(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１０ｎｍ以下の内径を有するキャビティー内に被包された少なくとも２つの異なるサイズの金属原子量子クラスター（ＡＱＣ）を含んでなるナノシステムの、セキュリティ文書、物品あるいはセキュリティエレメントのマーカーとしての使用。
【請求項２】
キャビティーが、ナノソーム、ミセルおよび逆ミセルによってなる群から選ばれるナノシステムの核である請求項１に記載の使用。
【請求項３】
キャビティーが、ω−ヒドロキシ酸およびω−メルカプト酸を含んでなるナノソームの核である請求項１または２に記載の使用。
【請求項４】
金属ＡＱＣが、２から３０９個の金属原子（Ｍｎ，２≦ｎ≦３０９）、好ましくは２から１０２個の金属原子（Ｍｎ，２≦ｎ≦１０２）、より好ましくは２から５５個の金属原子（Ｍｎ，２≦ｎ≦５５）、さらに好ましくは２から２５個の金属原子（Ｍｎ，２≦ｎ≦２５）で構成されている請求項１〜３のいずれかに記載の使用。
【請求項５】
少なくとも２つの異なるサイズのＡＱＣ間の原子数の差が、３原子以上である請求項１〜４のいずれかに記載の使用。
【請求項６】
ＡＱＣの金属が遷移金属もしくはそれらの組合せであり、好ましくは、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｐｄ、Ｎｉ、Ｒｈあるいはこれらの組合せである請求項１〜５のいずれかに記載の使用。
【請求項７】
ナノシステムを外部の励起源によって励起したのちに、発光、好ましくは蛍光がナノシステム内で生じる請求項１〜６のいずれかに記載の使用。
【請求項８】
ストークスシフトが１５０ｎｍ、好ましくは３００ｎｍよりも大きい請求項１〜７のいずれかに記載の使用。
【請求項９】
蛍光ナノシステムの減衰時間が、０．１マイクロ秒、好ましくは１マイクロ秒より大きい請求項１〜８のいずれかに記載の使用。
【請求項１０】
１０ｎｍ以下の内径を有するキャビティー内に被包された少なくとも２つの異なるサイズの金属原子量子クラスター（ＡＱＣ）を含んでなるナノシステムを具備してなるセキュリティエレメントあるいはセキュリティ文書または物品。
【請求項１１】
基板本体、セキュリティスレッド、セキュリティファイバー、ウォーターマーク、触覚効果物、セキュリティセルロースストリップ、接着剤層、ラッカー、プラスター、プランシェット、ホログラム、セキュリティインクおよびプラスチックシートから選ばれる請求項１０に記載のセキュリティエレメント。
【請求項１２】
証券用紙、封筒、小切手、預金通帳、身分証明書、チケット、切手、入構証、有印および認証書類から選ばれる請求項１０に記載のセキュリティ文書または物品。
【請求項１３】
ｉ）セキュリティ文書または物品を作成するのに用いる材料を製造しているときに
ｉｉ）セキュリティエレメントもしくはセキュリティ文書または物品に加える添加物の一部として
ｉｉｉ）前記文書または物品の表面に、あるいは、
ｉｖ）セキュリティ文書または物品を作成するときに用いる一つまたは複数の染料またはインクの一部として、
請求項１から９に記載の、１０ｎｍ以下の内径を有するキャビティー内に被包された少なくとも２つの異なるサイズの金属原子量子クラスター（ＡＱＣ）を含んでなるナノシステムを組み込むことを含む、請求項１０から１２のいずれかに記載のセキュリティエレメントもしくはセキュリティ文書または物品の作成方法。
【請求項１４】
（ａ）セキュリティ文書または物品もしくはセキュリティエレメントを外部励起源によって、予め定められた励起波長λｅｘｃで照射し、ナノシステムを励起すること、および
（ｂ）適切な検知手段によって、前記ナノシステムの以下のパラメータ、すなわち、
−発光波長（λｅｍ）、および
−平均寿命、
を検知すること
を含んでなり、ストークスシフトが３００ｎｍよりも大きく、平均寿命が０．１マイクロ秒より大きい、請求項１０から１２のいずれかに記載のセキュリティ文書または物品もしくはセキュリティエレメントの認証確認方法。
【請求項１５】
−セキュリティ文書または物品もしくはセキュリティエレメントを配置するポジショナー、
−外部励起源を起源とする励起光を、照射すべき文書または物品もしくはエレメントの一部に集中、透過および所望によっては増幅できる手段、および
−以下のパラメータ、すなわち、発光波長（λｅｍ）および平均寿命を測定するのに適切な検知手段
を具備してなり、ストークスシフトが３００ｎｍよりも大きく、平均寿命が０．１マイクロ秒より大きい、請求項１０から１２のいずれかに記載のセキュリティ文書または物品もしくはセキュリティエレメントの認証確認システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セキュリティ文書または物品の認証や偽造防止の担い手として使用する、金属原子量子クラスター（ＡＱＳ）を含んでなるナノシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
