JP6967194B2 - 残光性酸硫化物蛍光体および真贋判定用発光組成物 - Google Patents
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Description
この方法によれば、真贋判定のための潜像マークは肉眼では見えにくいため、偽造者はこの潜像マークを印刷することが困難であり、偽造あるいは変造カードや偽造物品を確実に発見できる。また、潜像マークにより記録された内容は真正なカード製造者や物品製造者にしかわかならないので、カード等を偽造あるいは変造すること自体が極めて困難である。
Na5(Yb,Nd)(MoO4)4 (例えば、特許文献1参照。)
(Y,La,Lu)PO4:Yb,Nd (例えば、特許文献2参照。)
(Y,Gd,La,Lu)VO4:Yb,Nd (例えば、特許文献3参照。)
これらの赤外発光蛍光体は、980nm〜1020nm付近に主発光ピーク波長を有する。
ZnSiO4:Mn
ZnS:Cu,Mn
BaMgAl10O17:Eu,Mn
Y2O2S:Eu
さらなる真贋判定のため、以上のような蛍光体と区別し、あるいは組み合わせて用いるために、上記とは異なった発光特性を有する蛍光体が求められていた。
まず、残光性酸硫化物蛍光体の合成方法の一例を示す。残光性酸硫化物蛍光体の原料は、ランタン(La)の原料として例えば酸化ランタン(La2O3)や、イットリウム(Y)の原料として例えば酸化イットリウム(Y2O3)と、硫黄(S)の原料として例えば単体の硫黄(S)と、付活剤として用いるユウロピウム(Eu)の原料として例えば酸化ユウロピウム(Eu2O3)と、共付活剤として用いるプラセオジム(Pr)の原料として例えば酸化プラセオジム(Pr6O11)や、テルビウム(Tb)の原料として例えば酸化テルビウム(Tb4O7)を用意する。さらに必要に応じて、チタン(Ti)の原料として例えば酸化チタン(TiO2)や、ニオブ(Nb)の原料として例えば酸化ニオブ(Nb2O5)、マグネシウム(Mg)の原料として例えば塩基性炭酸マグネシウムを用意する。これら残光性酸硫化物蛍光体の原料とフラックスとを所定量を秤量し混合して、原料の混合粉末をつくる。ここで、原料として酸化物を例示したが、この他に焼成時に酸化物に変化する化合物、例えば炭酸塩などを選択してもよい。
フラックスとしては、例えば炭酸ナトリウム(Na2CO3)や炭酸水素ナトリウム(NaHCO3)のようなアルカリ金属炭酸塩や、リン酸リチウム(Li3PO4)やリン酸カリウム(K3PO4)やリン酸水素カリウム(K2HPO4)のようなリン酸塩、ホウ酸(H3BO3)のようなホウ素化合物、硫酸カリウム(K2SO4)のようなアルカリ金属硫酸塩などを好適に用いることができる。
この混合工程では、例えばアルミナボールを入れたポットにこれらの原料粉末を入れてボールミル混合して均一な混合物をつくるとよい。
この混合粉末をアルミナるつぼ等の耐熱性容器に充填する。これをさらに、ひとまわり大きな石英るつぼ等に入れるなどして、二重るつぼにしてもよい。これを電気炉に入れて900℃以上1300℃以下の温度範囲、好ましくは950℃以上1200℃以下の温度範囲にて、1時間以上8時間以下、好ましくは2時間以上6時間以下焼成する。
この焼成工程の後に、粉砕工程、洗浄工程、乾燥工程、および篩別工程等を適宜経て、所定の粒度の残光性酸硫化物蛍光体を得る。
次に、上記残光性酸硫化物蛍光体を含む真贋判定用発光組成物について説明する。
残光性酸硫化物蛍光体を実際に真贋判定したい対象物に具備するために、例えば以下に例示する発光組成物を作製する。例えば、透明なインクと残光性酸硫化物蛍光体を混合し、インク状の発光組成物を作製する。このインク状の発光組成物を真正品に塗布するなどしてマーキングすることができる。また、透明な樹脂と残光性酸硫化物蛍光体を混合し、樹脂状の組成物を作製する。例えばこれをフィルム状に成形し、カード等の一部として利用することができる。またフィルム状の組成物を細長く切断し、これを紙や樹脂フィルムに混ぜたものを紙幣や有価証券に利用することができる。この他、透光性を有する媒体と残光性酸硫化物蛍光体を混合することにより、真贋判定用発光組成物を得ることができる。
