围内发生。在其中发射的波长长于激发波长的实施例中，来自该荧光粉的发射还可以来自下转换。
许多合适的荧光粉组合物具有各向同性性质，仅仅表现出随波长而改变的单一折射率。也存在着表现出双折射的具有更复杂晶体结构的荧光粉组合物。在双折射的实施例中，对单一波长可以获得超过一个的折射率值，其通常沿晶轴最大化。使用表现出双折射的材料更可能导致提高量的光学散射，因为完美的折射率匹配已无可能。但是，如果双折射值低，则可以获得接近的匹配并且其对各种防伪特征用途而言是足够的。当该荧光粉组合物是双折射的时，可以基于多个折射率的平均值推导最佳折射率匹配。
适用于本技术的荧光粉组合物的荧光粉基质晶格材料包括含有氟化物的荧光粉基质晶格材料。荧光粉基质晶格材料还可以是晶体的，并优选基本不表现体色。含氟化物的荧光粉基质晶格材料可以具有比上述其它类型的荧光粉基质更低的折射率。含氟化物的荧光粉基质晶格材料可以包括例如氟化物或氟氧化物（oxyfluorides）。存在许多可用于指数匹配各种塑料材料的含氟化物的荧光粉基质晶格材料。氢氟酸常常被用于制备许多氟化物基荧光粉组合物，在大规模生产过程中可能会发生重大安全问题。在某些实施例中，通过使用氟化钇钠（NaYF4）作为该含氟化物的荧光粉基质晶格材料可以减少安全问题。合适的含氟化物的荧光粉基质晶格材料的另一实例是氟化钇锂（YLiF4）。下表2提供了关于含氟化物的荧光粉基质晶格材料的某些实例的附加信息。
表2
| 材料 | 折射率(可见~500纳米内) |
| 氟化钇锂 (YLiF4) | 1.457-1.4796 |
| 氟化镧(LaF3) | 1.601 |
| 氟化钙(CaF2) | 1.44 |
| 氟化钡(BaF2) | 1.48 |
| 氟化锶(SrF2) | 1.4358 |
| 氟化钇钠(NaYF4) | 1.48 |
本技术的荧光粉组合物可以包括至少一种稀土元素激活离子或过渡金属激活离子。用于该含荧光粉组合物的稀土元素激活离子或过渡金属激活离子可以是上转换材料，或可以在更长的红外波长下激发，例如在大约900纳米至大约1000纳米下，或在大约1500纳米至大约1600纳米下，取决于该激活离子。在大约900纳米至大约1000纳米的范围内被激发时上转换的稀土元素激活离子或过渡金属激活离子包括但不限于铒、钬和镱。通常，这些激活离子可以在980纳米下被激发，如使用容易获得的980纳米二极管激光器，并且它们通过吸收多个980纳米的光子以产生更高能量的可见光子而在可见光谱范围内发射。例如，如果使用其为绿色上转换材料的稀土元素激活离子或过渡金属激活离子，令980纳米激光透过塑料膜或板会导致该塑料材料中的激活离子发绿光，描绘出该激光的路径。
本技术的荧光粉组合物的某些实施例包括稀土元素激活离子。此类荧光粉组合物可以包括至少第一稀土元素激活离子，并可以进一步包括第二稀土元素激活离子。该第一稀土元素激活离子可以是例如镱、铒、钬、铥、镨、钕或其混合物。类似地，该第二稀土元素激活离子可以是例如镱、铒、钬、铥、镨、镝、钕或其混合物。
在某些情况下，镱（Yb）可以是合适的稀土元素激活离子，并可以以任何合适的量，例如多达大约20原子百分比（原子%），存在于该荧光粉组合物中，其中镱的原子百分比是镱原子相对于该荧光粉中所有稀土离子的百分数。在某些情况下，多达98%的Yb可用于吸收情况。镱（Yb）是可以发射的激活离子，但也能通过多光子过程有效地将能量无辐射地转移至可以在更高频率下发射的第二稀土元素激活离子。因此，在某些实施例中，荧光粉组合物包括第一稀土元素激活离子和第二稀土元素激活离子。在一个实施例中，该第一稀土元素激活离子是镱，该第二稀土元素激活离子是铒、钬、铥、镨或钕。在其中该荧光粉组合物包括镱和第二稀土元素激活离子的实施例中，在激发塑料基材中的该荧光粉组合物时观察到的可见发射可以是来自更高能态的该第二稀土元素激活离子的发射特性。某些稀土元素，如铒和钬表现出在可见光谱范围内的吸收，尽管它们倾向于非常微弱或接近可见光谱的红外边缘。可以基于包括在该荧光粉组合物中的稀土元素激活离子的量控制在可见光谱范围内表现出吸收的此类稀土元素激活离子对荧光粉组合物的视觉清澈度的影响。在某些实施例中，荧光粉组合物可以包括多达大约8.0原子百分比的该第二稀土元素激活离子。