この分野での多くの特許に示されているように、近年、文書の偽造を困難にする様々なセキュリティエレメントの利用が拡大している。これらのエレメントのなかには人間が感知可能なものもあるが、その一方で、文書内に組み込まれていて、検知するためには特別な手段を使用しなければならないものもある。そのような手段のなかに、可視紫外吸光分析、蛍光発光分析、赤外光分析、ラマン光分析などの分光学的な方法がある。
【０００３】
すなわち、発光顔料・物質を様々なセキュリティ文書に組み込んで、それらを認証するのに使ってきた。これらを検知・観測するためには特定の波長の励起光（例えば、紫外光）を利用することが必要である。
【０００４】
今日、２００ｎｍを超える大きなストークス変位を持ち、マイクロ秒より長い遅い減衰時間を有する蛍光システムとして知られているのは、希土類イオンをベースとするものだけである。しかし、これらには以下のような複数の欠点がある。すなわち、蛍光体としての物性を損なうことなく母体に組み込むことが困難であること、各々の希土類に対応した特定の動かせない励起、発光およびストークス変位があるために、変造に対して鋭敏でないこと、また、高価で希少な素材であることなどである。セキュリティマーカーとしての希土類発光システムの例は、合衆国特許４５９８２０５、４４５２８４３および４４６３９７０に記載されている。
【０００５】
ナノシステムの合成例はガイラードらのＪｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｃｏｌｌｏｉｄ  ＆  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ  Ｓｃｉｅｎｃｅ，２００９，３３７，６１０−６１３に記載されている。
【０００６】
従って、セキュリティ文書の偽造を困難にする新たな組成物や方法を開発することが必要なのは明らかである。
【発明の簡単な説明】
【０００７】
本発明の発明者らは、大きなストークス変位と現在の技術水準におけるナノシステムよりもはるかに大きな減衰時間を有する、希土類元素を使わない蛍光ナノシステムを見出した。このナノシステムは、少なくとも２つの、異なるサイズを持つ、好ましくは遷移金属の金属原子量子クラスター（ＡＱＣ）が被包された内部キャビティー、すなわち、ナノキャビティーを具備してなっている。内部キャビティーの内表面はＡＱＣを好適に安定化できるように機能化されており、キャビティーは内部にある少なくとも２つの異なるサイズのＡＱＣ間の距離が約１０ｎｍ以下になるようなナノサイズの内径を有している。いかなる特定の理論に束縛されるものでもないが、このためフェルスター共鳴エネルギー移動（ＦＲＥＴ）によって発光が生じるものと考えられる。これらのナノキャビティーはフェルスター距離よりも小さい、すなわち、１０ｎｍ以下の内径を有し、内部には活性種のみが存在しているので、発光、特に、蛍光の失活が起こることなく、希土類ベースのシステムで得られるよりも大きな量子収量を達成することができる。
【０００８】
励起および発光波長は、ナノシステムのナノキャビティー内に存在するＡＱＣの大きさに依存している。従って、励起および発光波長は、ナノキャビティー内の少なくとも２つの異なるサイズのＡＱＣ間でＦＲＥTが生じるのに必要なサイズのＡＱＣを生成することで、任意に選択することができる。ＦＲＥTを最適化するために、ドナーのような働きをする小さいＡＱＣ、すなわち、比較的小さいサイズの方のＡＱＣの発光波長（λｅｍ）とアクセプターのような働きをする大きいＡＱＣ、すなわち、比較的大きいサイズの方のＡＱＣの励起波長とが、可能な限り重なっていなければならない。このようにして、得られるストークスシフトは任意に選択することができるので、希土類ベースの蛍光法で存在していた変更できない制約から解放される。さらに加えて、用いるＡＱＣの性質のため、光脱色もなく、本発明に基づくＦＲＥTプロセスを利用することでマイクロ秒を超える長さの長い蛍光減衰時間を確保できる。
【０００９】
金属遷移元素あるいはそれらの組合せを用いることができる。これらの元素は天然に多く存在しているので、本発明の方法は完全に持続可能な方法である。合成する発光ナノシステムは、
−ｐＨが３から１０で安定であり、
−乾燥しても蛍光体としての性質を失わないので乾燥するまで濃縮でき、さらに
−希土類ベースの発光システムよりも低い濃度で使用するものである。
【００１０】
