絲網(wǎng)印刷用稀土上轉(zhuǎn)換發(fā)光油墨及其制備方法及防偽應(yīng)用
【專利摘要】本發(fā)明涉及稀土上轉(zhuǎn)換發(fā)光油墨的制備及通過(guò)絲網(wǎng)印刷技術(shù)應(yīng)用于防偽領(lǐng)域。通過(guò)摻雜不同種類稀土離子的氯化物或硝酸物，制備出在980nm的激光下可以產(chǎn)生不同的發(fā)光的顏色的稀土上轉(zhuǎn)換發(fā)光油墨，與傳統(tǒng)的熒光油墨相比，更加難以復(fù)制，大大提高了的印刷品的防偽性能。此方法無(wú)需產(chǎn)物純化、快速、直觀，是一種操作簡(jiǎn)單、快速、高產(chǎn)率的新型合成方法。本發(fā)明制備的不同發(fā)光稀土上轉(zhuǎn)換油墨可通過(guò)絲網(wǎng)版將不同圖案承印在不同的基材上。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)對(duì)傳統(tǒng)防偽技術(shù)的取代和補(bǔ)充，并且具有反應(yīng)步驟簡(jiǎn)單，印刷的圖案具有高度隱藏性，檢測(cè)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，可大批量的印刷在票據(jù)，商標(biāo)，包裝盒上面，從而使印刷后的印刷品具有更高的防偽功能。
【專利說(shuō)明】
絲網(wǎng)印刷用稀土上轉(zhuǎn)換發(fā)光油墨及其制備方法及防偽應(yīng)用
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于印刷領(lǐng)域，具體涉及一種稀土上轉(zhuǎn)換發(fā)光油墨及其制備方法及通過(guò)絲網(wǎng)印刷技術(shù)應(yīng)用于防偽領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]稀土上轉(zhuǎn)換發(fā)光油墨是通過(guò)在透明體系中加入上轉(zhuǎn)換材料(一種在紅外光激發(fā)下能發(fā)出可見(jiàn)光的發(fā)光材料)而制成的，其不能用肉眼觀察到，在紅外光(波長(zhǎng)為980nm)激發(fā)下，可觀察到鮮艷的熒光效果。稀土上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料可以在能量較低的長(zhǎng)波輻射激發(fā)下，發(fā)出能量較高的短波輻射，為反斯托克發(fā)光材料。因此稀土上轉(zhuǎn)換材料具有高效的發(fā)光性能及高度隱藏的性能，難以復(fù)制，檢測(cè)簡(jiǎn)單，而被廣泛應(yīng)用于生物等領(lǐng)域。稀土離子摻雜的β_NaYF4被公認(rèn)是目前所有上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料中發(fā)光效率最高的，也是在實(shí)際應(yīng)用中最具有應(yīng)用潛力的上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料?，F(xiàn)今，Yb3+-Er3+, Yb3+-Tm3+共摻雜的P-NaYF4上轉(zhuǎn)換發(fā)光顆粒主要應(yīng)用于生物標(biāo)記領(lǐng)域，而通過(guò)印刷技術(shù)在防偽領(lǐng)域中的應(yīng)用相對(duì)較少，因此合成高質(zhì)量的稀土摻雜的FNaYF4上轉(zhuǎn)換發(fā)光顆粒并擴(kuò)展其廣泛應(yīng)用具有十分重要的研究意義。然而如何用低成本、大批量的合成FNaYF4上轉(zhuǎn)換發(fā)光顆粒并成功配制出油墨良好的承印在基材的表面是限制其在防偽印刷中的主要原因。