实施例1
制备含有六方相氟化钇钠作为荧光粉基质并具有下列配方的荧光粉组合物：Na(Y0.78Yb0.20Er0.02)F4、Na(Y0.798Yb0.20Ho0.002)F4、Na(Y0.799Yb0.20Tm0.001)F4和Na(Y0.793Yb0.20Nd0.007)F4。发现各荧光粉组合物都具有与PMMA的良好的折射率匹配。由于这些材料良好地与PMMA折射率匹配且该塑料加工温度比该荧光粉生产温度低数百摄氏度，所以可以在极少损失荧光粉效率的情况下将这些荧光粉组合物作为防伪特征并入由PMMA或具有类似折射率的其它塑料材料制造的制品中。
由母料模制具有清澈面的塑料板以提供具有从1毫米至5毫米厚度的以1毫米为增量的各种厚度的样品。该荧光粉组合物以0.5重量%的量并入该塑料中。为了比较，还模制了不含该荧光粉组合物的具有相同厚度的PMMA塑料板。包括该荧光粉组合物的板在外观上非常类似于不包括该荧光粉组合物的板。这两种类型的板在视觉上看起来都是清澈的，看起来含荧光粉的板并没有明显地更散射光。由于可见光发射上转换过程，包括该荧光粉组合物的板以绿线形式显示透过该材料的980纳米激光束的路径。
对NaYF4:Er:Yb荧光粉组合物的进一步测试表明可以通过改变其中的元素浓度来改变折射率，同时仍保持该荧光粉组合物的期望的视觉清澈度与红外吸收性能。因此，可以按需改变该NaYF4:Er:Yb荧光粉组合物的折射率以匹配用于特定用途的塑料的折射率。
实施例2
制造含有PMMA和采用氟化钇钠作为荧光粉基质的荧光粉组合物的0.125”厚的板。该荧光粉组合物具有配方：Na(Y0.7993Yb0.20Nd0.007)F4。因为极低的钕离子浓度以及无色的镱内容物，该板没有表现出明显的颜色。含有20原子百分比（原子%）的镱和0.7原子百分比（原子%）的钕的荧光粉组合物与PMMA良好地折射率匹配，并观察到极低的光散射损失。通过利用钕和镱之间的能量转移，该荧光粉组合物充当PMMA中的机器识别特征。用760纳米红外LED将这些板激发至大约760纳米的钕吸收线。检测到的IR发射在1020纳米（1.02微米）处，其为该基质材料中的特征镱发射。要注意的是，在1020纳米处的发射在硅检波器的检测范围内。硅检波器是合意的，因为它们往往具有极高的品质，表现出在可见光至大约1000纳米范围内的高灵敏性，表现出低电子噪声并且相对廉价。
实施例3
制备含有六方相氟化钇钠作为荧光粉基质并具有下列配方的荧光粉组合物：Na(Y0.78Yb0.20Er0.02)F4、Na(Y0.798Yb0.20Ho0.002)F4、Na(Y0.799Yb0.20Tm0.001)F4和Na(Y0.793Yb0.20Nd0.007)F4。发现各荧光粉组合物都具有与聚丙烯的良好的折射率匹配。由于这些材料良好地与聚丙烯折射率匹配且该塑料加工温度比该荧光粉生产温度低数百摄氏度，所以可以在极少损失荧光粉效率的情况下将这些荧光粉组合物作为防伪特征并入由聚丙烯或具有类似折射率的其它塑料材料制造的制品中。
由母料模制具有多种厚度和清澈面的塑料板。为了比较，还模制了不含该荧光粉组合物的聚丙烯塑料板。包括该荧光粉组合物的板在外观上非常类似于不包括该荧光粉组合物的板。这两种类型的板在视觉上看起来都是清澈的，看起来含荧光粉的板并没有明显地更散射光。由于可见光发射上转换过程，包括该荧光粉组合物的板以绿线形式显示透过该材料的980纳米激光束的路径。
实施例4