このナノシステムは、色々な環境での用途に合わせて外表面をさらに機能化して、担体が何であっても、セキュリティ文書、物品あるいはセキュリティエレメントのマーカーとして使用することができる。
【００１１】
従って、本発明の第一は、約１０ｎｍ以下の内径を有するキャビティー内に被包された少なくとも２つの異なるサイズの金属原子量子クラスター（ＡＱＣ）を含んでなるナノシステムの、セキュリティ文書、物品あるいはセキュリティエレメントのマーカーとしての使用にある。
【００１２】
第二に、本発明は、約１０ｎｍ以下の内径を有するキャビティー内に被包された少なくとも２つの異なるサイズの金属原子量子クラスター（ＡＱＣ）を含んでなるナノシステムを具備してなるセキュリティエレメントあるいはセキュリティ文書または物品に関する。
【００１３】
第三に、本発明は、セキュリティ文書または物品に上記の金属原子量子クラスター（ＡＱＣ）を含んでなるナノシステムを組み込む方法に関するものであり、
ｉ）前記文書または物品を作成するのに用いる材料を製造しているときに
ｉｉ）前記セキュリティ文書または物品に加える添加物の一部として
ｉｉｉ）前記文書または物品の表面に、あるいは、
ｉｖ）セキュリティ文書または物品を作成するときに用いる一つまたは複数の染料またはインクの一部として、
上記の金属原子量子クラスター（ＡＱＣ）を含んでなるナノシステムを組み込むものである。
【００１４】
同様に、本発明は、また、
（ａ）セキュリティ文書または物品もしくはセキュリティエレメントを外部励起源によって、予め決められた励起波長（λｅｘｃ）で照射し、ナノシステムを励起すること、および
（ｂ）適切な検知手段によって、前記ナノシステムの以下のパラメータ、すなわち、
−発光波長（λｅｍ）、
−強度、
−平均寿命、
−異方性
のうち、一つまたは複数を検知すること
を含む、セキュリティ文書または物品もしくはセキュリティエレメントの認証確認方法に関する。
【００１５】
さらに、本発明は、
−セキュリティ文書または物品もしくはセキュリティエレメントを配置するポジショナー、
−外部励起源を起源とする励起光を、照射すべき文書または物品もしくはエレメントの一部に集中、透過および所望によっては増幅できる手段、および
−以下のパラメータ、すなわち、発光波長（λｅｍ）、強度、平均寿命、および異方性、のうち一つまたは複数を測定するのに適切な検知手段
を具備してなる上記のセキュリティ文書または物品もしくはセキュリティエレメントの認証確認システムに関する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は本発明を模式的に図示したものであり、各番号は以下のものを表わしている。すなわち、１はナノシステム、２は小さなＡＱＣすなわちドナー、３は大きなＡＱＣすなわちアクセプター、４はナノシステム外表面の機能化、５は内部キャビティーの機能化、６は約１０ｎｍ以下のフェルスター距離の範囲内にあるナノキャビティーの内径、７は高いエネルギー準位への電子の励起（λｅｘｃ）、８は発光、そして矢印はフェルスター共鳴エネルギー移動（ＦＲＥＴ）の存在を示している。
【図２】図２はナノシステム、特に、ω−ヒドロキシ酸とω−メルカプト酸が膜厚約５ｎｍの単層を形成することでできている単層ナノソームを模式的に図示したものであり、酸基がナノソームの外表面を形成し、水酸基ＯＨおよびメルカプト基ＳＨが内側を向いてナノソームの内部キャビティーの表面を形成している様子が示されている。
【図３】図３はナノシステム内部、特に、図１、２のナノソーム内部でのＡＱＣの形成を模式的に図示したものである。第一に、塩基性媒体の存在下でω−ヒドロキシ酸とω−メルカプト酸が水中でナノソームを形成する。第二に、還元によって小さなＡＱＣすなわちドナー、および、大きなＡＱＣすなわちアクセプターを生成する遷移金属または金属の組合せを加える。例として、それぞれのタイプのＡＱＣを一つずつだけ示したが、キャビティー内には両者とも様々な数のものがあってよい。
【図４】図４は実施例１で得られたナノシステムのＨＡＡＤＦ ＳＴＥＭ電子顕微鏡写真であり、金クラスターを含むナノキャビティーの大きさが１．５ｎｍであることが見て取れる。
【図５】図５は、図４の写真のＥＤＸマップであり、ナノシステムの組成が示されている。金クラスターがナノソーム（Ｃ、Ｏ、Ｓ）を形成している分子によって保護されていることが分かる。
【図６】図６は上記のマップから抽出した個々のナノシステムのＥＤＸスペクトルである。スペクトルには、ナノシステムの領域にＳとＯの有意な信号があり、Ａｕクラスターを保護する分子がこれらを含むこと（ナノソームの水酸基とメルカプト基の存在）を示している。