[0003]目前，稀土上轉(zhuǎn)換顆粒的制備方法主要有溶劑熱法、熱分解法、共沉淀法等，但利用這些方法操作溫度過(guò)高，反應(yīng)周期較長(zhǎng)，分散性不好，并且無(wú)法合成大批量的水溶性顆粒。研究發(fā)現(xiàn)，通過(guò)水熱法制備的顆粒有較好的水溶解性，并且產(chǎn)量相對(duì)較高。在水熱法制備稀土上轉(zhuǎn)換顆粒的研究中，不同的反應(yīng)條件會(huì)形成不同形貌的微米級(jí)材料。而不同形貌結(jié)構(gòu)會(huì)對(duì)稀土上轉(zhuǎn)換材料的發(fā)光性能有所影響。隨著納米技術(shù)和材料表征技術(shù)的發(fā)展，合成形貌均一，且發(fā)光性能良好的稀土上轉(zhuǎn)換材料成為可能。目前研究者已采用各種方法，在不同條件下合成了性能較好的稀土上轉(zhuǎn)換材料，并將其應(yīng)用于生物標(biāo)記和防偽領(lǐng)域。防偽印刷技術(shù)是通過(guò)現(xiàn)有的印刷技術(shù)和手段去實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的防偽。通過(guò)印刷技術(shù)可以將分散性好的或水溶性的無(wú)機(jī)或有機(jī)油墨承印在不同基材上，從而讓印刷品具有防偽的效果。將不同發(fā)光顏色的稀土上轉(zhuǎn)換發(fā)光油墨及絲網(wǎng)印刷技術(shù)結(jié)合起來(lái)，可以在承印物上印制更高隱蔽性的防偽圖案，從而提尚印刷品的防偽性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的問(wèn)題是提供一種形貌均一、分散性好、且發(fā)光性能良好的發(fā)光油墨，從而提尚印刷品的防偽性能。
[0005]本發(fā)明的目的是提供一種稀土上轉(zhuǎn)換發(fā)光油墨及其制備方法，并將其通過(guò)絲網(wǎng)印刷技術(shù)應(yīng)用于防偽領(lǐng)域，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)傳統(tǒng)防偽技術(shù)的取代和補(bǔ)充，本發(fā)明具有反應(yīng)步驟簡(jiǎn)單，印刷的圖案具有高度隱藏性，檢測(cè)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，可大批量的印刷在票據(jù)，商標(biāo)，包裝盒上面，從而使印刷后的印刷品具有防偽功能。
[0006]本發(fā)明主要包含稀土上轉(zhuǎn)換油墨的制備與絲網(wǎng)印刷進(jìn)程兩個(gè)部分組成，技術(shù)方案具體如下:
[0007]一種稀土上轉(zhuǎn)換材料的制備方法，包括下述步驟:將稀土鹽配制成稀土鹽水溶液，加入到檸檬酸鈉溶液中，然后依次加入油酸、乙二醇、氯化鈉水溶液、氟化氨水溶液，混合均勻，室溫?cái)嚢?0分鐘；然后將混合液轉(zhuǎn)移至水熱釜中，180°C下反應(yīng)6小時(shí)，自然冷卻至室溫后離心，即得到稀土上轉(zhuǎn)換材料;所述的稀土鹽為摩爾比40:9:1的鐿鹽:釔鹽:M鹽，所述的鐿鹽為鹽酸鐿或硝酸鐿，所述的乾鹽為鹽酸鐿或硝酸鐿，所述的M鹽為鉺、銪或鎊的鹽酸鹽或硝酸鹽。
[0008]具體包括下述步驟:在10mL圓底燒瓶中加入2mmol檸檬酸鈉，隨后加入1mL去離子水?dāng)嚢?再將Immol的稀土鹽溶解于1mL的水，加入燒瓶中；接著加入1mL的油酸和5mL乙二醇;最后將ImL溶解有2.88mmol氯化鈉的水和4mL溶解有6mmol氟化氨的水加入燒瓶中；攪拌30分鐘，隨后將燒瓶轉(zhuǎn)移到反應(yīng)釜中，在180 °C的烘箱中繼續(xù)反應(yīng)6小時(shí)，自然冷卻至室溫后離心，即成。
[0009]—種稀土上轉(zhuǎn)換材料，由上述制備方法得到。
[0010]所述的稀土上轉(zhuǎn)換材料作為發(fā)光材料的應(yīng)用。
[0011]—種防偽印刷油墨，通過(guò)以下方法制備得到:將所述的稀土上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料進(jìn)行清洗，然后將其分散到乙醇中，調(diào)節(jié)乙醇的用量，觀察樣品的粘度使其適合絲網(wǎng)印刷。
[0012]—種防偽印刷方法，包括以下步驟:通過(guò)300目絲網(wǎng)將所述的防偽印刷油墨在承印物上印刷成圖案，自然干燥;所述的承印物為PET或紙。
[0013]本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0014]1、本發(fā)明通過(guò)加入摻雜不同種類稀土離子的氯化物，制備出在980nm的激光下可以產(chǎn)生不同的發(fā)光顏色的稀土上轉(zhuǎn)換發(fā)光油墨，與傳統(tǒng)的熒光油墨相比，更加難以復(fù)制，大大提高了的印刷品的防偽性能。