制造含有聚丙烯和采用氟化钇钠作为荧光粉基质的荧光粉组合物的0.125”厚的板。该荧光粉组合物具有配方：Na(Y0.7993Yb0.20Nd0.007)F4。因为极低的钕离子浓度以及无色的镱内容物，该板没有表现出明显的颜色。含有20原子百分比（原子%）的镱和0.7原子百分比（原子%）的钕的荧光粉组合物与聚丙烯良好地折射率匹配，并观察到极低的光散射损失。通过利用钕和镱之间的能量转移，该荧光粉组合物充当聚丙烯中的机器识别特征。用760纳米红外LED将这些板激发至大约760纳米的钕吸收线。检测到的IR发射在1020纳米（1.02微米）处，其为该基质材料中的特征镱发射。
实施例5
制备含有六方相氟化钇钠作为荧光粉基质并具有下列配方的荧光粉组合物：Na(Y0.78Yb0.20Er0.02)F4、Na(Y0.798Yb0.20Ho0.002)F4、Na(Y0.799Yb0.20Tm0.001)F4和Na(Y0.793Yb0.20Nd0.007)F4。发现各荧光粉组合物都具有与丙烯酸树脂(acrylic)的良好的折射率匹配。由于这些材料良好地与丙烯酸树脂折射率匹配且该塑料加工温度比该荧光粉生产温度低数百摄氏度，所以可以在极少损失荧光粉效率的情况下将这些荧光粉组合物作为防伪特征并入由丙烯酸树脂或具有类似折射率的其它塑料材料制造的制品中。
由母料模制具有多种厚度和清澈面的塑料板。为了比较，还模制了不含该荧光粉组合物的丙烯酸树脂塑料板。包括该荧光粉组合物的板在外观上非常类似于不包括该荧光粉组合物的板。这两种类型的板在视觉上看起来都是清澈的，看起来含荧光粉的板并没有明显地更散射光。由于可见光发射上转换过程，包括该荧光粉组合物的板以绿线形式显示透过该材料的980纳米激光束的路径。
实施例6
制造含有折射率为大约1.49的丙烯酸树脂和采用氟化钇钠作为荧光粉基质的荧光粉组合物的0.125”厚的板。该荧光粉组合物具有配方：Na(Y0.7993Yb0.20Nd0.007)F4。因为极低的钕离子浓度以及无色的镱内容物，该板没有表现出明显的颜色。含有20原子百分比（原子%）的镱和0.7原子百分比（原子%）的钕的荧光粉组合物与丙烯酸树脂良好地折射率匹配，并观察到极低的光散射损失。通过利用钕和镱之间的能量转移，该荧光粉组合物充当丙烯酸树脂中的机器识别特征。用760纳米红外LED将这些板激发至大约760纳米的钕吸收线。检测到的IR发射在1020纳米（1.02微米）处，其为该基质材料中的特征镱发射。
实施例7
制备含有六方相氟化钇钠作为荧光粉基质并具有下列配方的荧光粉组合物：Na(Y0.78Yb0.20Er0.02)F4、Na(Y0.798Yb0.20Ho0.002)F4、Na(Y0.799Yb0.20Tm0.001)F4和Na(Y0.793Yb0.20Nd0.007)F4。发现各荧光粉组合物都具有与折射率为大约1.49的丙烯酸树脂的良好的折射率匹配。由于这些材料良好地与丙烯酸树脂折射率匹配且该塑料加工温度比该荧光粉生产温度低数百摄氏度，所以可以在极少损失荧光粉效率的情况下将这些荧光粉组合物作为防伪特征并入由该丙烯酸树脂或具有类似折射率的其它塑料材料制造的制品中。
实施例8
制备含有六方相氟化钇钠作为荧光粉基质并具有下列配方的荧光粉组合物：Na(Y0.78Yb0.20Er0.02)F4、Na(Y0.798Yb0.20Ho0.002)F4、Na(Y0.799Yb0.20Tm0.001)F4和Na(Y0.793Yb0.20Nd0.007)F4。发现各荧光粉组合物具有与低密度聚乙烯的良好的折射率匹配。由于这些材料良好地与低密度聚乙烯折射率匹配且该塑料加工温度比该荧光粉生产温度低数百摄氏度，可以在极少损失荧光粉效率的情况下将这些荧光粉组合物作为防伪特征并入由低密度聚乙烯或具有类似折射率的其它塑料材料制造的制品中。
