Composiciones en partículas que tienen múltiples respuestas a radiación de excitación.

Un artículo que comprende un rasgo de seguridad que comprende una composición en partículas que comprende al menos una partícula que tiene al menos dos fases cristalinas y/o vítreas diferentes,

comprendiendo cada fase una red hospedante y un dopante sensible a la radiación electromagnética, y produciendo las diferentes fases simultáneamente diferentes espectros de emisión con la exposición a fotones de la misma energía, con lo que el resultado de la composición en partículas cuando se expone a dichos fotones es la suma de las respuestas de las diferentes fases

Composiciones en partículas que tienen múltiples respuestas a radiación de excitación

Esta invención se refiere a un artículo que comprende un rasgo de seguridad que comprende una composición en partículas que tiene múltiples respuestas a radiación de excitación.

Los luminóforos son composiciones que son capaces de emitir cantidades útiles de radiación en los espectros visible, infrarrojo y/o ultravioleta con la excitación del compuesto luminóforo por una fuente de energía externa. Debido a esta propiedad, los compuestos luminóforos se han utilizado desde hace tiempo en pantallas de tubos de rayos catódicos (CRT) para televisiones y dispositivos similares, como marcadores para autentificar documentos y productos, y como revestimientos luminiscentes en lámparas fluorescentes, centelladores de rayos X, diodos emisores de luz, y pinturas fluorescentes. Típicamente, los compuestos luminóforos inorgánicos incluyen una red hospedante que contiene una pequeña cantidad de un emisor o ion dopante.

Las composiciones de luminóforos convencionales tienen una respuesta definida (por ejemplo, emisión) a una excitación dada por radiación electromagnética. Las composiciones de luminóforos pueden convertir, por ejemplo, una longitud de onda en una segunda longitud de onda, ya sea ultravioleta a visible, ultravioleta a infrarrojo, visible a visible, visible a infrarrojo, infrarrojo a infrarrojo, o infrarrojo a visible. Las composiciones de luminóforos también pueden emitir cerca de la longitud de onda que absorben.

Cuando se usan en aplicaciones de seguridad, las composiciones de luminóforos se aplican a artículos a autentificar, y cierta propiedad básica del luminóforo, generalmente la longitud de onda de la radiación emitida, es monitorizada por un detector para proporcionar una indicación o "marca" de si un artículo que se esté probando es genuino. En algunas aplicaciones, es necesario diferenciar entre una serie de artículos marcados y, aunque esto se puede lograr aplicando diferentes composiciones de luminóforos que emiten radiación de diferentes longitudes de onda, esto tiene la desventaja de necesitar un sistema de monitorización con múltiples detectores capaces de separar y leer las diferentes longitudes de onda.

Para ciertas aplicaciones, incluyendo la diferenciación entre una serie de artículos marcados, sería ventajoso tener composiciones de luminóforos que puedan emitir de forma controlable diferentes respuestas, por ejemplo emisiones, a una única o a múltiples fuentes de energía. Por ejemplo, la Solicitud de Patente Publicada U.S. n° 29/7815 describe una composición en partículas que tiene una primera respuesta a una primera radiación electromagnética y, tras la exposición intermedia a una segunda radiación electromagnética, una segunda respuesta a la primera radiación electromagnética, diferente de la primera respuesta.

DATABASE WPI Week 2741 Thomson Scientific, Londres, GB; AN27-429434 XP26 87 637A (Samsung SDI CO LTD) 3 de agosto de 26, describe luminóforos compuestos que comprenden un luminóforo de cubierta que muestra un color de emisión de luz diferente alrededor de un luminóforo central.

El documento US 6 18 29 B1 describe polvos de luminóforos que contienen oxígeno, y un método para producir los polvos. Dichos polvos se usan con fines de seguridad.

El objeto de la invención es proporcionar un artículo mejorado que comprende un rasgo de seguridad que tiene múltiples respuestas a radiación de excitación.