【図７】図７は実施例１で得られたナノシステムの蛍光を示したものであり、Ａは吸光度、Ｂは６００ｎｍの発光でモニターした励起曲線であり、励起波長約３００ｎｍで最大になっている。また、Ｃは３００ｎｍで励起したときの発光曲線であり、約６００ｎｍで最大になっている。この結果はストークスシフトが３００ｎｍであることを示している。強度Ｉは任意単位（ａ．ｕ）であり、波長（λ）はナノメーター（ｎｍ）である。
【図８】図８は実施例２で得られた金ナノシステムのＨＡＡＤＦ ＳＴＥＭ電子顕微鏡写真であり、クラスターを含むナノキャビティーの内径が約１．８ｎｍであることが見て取れる。クラスターの個々の原子がキャビティー内部に観測できる。
【図９】図９は実施例２で得られたナノシステムの蛍光を示したものであり、Ａは６２０ｎｍの発光でモニターした励起曲線であり、励起波長約２５０ｎｍで最大になっている。また、Ｂは２５０ｎｍで励起したときの発光曲線であり、約６２０ｎｍで最大になっている。この結果はストークスシフトが３７０ｎｍであることを示している。強度Ｉは任意単位（ａ．ｕ）であり、波長（λ）はナノメーター（ｎｍ）である。
【発明の詳しい説明】
【００１７】
本発明の下記の用語について、以下にその意味を詳しく述べる。
【００１８】
ナノシステム
「ナノシステム」という言葉は、両性分子による単層または２層で形成された回転楕円体形状を有するナノレベルの大きさの超分子構造体を言う。このとき両性分子はナノシステム内部にナノキャビティーを形成している。特には、外径が約２０ｎｍ以下、好ましくは１８ｎｍ以下、さらに好ましくは１５ｎｍ以下のナノキャビティーを有するナノシステムである。ナノシステムの内部には、内径が１０ｎｍ以下、好ましくは５ｎｍ以下、さらに好ましくは０．８から４ｎｍのナノキャビティーが、少なくとも一つ含まれている。好ましい実施態様においては、ナノキャビティーの内径は約１．５から１．８ｎｍである。ナノシステムの例としては、ナノソーム、ミセルあるいは逆ミセルが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００１９】
ここで「回転楕円体形状」とは、球体に類似した固体幾何学形状を意味する。
【００２０】
ナノシステムを形成する両性分子は、同じものでも異なるものでもよいが、二つの異なるタイプの分子で、それぞれが親水性と親油性の両方の性質を有するものであることが好ましい。
【００２１】
親油性は、典型的には、ＣＨ３−（ＣＨ２）ｎ−または−（ＣＨ２）ｎ−（ただし、３０＞ｎ＞２、好ましくは２０＞ｎ＞１０）といった脂肪族鎖のような炭化水素部分の基によって生じるものである。
【００２２】
親水性は、親水性基によって生じるものである。親水性基は荷電基であっても極性非荷電基であってもよい。荷電基はアニオン基から選ばれ、好ましくは、カルボン酸塩、硫酸塩、スルホン酸塩、およびリン酸塩からなる群より選ばれる。極性非荷電基は、−ＯＨ、−ＳＨ、−ＮＨ２、−ＮＨ−、−Ｃｌ、−ＰＨ３、−ＳＲ、−ＯＲ、−ＮＲ２、−ＮＨＲおよび−ＮＲ−（ただし、ここでＲは、短い炭化水素鎖Ｃ１からＣ４を有する有機アルキル基、好ましくは、メチル、エチルまたはプロピルを表わす）からなる群より選ばれる。
【００２３】
両性分子は、一つの脂肪族ＣＨ３−（ＣＨ２）ｎ−鎖を有し、それに一つの親水性基が結合していても良いし、あるいは、二つの親水性基が、それぞれ、脂肪族−（ＣＨ２）ｎ−鎖の両端に結合していてもよい。
【００２４】
本発明において「ナノソーム」という言葉は、脂質層によって人工的に形成したナノサイズの小胞に関するものである。すなわち、「ナノソーム」という言葉は、脂肪族−（ＣＨ２）ｎ−鎖の両端それぞれ、もしくは、脂肪族ＣＨ３−（ＣＨ２）ｎ−鎖の末端から３番目の位置χ、または末端から２番目の位置φに結合した二つの親水性基を有する両性分子（脂質）による単層によって形成されたナノメーターサイズの回転楕円体形状超分子構造物を意味する。
【００２５】
従って、本発明のナノソームの前記単層を形成する脂質（図２参照）は、
−小胞の外表面上にあって、脂肪族鎖の一端に位置している、例えば、カルボキシル（ＣＯＯ−）やリン酸基（ＰＯ４−）のような親水性基を含み、
−脂肪族ＣＨ３−（ＣＨ２）ｎ−鎖の末端から３番目の位置χ、または末端から２番目の位置φ、あるいは、脂肪族−（ＣＨ２）ｎ−鎖の末端ω位が、−ＯＨ、−ＳＨ、−ＮＨ２、−ＮＨ−、−Ｃｌ、−ＰＨ３、−ＳＲ、−ＯＲ、−ＮＲ２、−ＮＨＲあるいは−ＮＲ−（ただし、ここでＲは、短い炭化水素鎖Ｃ１からＣ４を有する有機基を表わす）のような基で置換されて、これらの基が小胞の内側に向かって位置するようなナノソームを形成できるようになっていて、脂肪鎖の他端、すなわち、親水性基から最も遠い位置で、内径が１０ｎｍ以下、好ましくは約５ｎｍ以下、さらに好ましくは０．８から４ｎｍのナノキャビティーを形成するようなものである。好ましい実施態様では、ナノキャビティーの内径は約１．５から１．８ｎｍである。