由母料模制具有多种厚度的塑料板。要注意的是，低密度聚乙烯往往是模糊或混浊的材料，因此低密度聚乙烯优选用于薄膜之类的用途，包括作为厚度多达大约1密耳的层合膜中的层。为了比较，还模制了不含该荧光粉组合物的低密度聚乙烯塑料板。包括该荧光粉组合物的板在外观上非常类似于不包括该荧光粉组合物的板。看起来含荧光粉的板并没有明显地更散射光。由于可见光发射上转换过程，包括该荧光粉组合物的板以绿线形式显示透过该材料的980纳米激光束的路径。
实施例9
制造含有折射率为大约1.51的低密度聚乙烯和采用氟化钇钠作为荧光粉基质的荧光粉组合物的板。该荧光粉组合物具有配方：Na(Y0.7993Yb0.20Nd0.007)F4。因为极低的钕离子浓度以及无色的镱内容物，该板没有表现出明显的颜色。含有20原子百分比（原子%）的镱和0.7原子百分比（原子%）的钕的荧光粉组合物与低密度聚乙烯良好地折射率匹配。通过利用钕和镱之间的能量转移，该荧光粉组合物充当低密度聚乙烯中的机器识别特征。用760纳米红外LED将这些板激发至大约760纳米的钕吸收线。检测到的IR发射在1020纳米（1.02微米）处，其为该基质材料中的特征镱发射。
实施例10
制备含有六方相氟化钇钠作为荧光粉基质并具有下列配方的荧光粉组合物：Na(Y0.78Yb0.20Er0.02)F4、Na(Y0.798Yb0.20Ho0.002)F4、Na(Y0.799Yb0.20Tm0.001)F4和Na(Y0.793Yb0.20Nd0.007)F4。发现各荧光粉组合物都具有与折射率为大约151的低密度聚乙烯的良好的折射率匹配。由于这些材料良好地与低密度聚乙烯折射率匹配且该塑料加工温度比该荧光粉生产温度低数百摄氏度，所以可以在极少损失荧光粉效率的情况下将这些荧光粉组合物作为防伪特征并入由低密度聚乙烯或具有类似折射率的其它塑料材料制造的制品中。
由上述内容会认识到，尽管为了例示在本文中描述了具体实施例，但可以进行各种改良而不偏离本公开内容的精神与范围。因此意图在于，上述详细描述应看作说明性的而非限制性的，并且要理解的是，下列权利要求，包括所有等价物，旨在特别指出且清楚地要求所要求保护的主题的权利。
Claims (9)
1.塑料基材，其包含：
具有折射率的透明塑料材料；和
并入到所述塑料材料中的荧光粉组合物，所述荧光粉组合物包含至少一种激活离子和含氟化物的晶体基质晶格材料；
其中所述荧光粉组合物具有红外范围内的吸收，并具有与所述塑料材料的折射率有效匹配的折射率。
2.权利要求1的塑料基材，其中所述至少一种激活离子选自稀土元素激活离子和过渡金属元素激活离子。
3.权利要求3的塑料基材，其中所述至少一种激活离子包含第一稀土元素激活离子。
4.权利要求4的塑料基材，其中所述第一稀土元素激活离子选自镱、铒、钬、铥、镨、镝、钕及其混合物。
5.权利要求1的塑料基材，其中所述含氟化物的晶体基质晶格材料包含氟化钇钠或氟化钇锂。
6.权利要求1的塑料基材，其中所述至少一种稀土元素激活离子或过渡金属激活离子包含第一稀土元素激活离子和第二稀土元素激活离子。
7.权利要求7的塑料基材，其中所述第二稀土元素激活离子选自镱、铒、钬、铥、镨、镝、钕及其混合物。
8.权利要求1的塑料基材，其中所述塑料材料的折射率具有大约1.35至大约1.65的值，且所述荧光粉组合物的折射率在所述塑料材料的所述折射率值的大约2%以内。
9.检测塑料基材中的荧光粉基隐蔽防伪特征的方法，所述方法包括以下步骤：
提供包含具有折射率的透明塑料材料与并入到所述塑料中的具有在红外范围内吸收的荧光粉组合物的塑料基材；和
将红外发射源对准所述塑料基材以激发所述荧光粉组合物；
其中所述荧光粉组合物包含至少一种激活离子和含氟化物的晶体基质晶格材料，并具有与所述塑料材料的折射率有效匹配的折射率。
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