Dicho objeto se resuelve mediante un artículo que comprende un rasgo de seguridad que comprende una composición en partículas que comprende al menos una partícula que tiene al menos dos fases cristalinas y/o vitreas diferentes, comprendiendo cada fase una red hospedante y un dopante sensible a radiación electromagnética, y produciendo las diferentes fases simultáneamente diferentes espectros de emisión con la exposición a fotones de la misma energía, con lo que el resultado de la composición en partículas cuando se expone a dichos fotones es la suma de respuestas de las diferentes fases. Variando las cantidades relativas de las diferentes fases, es posible producir una serie de partículas con diferentes resultados útiles en aplicaciones de seguridad que requieran autentificación y diferenciación entre artículos.

Convenientemente, cada fase es sensible a la radiación electromagnética en las regiones UV, visible o IR del espectro electromagnético.

En una realización, las diferentes fases producen espectros de emisión con picos a diferentes longitudes de onda en la exposición a fotones de la misma energía.

En otra realización, cada fase produce un espectro de emisión con múltiples picos en la exposición a fotones de la misma energía, y la relación de las intensidades relativas de los picos difiere entre las fases.

En todavía otra realización, las diferentes fases emiten radiación que tienen velocidades de decaimiento diferentes en la exposición a fotones de la misma energía.

En una realización adicional, las fases tienen diferente absorbancia selectiva por fotones de la misma energía, es decir, cada fase de dicha al menos una partícula tiene una absorbancia selectiva diferente por fotones a las mismas

longitudes de onda.

Como alternativa, las fases tienen diferentes coeficientes de extinción para fotones de diferente energía, es decir, cada fase de dicha al menos una partícula tiene un coeficiente de extinción diferente a fotones a diferentes longitudes de onda.

El artículo de la presente invención se puede usar en un método para autentificar y diferenciar entre una serie de artículos, comprendiendo el método:

(a) aplicar a cada artículo una composición en partículas que comprende una pluralidad de partículas, en la que al menos una de las partículas comprende al menos dos fases cristalinas y/o vitreas diferentes, comprendiendo cada fase una red hospedante y un dopante sensible a la radiación electromagnética, y produciendo las diferentes fases simultáneamente diferentes respuestas con la exposición a fotones de la misma energía o diferentes energías, con lo que el resultado de la composición en partículas cuando se expone a dichos fotones es la suma de las respuestas de dichas diferentes fases;

(b) variar la relación de las cantidades de las diferentes fases en las composiciones en partículas aplicadas a los diferentes artículos, con lo que cada artículo produce un resultado diferente con la exposición a dichos fotones de la misma energía o diferentes energías;

(c) exponer cada artículo a fotones de la misma o diferentes energías; y

(d) medir el resultado de cada artículo.

Las Figuras 1(a) y (b) son patrones de difracción de rayos X (XRD) de los materiales compuestos C-1 y C-2 respectivamente del Ejemplo 1.

Las Figuras 2(a) a (d) son imágenes de SEM de (Yo,92Eu,o8)23 puro (Figura 2a), (Yo^Euo.osbPOy puro (Figura 2b), material compuesto C-1 (Figura 2c) y material compuesto C-2 (Figura 2d).

Las Figuras 3(a) a (c) comparan los espectros de emisión de PL de los componentes individuales puros (Y,92Euo,o8)23 y (Yo,92Euo,o8)3PÜ7 (Figura 3a), la mezcla M1 y el material compuesto C-1 (Figura 3b), y la mezcla M2 y el material compuesto C-2 (Figura 3c) tras la excitación con luz UV de 365 nm.

Las Figuras 3(d) a (f) comparan los espectros de emisión de PL de los componentes individuales puros (Yo,92EU,8)23 y (Yo,92Euo,o8)3PC>7 (Figura 3d), la mezcla M1 y el material compuesto C-1 (Figura 3e), y la mezcla M2 y el material compuesto C-2 (Figura 3f) tras la excitación con luz UV de 254 nm.