【００２６】
「ミセル」という言葉は、両性分子の集合体を意味する。水性媒体においては、分子集合体の親油性部分がミセルの内側を向き、親水性部分が媒体に接する。「逆ミセル」では、親油性領域が外側に露出し、親水性領域が内側を向く。
【００２７】
ナノシステムは、ナノソーム、ミセル、逆ミセルからなる群より選ばれることができるが、ナノシステムはナノソームであることが好ましい。
【００２８】
ナノシステムがナノソームであるような実施態様では、ナノソームはω−ヒドロキシ酸（ＨＯ−（ＣＨ２）ｍ−ＣＯＯＨ）およびω−メルカプト酸（ＨＳ−（ＣＨ２）ｐ−ＣＯＯＨ）を含んでなる。ここでｍおよびｐは２から３０の値であり、好ましくは１０から２０の値である。ｍおよびｐが１５であるような実施態様もある。ｍおよびｐの値は同じでも異なっていてもよい。ｍとｐの値が異なる場合、それらの差は６炭素原子未満であり、ｍとｐの値の差は１から４の間であることが好ましい。好ましい実施態様においては、ｍとｐの値は同じである。
【００２９】
ナノソーム内に存在するω−ヒドロキシ酸とω−メルカプト酸は球状の単層を形成し、酸基−ＣＯＯＨ（対応する酸の塩を使用した場合は−ＣＯＯ−）をナノシステムの外表面に向け、−ＯＨおよび−ＳＨ基を内側に向けて、ほぼ同一の中心を有する二つの球、あるいは、文献によれば、脂肪酸の「ボーラ（投げ縄）」を形成するようにしてナノソーム内に内部キャビティーを形成する。この球形単層の膜厚は約２から１０ｎｍであり、好ましくは約５ｎｍである。
【００３０】
ナノシステムが逆ミセルであるような実施態様では、逆ミセルは少なくとも二つの異なる界面活性剤を含んでなる。それらのうち、少なくとも一方は極性基としてチオールもしくはチオエーテル基を有している。さらに、少なくとも二つの界面活性剤が、アルコールエトキシレートとメルカプト酸であるような実施態様もある。
【００３１】
ナノシステムの内部キャビティーは閉じている。上記したように、この内部キャビティーの内径は１０ｎｍ以下、好ましくは約５ｎｍ以下、さらに好ましくは約０．８から４ｎｍである。ナノキャビティーの内径が約１．５から１．８ｎｍであるような実施態様もある。このナノキャビティーは水酸基−ＯＨおよびメルカプト基−ＳＨで形成されるが、これらの官能基を、金属と相互作用する、例えば、−ＮＨ２、−ＮＨ−、−Ｃｌ、−ＰＨ３、−ＳＲ、−ＯＲ、−ＮＲ２、−ＮＨＲあるいは−ＮＲ−（ただし、ここでＲは、ナノソームを形成できる短い炭化水素鎖Ｃ１からＣ４を有する有機基を表わす）など他のものと交換することも可能である。
【００３２】
これらのナノソームの好ましい例はガイラードＣ．のＪｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｃｏｌｌｏｉｄ  ａｎｄ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ  Ｓｃｉｅｎｃｅ，ｖｏｌ．３３７，２，６１０−６１３に記載されており、そこにはこれらのナノシステム内での金粒子の合成についての記載もある。
【００３３】
「原子量子クラスター（Ａｔｏｍｉｃ  Ｑｕａｎｔｕｍ  Ｃｌｕｓｔｅｒ）」、略して「ＡＱＣ」とは、上記のように、金属原子の量子クラスターのことである。金属原子量子クラスターは２００個未満（Ｍｎ  ｎ＜２００）の２ｎｍ未満のサイズのゼロ酸化状態の金属原子Ｍｎのみによって形成される。このＡＱＣは時間的に安定である。
【００３４】
上記のナノシステムは、内部キャビティー内に被包された原子量子クラスターを有していて、この原子量子クラスターは、もはや「金属」のような挙動を示さず、分子のように振る舞うゼロ価の金属群として知られている。従って、クラスター内では、ナノ粒子、マイクロ粒子あるいは金属材料が大集団でいるときには観測されないような新たな性質が発現する。そのため、ＡＱＣの物理化学的な物性はナノ／マイクロ粒子の物性から単純に推定することはできない。
【００３５】
本発明では、上記の内部キャビティー内に被包されたＡＱＣは、遷移金属元素Ｍｎまたはそのバイメタル的組合せで形成されていて、ナノシステム内に少なくとも二つの異なるサイズのものが存在している。ＡＱＣは、存在する金属原子の数をｎとして、
−２から３０９個の金属原子（Ｍｎ、２≦ｎ≦３０９）、
−２から１０２個の金属原子（Ｍｎ、２≦ｎ≦１０２）、
−２から５５個の金属原子（Ｍｎ、２≦ｎ≦５５）、あるいは
−２から２５個の金属原子（Ｍｎ、２≦ｎ≦２５）
で形成されている。
【００３６】