この混合物をアルミナるつぼに充填し、電気炉を用いて空気中にて1180℃で4時間焼成する。その後室温まで冷却し、るつぼから回収、水洗後、直径2mmのガラスビーズを用いてミリング処理を行う。さらに塩酸洗浄および水洗を5回繰り返し、乾燥工程、篩別工程を経て、目的の残光性酸硫化物蛍光体を得た。この残光性酸硫化物蛍光体を試料1−(1)とした。この試料1−(1)は、La2O2S:Eu0.01,Pr0.002と表すことができる。
同様に、各元素とそのモル比を表1に示すように変化させたほかは、試料1−(1)と同一の方法で同程度の粒子径の試料1−(2)ないし試料1−(11)を合成した。
また、紫外線ランプ(ピーク発光波長365nm)を用いて充分に紫外線を照射し励起状態にした後に、照射終了直後から10秒後までの積算の残光スペクトルを、マルチチャンネル分光器(型式:PMA−12 浜松ホトニクス製)を使用して測定した。この結果を図2に示す。得られた残光スペクトルは、図1に示した発光スペクトルとほぼ同一の、Eu3+に特徴的な赤色領域の発光を示すことがわかる。
さらに、試料1−(1)について、レーザー回折式粒度分布測定装置(型式:SALD−2100 島津製作所製)にて粒度分布を測定した。その結果、D10=7.0μm、D50=11.7μm、D90=18.2μmという結果であった。
対象となる蛍光体試料を、アルミニウム製の試料容器に充填した後、暗所にて1時間置き、残光を除去する。励起用光源に、紫外線ランプ(ピーク発光波長365nm)を用い、紫外線強度が40μW/m2となる位置にて1分間、残光を除去した試料に照射する。照射終了直後より、所定時間毎の残光輝度を、輝度計(型式:LS−100 コニカミノルタ製)を使用して測定した。その結果を、表2に示す。
このように、本発明に係る残光性酸硫化物蛍光体は、従来の蓄光性蛍光体とは異なり、励起後数秒間は視認可能であり、かつ2分〜数分間経過後は視認が困難となる特徴的な残光を有する蛍光体であることがわかる。
実施例1の試料1−(1)の合成開始時に、さらにチタン(Ti)原料として酸化チタン(TiO2)を0.24g(Tiとして0.003モル)添加し、ほかは同一の方法で残光性酸硫化物蛍光体を合成し、これを試料2−(1)とした。この試料2−(1)はLa2O2S:Eu0.01,Pr0.002,Ti0.006と表すことができる。
同様に、ニオブ(Nb)の原料として酸化ニオブ(Nb2O5)、マグネシウム(Mg)の原料として塩基性炭酸マグネシウムを用い、各元素のモル比を表3に示すように変化させたほかは、試料1−(1)と同一の方法で同程度の粒子径の試料2−(2)および試料2−(8)を合成した。
実施例1の試料1−(1)の合成開始時に、ランタンの代わりにイットリウム(Y)原料として酸化イットリウム(Y2O3)を112.23g(Yとして0.994モル)使用し、ほかは同一の方法で残光性酸硫化物蛍光体を合成し、これを試料3−(1)とした。この試料3−(1)はY2O2S:Eu0.01,Pr0.002と表すことができる。
同様に、各元素のモル比を表5に示すように変化させたほかは、上記試料3−(1)と同一の方法で同程度の粒子径の試料3−(2)と、比較例4を合成した。
特に、従来の蛍光体と異なり、励起後数秒間ないし数十秒間は視認可能であり、かつ2分〜数分間経過後は視認が困難となる残光を有することから、既存の真贋判定用蛍光体と差別化できるとともに、既存の真贋判定用蛍光体を組み合わせることで、さらなるセキュリティ性の高い潜像マークが形成可能となる。このほか、有価証券、紙幣、プリペイドカード、IDカード、各種通行券、クレジットカードの偽造防止や、ブランド品、正規品の偽造防止のために好適に用いることができる。
Claims (2)
- La 2O2S:Eu,Rで表され、Rはテルビウム(Tb)およびプラセオジム(Pr)から選ばれる少なくとも一つの元素であって、チタン(Ti)を含むことを特徴とした真贋判定用残光性酸硫化物蛍光体。
- 請求項1記載の真贋判定用残光性酸硫化物蛍光体を含むことを特徴とした、真贋判定用発光組成物。
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