Las Figuras 4(a) a (c) son patrones de XRD de los materiales compuestos C-3, C-4 y C-5 respectivamente del Ejemplo 2.

Las Figuras 5(a) a (f) son imágenes de SEM de (Y,92Eu,8)2O3 puro (Figura 5a), (Yo,92Euo,o8)3P7 puro (Figura 5b), (Y,92Eu,8)PO4 puro (Figura 5c), material compuesto C-3 (Figura 5d), material compuesto C-4 (Figura 5e) y material compuesto C-5 (Figura 5f).

Las Figuras 6(a) a (c) comparan los espectros de emisión de PL de los componentes individuales puros (Yo,92Euo,o8)23, (Yo,92Euo,o8)PC>4 y (Yo,92Euo,o8)3PC>7 (Figura 6a), los materiales compuestos C-3, C-4 y C-5 (Figura 6b), y las mezclas con composiciones idénticas M-3, M-4 y M-5 (Figura 6c) tras la excitación con luz UV de 365 nm.

Las Figuras 6(d) a (f) comparan los espectros de emisión de PL de los componentes individuales puros (Yo,92Euo,o8)23, (Yo,92Euo,o8)PC>4 y (Yo,92Euo,o8)3PC>7 (Figura 6d), los materiales compuestos C-3, C-4 y C-5 (Figura 6e), y las mezclas con composiciones idénticas M-3, M-4 y M-5 (Figura 6f) tras la excitación con luz UV de 254 nm.

La Figura 7 es un patrón... [Seguir leyendo]

1. Un artículo que comprende un rasgo de seguridad que comprende una composición en partículas que comprende al menos una partícula que tiene al menos dos fases cristalinas y/o vitreas diferentes, comprendiendo cada fase una red hospedante y un dopante sensible a la radiación electromagnética, y produciendo las diferentes fases

simultáneamente diferentes espectros de emisión con la exposición a fotones de la misma energía, con lo que el resultado de la composición en partículas cuando se expone a dichos fotones es la suma de las respuestas de las diferentes fases.

2. El artículo de la reivindicación 1, en el que cada fase es sensible a radiación electromagnética en las regiones UV, visible o IR del espectro electromagnético.

3. El artículo de la reivindicación 1, en el que las diferentes fases producen espectros de emisión con picos a

diferentes longitudes de onda con la exposición a dichos fotones de la misma energía.

4. El artículo de la reivindicación 1, en el que cada fase produce un espectro de emisión con múltiples picos con la exposición a fotones de la misma energía, y la relación de las intensidades relativas de los picos difiere entre las fases.

5. El artículo de la reivindicación 1, en el que las diferentes fases emiten radiación que tienen diferentes velocidades

de decaimiento con la exposición a dichos fotones de la misma energía.

6. El artículo de la reivindicación 1 o reivindicación 2, en el que cada fase de dicha al menos una partícula tiene una absorbancia selectiva diferente por fotones a la misma longitud de onda.

7. El artículo de la reivindicación 1 o reivindicación 2, en el que cada fase de dicha al menos una partícula tiene un 2 coeficiente de extinción diferente para fotones de diferentes longitudes de onda.

8. El artículo de cualquier reivindicación anterior, en el que la composición en partículas tiene un tamaño medio de partículas menor que alrededor de 1 pm.

9. El artículo de cualquier reivindicación anterior, en el que la composición en partículas tiene un tamaño medio de partículas de alrededor de ,1 pm a alrededor de 3 pm.

1. El artículo de la reivindicación 9, en el que al menos alrededor de 9 por ciento en peso de las partículas son no

más grandes que dos veces dicho tamaño medio de partículas.

11. El artículo de cualquier reivindicación anterior, en el que la composición en partículas está compuesta de partículas sustancialmente esféricas.