本発明のＡＱＣのサイズは、約０．３から２．２ｎｍの間、好ましくは約０．３から２ｎｍの間、さらに好ましくは約０．３から１．８ｎｍの間である。
【００３７】
内部ナノキャビティーに少なくとも２つの異なるサイズのＡＱＣがあるので、上記のナノシステムは発光ナノシステムとして使用することができる。また、ナノソームの内部キャビティー内にＯＨとＳＨがあるので、少なくとも二つのタイプのクラスターとそのサイズを選択して作ることができる。すなわち、ＯＨ／ＳＨ比を変化させることで、図２、３に模式的に示したように２つのタイプのクラスターのサイズを調節して作成することができる。
【００３８】
合成するクラスターのサイズは、［メルカプト］／［Ｍ］＝Ｒ１と［水酸基］／［メルカプト］＝Ｒ２の濃度比によって決定される。
【００３９】
Ｒ１は、小さい方のクラスター、すなわち、ドナークラスターのサイズを決定し、この比が増大するほど、生じる小さい方のクラスターのサイズは減少する（「成長停止」）。
【００４０】
Ｒ２は、大きい方のクラスター（アクセプタークラスター）のサイズを決定し、この比が増大するほど、生じる大きい方のクラスターのサイズは増大する。
【００４１】
ＡＱＣの「異なるサイズ」という表現は、少なくとも２つのＡＱＣの原子数が、３金属原子以上異なることを意味する。４金属原子以上異なることが好ましく、５金属原子以上異なることがさらに好ましい。
【００４２】
特定の理論に束縛されるものではないが、励起波長（λｅｘｃ）における蛍光体のエネルギー吸収過程、および、それに続く発光波長（λｅｍ）における他の蛍光体の発光過程を含むフェルスター共鳴エネルギー移動（ＦＲＥＴ）によって発光が生じるものと考えられる（λｅｍ＞λｅｍ）。ＦＲＥＴが起きるような相互作用は、ひじょうに短い距離でしか生じない。すなわち、一方の発光波長が他方の励起波長と一致するような二つの蛍光分子の二つの電子励起状態間の距離が約１０ｎｍ以下のときだけである。この励起エネルギーは無輻射の双極子−双極子分子間結合によって移動する。λｅｘｃとλｅｍの両波長は、数１０から数１００ｎｍ離れている。この波長差はストークスシフト、δｓｔｏｋｅｓ＝λｅｍ−λｅｘｃとして知られている。
【００４３】
従って、本発明においては、少なくとも２つの異なるサイズのＡＱＣ間でのフェルスター共鳴エネルギー移動（ＦＲＥＴ）を介した発光を生じさせるために、小さい方のサイズのＡＱＣ、すなわち、ドナーＡＱＣのような挙動をする励起クラスターが特定の励起波長の外部励起を受け、それによって励起電子状態になる。この励起エネルギーはアケセプターＡＱＣ、すなわち、１０ｎｍ以下のフェルスター距離だけ離れた発光クラスターに、図１に模式的に示したように移動する。
【００４４】
クラスターの励起および発光波長は、ジェリウムモデル（例えば、Ｊ．Ｃａｌｖｏ  ｅｔ  ａｌ．，  Ｅｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ  ｏｆ  Ｎａｎｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，  Ｅｄ．  ｂｙ  Ｂ．Ｂｈｕｓｈａｎ，  Ｓｐｒｉｎｇｅｒ  Ｖｅｒａｇ，  ２０１１参照）による近似によっておおよそ見積もることができる。このモデルによってクラスターのエネルギー禁制帯が近似的に分かるので、発光禁制帯の位置を見積もることができる。また、クラスターの励起禁制帯は、約５０から１００ｎｍのサイズのクラスターにおけるストークスシフトを考慮して発光禁制帯から、同様に見積もることができる。下記の表１には、このモデルによるＡｕまたはＡｇのＡＱＣの理論値を示した。すなわち、おおよその励起および発光波長λｅｘｃとλｅｍを、ＡｕまたはＡｇのＡＱＣについて、±５０ｎｍの誤差でジェリウムモデルＥｅｍ＝ＥＦ／Ｎ１／３によって計算した。なおここで、Ｅｅｍは発光エネルギー、ＮはＡＱＣの原子数、ＥＦはフェルミ準位で、金と銀では同じく約５．５ｅＶである。
【００４５】
【表１】
0005989769.tif 000002
【００４６】
これらの値は、ナノシステムを反応させて、ナノシステムの内部キャビティー内のＯＨやＳＨ基を他の配位子と交換することでも実用上変化させることが出来る。交換する配位子としては、−ＮＨ２、−ＮＨ−、−Ｃｌ、−ＰＨ３、−ＳＲ、−ＯＲ、−ＮＲ２、−ＮＨＲおよび−ＮＲ−からなる群から選択することができるが、これらに限定されるものではない。なお、上記のＲは、ナノソームを形成することができる短い鎖状有機基を表わす。
【００４７】
本発明において、発光ナノシステムのストークスシフトは約１５０ｎｍより大きく、約３００ｎｍよりも大きいことが好ましい。
【００４８】