[0015]2、通過(guò)絲網(wǎng)版將不同發(fā)光稀土上轉(zhuǎn)換油墨承印在不同的基材上(PET，A4紙)，從而可以擴(kuò)寬稀土上轉(zhuǎn)換發(fā)光油墨的在防偽領(lǐng)域的應(yīng)用范圍。
[0016]3、通過(guò)絲網(wǎng)版可以承印不同設(shè)計(jì)的圖案在基材上增加防偽的性能。
【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1為實(shí)施例1制備的稀土上轉(zhuǎn)換材料i3-NaYF4:Yb3+，Tm3+上轉(zhuǎn)換六角片的形貌圖；
[0018]圖2為實(shí)施例1制備的稀土上轉(zhuǎn)換材料i3_NaYF4:Yb3+,Tm3+上轉(zhuǎn)換六角片的熒光光譜；(I)(2)分別為相機(jī)加紅外濾光片前后拍攝對(duì)比圖；
[0019]圖3為實(shí)施例1制備的β-NaYF4:Yb3+，Tm3+防偽印刷油墨在PET上的印刷圖案:圖3(a)為室溫下拍攝的圖案，圖3(b)為980nm激光激發(fā)下的拍攝圖案(標(biāo)尺為3mm)。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。
[0021]實(shí)施例1
[0022](I)稀土上轉(zhuǎn)換材料的制備:在10mL圓底燒瓶中加入2mmol檸檬酸鈉，隨后加入I OmL去離子水?dāng)嚢?再將Immo I的稀土氯化物(80 %氯化鐿，18 %氯化釔，2 %氯化銩)溶解于1mL的水，加入燒瓶中；接著加入1mL的油酸和5mL乙二醇，最后將溶解有2.88mmol氯化鈉的ImL的水和溶解有6mmol氟化氨的4mL的水加入，攪拌30分鐘，隨后轉(zhuǎn)移到反應(yīng)釜中，在1800C的烘箱中繼續(xù)反應(yīng)6小時(shí)，得到稀土上轉(zhuǎn)換材料P-NaYF4: Yb3+，Tm3+。
[0023](2)防偽印刷油墨的制備:將所合成的稀土上轉(zhuǎn)換材料進(jìn)行清洗，通過(guò)乙醇將所獲得的產(chǎn)品通過(guò)在5000rbm的轉(zhuǎn)速下離心5分鐘清洗3次以上，然后將其分散到乙醇中，調(diào)節(jié)乙醇的用量。觀察樣品的粘度使其適合絲網(wǎng)印刷，得到防偽印刷油墨。
[0024](3)防偽印刷油墨的的絲網(wǎng)印刷，具體方法為:通過(guò)300目絲網(wǎng)將上述步驟制備的稀土上轉(zhuǎn)換油墨印刷成IcmX Icm玫瑰花圖案或其他不同的圖案。自然干燥印刷后的圖案，承印物分別為聚酯(PET)和普通A4紙張。
[0025]實(shí)施例2
[0026](I)稀土上轉(zhuǎn)換材料的制備:在10mL圓底燒瓶中加入2mmol檸檬酸鈉，隨后加入I OmL去離子水?dāng)嚢?再將Immo I的稀土氯化物(80 %氯化鐿，18 %氯化釔，2 %氯化銪)溶解于1mL的水，加入燒瓶;接著加入1mL的油酸和5mL乙二醇，最后將溶解有2.88mmol氯化鈉的ImL的水和溶解有6mmol氟化氨的4mL的水加入。攪拌30分鐘，隨后轉(zhuǎn)移到反應(yīng)釜中，在180°C的烘箱中繼續(xù)反應(yīng)6小時(shí)，得到稀土上轉(zhuǎn)換材料。
[0027](2)防偽印刷油墨的制備:將所合成的稀土上轉(zhuǎn)換材料進(jìn)行清洗，具體方法為:通過(guò)乙醇將所獲得的產(chǎn)品通過(guò)在5000rbm的轉(zhuǎn)速下離心5分鐘清洗3次以上，然后將其分散到乙醇中，調(diào)節(jié)乙醇的用量。觀察樣品的粘度使其適合絲網(wǎng)印刷，得到防偽印刷油墨。
[0028](3)防偽印刷油墨的的絲網(wǎng)印刷，具體方法為:通過(guò)300目絲網(wǎng)將上述步驟制備的稀土上轉(zhuǎn)換油墨印刷成IcmX Icm玫瑰花圖案或其他不同的圖案。自然干燥印刷后的圖案，承印物分別為聚酯(PET)和普通A4紙張。
[0029]實(shí)施例3
[0030](I)稀土上轉(zhuǎn)換材料的制備:在10mL圓底燒瓶中加入2mmol檸檬酸鈉，隨后加入1mL去離子水?dāng)嚢?。再將ImmoI的稀土氯化物(80 %氯化鐿，18 %氯化釔，2 %硝酸鉺)溶解于1mL的水，加入燒瓶。接著加入1mL的油酸和5mL乙二醇。最后將溶解有2.88mmol氯化鈉的ImL的水和溶解有6mmol氟化氨的4mL的水加入。攪拌30分鐘，隨后轉(zhuǎn)移到反應(yīng)釜中，在180°C的烘箱中繼續(xù)反應(yīng)6小時(shí)，得到稀土上轉(zhuǎn)換材料。