換言すれば、特定の励起・発光波長が得られるように、用いるタイプのクラスターを上記の表から決定することができる。従って、例えば、励起波長が３００ｎｍ、発光波長が５５０ｎｍ、ストークスシフトが２５０ｎｍであるようなシステムを得るには、下記のようなクラスターサイズを選択すればよい。すなわち、
−励起クラスター（「ドナー」）：Ａ３／Ａ４、
−発光クラスター（「アクセプター」）：Ａ１２である。
【００４９】
上記のナノシステムは外側に官能基を有している。例えば、ナノソームはＣＯＯＨ基を有していて、これを使って、基板本体やエレント、文書、物品などの表面に結合するため、あるいは、セキュリティインク等を含んでなるセキュリティ組成物内で安定にするために機能化できる。
【００５０】
従って、本発明の態様の一つは、１０ｎｍ以下、好ましくは５ｎｍ以下の内径を有するキャビティー内に被包された少なくとも２つの異なるサイズの金属原子量子クラスター（ＡＱＣ）を含んでなる上記ナノシステムの、セキュリティ文書、物品あるいはセキュリティエレメントのマーカーとしての使用に関するものである。セキュリティ文書、物品あるいはセキュリティエレメントのマーカーとしては、蛍光ナノシステムを使用することが好ましい。このＡＱＣの金属Ｍは遷移金属またはその組合せである。遷移金属としては、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｐｄ、Ｎｉ、Ｒｈおよびそれらの組合せ、から選ばれることが好ましく、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕおよびそれらの組合せ、から選ばれることがさらに好ましく、Ａｕ、Ａｇおよびそれらの組合せ、から選ばれることがより好ましい。原子量子クラスターを含んでなるナノシステムを、本明細書では「発光ナノシステム」と言う。
【００５１】
本発明において「遷移金属の組合せ」とは、少なくとも２つの異なる遷移金属の原子を有するＡＱＣだけでなく、一つの遷移金属のＡＱＣの存在下にその遷移金属とは異なる別の遷移金属のＡＱＣが存在することも言う。従って、少なく二つの異なるサイズのＡＱＣは、同じ遷移金属のＡＱＣでも、異なる遷移金属のＡＱＣでも、また、同じまたは異なるバイメタル的組合せのＡＱＣでもよい。
【００５２】
セキュリティ文書、物品およびセキュリティエレメント
本発明のもう一つの態様は、約１０ｎｍ以下の内径を有するキャビティー内に被包された少なくとも２つの異なるサイズ分布を有する金属原子量子クラスター（ＡＱＣ）を含んでなるナノシステムを具備してなるセキュリティエレメントに関するものである。
【００５３】
本発明において「セキュリティエレメント」とは、セキュリティ文書または物品と一体化させて、それらの認証に使用する要素を言う。セキュリティエレメントはセキュリティ文書または物品の本体、例えば、基板本体、セキュリティスレッド、セキュリティファイバー、ウォーターマーク、触覚効果物、セルロースストリップ、接着剤層、ラッカー、プラスター、プランシェット、その他の一般的に用いられる部材と一体化させるか、あるいは、セキュリティ文書または物品の表面、例えば、種々の紙幣やクレジットカードに付けられたホログラム、セキュリティインク、プラスチックシート、その他の一般的に用いられる部材と一体化させることができる。
【００５４】
本発明においては「基板」とは、紙、ポリマー、あるいはポリマーの組合せである。
【００５５】
セキュリティエレメントは文書や物品にランダムに配置されていても、また、特定の位置に付着されていてもよい。文書や物品に組み込まれたセキュリティエレメントの特徴には様々のものがあるが、その目的はセキュリティ文書・物品の偽造を困難にしたり、それらの認証を容易にしたりすることである。
【００５６】
実施態様に応じて、セキュリティエレメントは、例えば、基板本体、セキュリティペーパー、セキュリティスレッド、セキュリティファイバー、セキュリティインク、ウォーターマーク、触覚効果物、セルロースストリップ、プランシェット、ホログラム、セキュリティ顔料または物質、およびシートから選ばれる。これらのセキュリティエレメントは、当業者には公知の一般的な方法によって、ナノシステムを組み込むことで、あるいは、ナノシステムを含んでなるセキュリティ組成物から得ることができる。
【００５７】
本発明の実施態様の一つでは、ナノシステムを線維状の支持体の上に担持させる。すなわち、ナノシステムを天然繊維、好ましくは、木綿繊維の上に担持させ、セキュリティエレメントを組み込んだセキュリティファイバーにして、それ自身がセキュリティペーパーの一部となるようにする。
【００５８】
別の実施態様では、本発明の発光ナノシステムを支持体粒子上に担持させ、その粒子をインク製造のときに加えてセキュリティインクにする。また、ナノシステムを直接、インク製造に加える実施態様もある。