[0031](2)防偽印刷油墨的制備:將所合成的稀土上轉(zhuǎn)換材料進(jìn)行清洗，具體方法為:通過(guò)乙醇將所獲得的產(chǎn)品通過(guò)在5000rbm的轉(zhuǎn)速下離心5分鐘清洗3次以上，然后將其分散到乙醇中，調(diào)節(jié)乙醇的用量。觀察樣品的粘度使其適合絲網(wǎng)印刷，得到防偽印刷油墨。
[0032](3)防偽印刷油墨的的絲網(wǎng)印刷，具體方法為:通過(guò)300目絲網(wǎng)將上述步驟制備的稀土上轉(zhuǎn)換油墨印刷成IcmX Icm玫瑰花圖案或其他不同的圖案。自然干燥印刷后的圖案，承印物分別為聚酯(PET)和普通A4紙張。
[0033]上面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式作了詳細(xì)說(shuō)明，但是本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式，在本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所具備的知識(shí)范圍內(nèi)，還可以在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下做出各種變化。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種稀土上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟:將稀土鹽配制成稀土鹽水溶液，加入到檸檬酸鈉溶液中，然后依次加入油酸、乙二醇、氯化鈉水溶液、氟化氨水溶液，混合均勻，室溫?cái)嚢?0分鐘;然后將混合液轉(zhuǎn)移至水熱釜中，180°C下反應(yīng)6小時(shí)，自然冷卻至室溫后離心，即得到稀土上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料;所述的稀土鹽為摩爾比40:9:1的鐿鹽:?乙鹽:M鹽，所述的鐿鹽為鹽酸鐿或硝酸鐿，所述的乾鹽為鹽酸鐿或硝酸鐿，所述的M鹽為鉺、銪或銩的鹽酸鹽或硝酸鹽。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的稀土上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的制備方法，其特征在于，具體包括下述步驟:在10mL圓底燒瓶中加入2mmol梓檬酸鈉，隨后加入1mL去離子水?dāng)嚢?再將Immol的稀土鹽溶解于1mL的水，加入燒瓶中；接著加入1mL的油酸和5mL乙二醇;最后將ImL溶解有2.88mmol氯化鈉的水和4mL溶解有6mmol氟化氨的水加入燒瓶中；攪拌30分鐘，隨后將燒瓶轉(zhuǎn)移到反應(yīng)釜中，在180°C的烘箱中繼續(xù)反應(yīng)6小時(shí)，自然冷卻至室溫后離心，即成。3.一種稀土上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料，其特征在于:由權(quán)利要求1或2所述的制備方法得到。4.權(quán)利要求3所述的稀土上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料作為發(fā)光材料的應(yīng)用。5.—種防偽印刷油墨，其特征在于，通過(guò)以下方法制備得到:將權(quán)利要求3所述的稀土上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料進(jìn)行清洗，然后將其分散到乙醇中，調(diào)節(jié)乙醇的用量，觀察樣品的粘度使其適合絲網(wǎng)印刷。6.—種防偽印刷方法，其特征在于，包括以下步驟:將權(quán)利要求5所述的防偽印刷油墨通過(guò)300目絲網(wǎng)在承印物上印刷成所需圖案，自然干燥;所述的承印物為PET或紙。
【文檔編號(hào)】C09D11/50GK105885845SQ201610308927
【公開(kāi)日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2016年5月11日
【發(fā)明人】吳偉
【申請(qǐng)人】武漢大學(xué)