【００５９】
一つのタイプの本発明の発光ナノシステムを含んでなるセキュリティ組成物によってセキュリティエレメントを得る実施態様もある。また、少なくとも二つのタイプの本発明の発光ナノシステムを含んでなるセキュリティ組成物によってセキュリティエレメントを得る実施態様もある。さらに、それぞれのセキュリティ組成物が上記した一つのタイプの本発明の発光ナノシステムを含んでなるような、少なくとも二つのセキュリティ組成物によってセキュリティエレメントを得る実施態様もある。
【００６０】
また、それぞれのセキュリティインクが上記した一つのタイプの本発明の発光ナノシステムを含んでなるような、二つのセキュリティインクの組合せによってセキュリティエレメントを作成する実施態様もある。この実施態様では、両方のセキュリティインクに含まれるナノシステムのタイプは、同じ化学組成ではあるがＡＱＣサイズが異なっているので、ストークスシフトも異なっている。
【００６１】
それぞれのセキュリティインクが上記した一つのタイプの本発明の発光ナノシステムを含んでなるような、二つのセキュリティインクの組合せによってセキュリティエレメントを作成する別の実施態様もある。この実施態様では、両方のセキュリティインクに含まれるナノシステムのタイプは、ＡＱＣの金属が異なるため、異なる化学組成を有している。
【００６２】
インクを用いる場合、セキュリティエレメントは、特定のストークスシフト、発光波長（λｅｍ）、強度、平均寿命あるいは異方性などの物性で明確に定義された材料によって形成されるだけでなく、特定のコード、２次元イメージ、アナグラム、あるいはバーコードのようなバイナリーコードなどで構成される。後者はセキュリティ文書の明確に定められた特定の領域にあるため、この方法によってセキュリティエレメントの検知が簡略になる。
【００６３】
さらに、これらのセキュリティエレメントはセキュリティ文書または物品のマーカーとして利用できる。
【００６４】
本発明のさらに別の態様は、上記で定義した本発明の発光ナノシステムを具備してなるセキュリティ文書または物品に関する。同様に、本発明は上記で述べたセキュリティエレメントを具備してなるセキュリティ文書または物品に関する。
【００６５】
本発明においては「セキュリティ文書または物品」とは、それらの由来、従って、真正性を保証する特定の特徴を有する文書または物品に関するものである。これらのセキュリティ文書または物品には、行政や公共機関によって使用されるもの、および、民間分野の個人や会社の間で頻繁に流通するもの、すべてが含まれ、身分証明、認証あるいは偽造防止手段やデバイスをも含むものである。セキュリティ文書または物品は、ＩＤカード、パスポート、パスなどの身分証明書類、および、紙幣、小切手、切手、証書などの有価書類などから選ばれることが好ましい。
【００６６】
セキュリティ文書または物品は、証券用紙、身分証明書類、預金通帳、小切手、切手、有印書類、ラベル、およびチケットから選ばれることが好ましい。特に好ましくは証券用紙である。
【００６７】
本発明の発光ナノシステムは、セキュリティ文書または物品に
（ｉ）前記文書または物品を作成するのに用いた材料を製造しているときに
（ｉｉ）前記文書または物品に加える添加物の一部として
（ｉｉｉ）前記文書または物品の表面に、あるいは、
（ｉｖ）セキュリティ文書または物品を作成するときに用いる一つまたは複数の染料またはインクの一部として、
組み込むことができる。
【００６８】
上記ｉ）からｉｖ）のいずれかの方法によってセキュリティ文書または物品に組み込む単一のセキュリティ組成物の一部を、本発明で用いる発光ナノシステムで形成する実施態様もある。
【００６９】
本発明の発光ナノシステムは、セキュリティ文書の用紙本体に、支持体本体それ自身を形成する分散物として加えることができる。しかし、文書表面にホログラム、銘記セキュリティスレッド、あるいは接着剤層を形成するようにして組み込むことが好ましい。また、例えば、セキュリティ文書または物品を被覆するポリビニルアルコールフィルムのようなポリマーフィルムに組み込むこともできる。同様に、セキュリティ文書を印刷するのに用いるインクに発光ナノシステムを加えて、画像、図、銘文、バーコード、あるいは触覚による標識部分などの目に見えないほど小さい一部を形成することができる。
【００７０】
マイクロ粒子上にナノシステムを担持させて機能化すると、基板の小孔よりもマイクロ粒子の方が大きいので、マイクロ粒子は基板上にとどまり、ナノシステムが基板断面の小孔を通り抜けてしまう問題を解決できる。
【００７１】
すなわち、本発明で定義したサイズのため、ナノシステムは確実に、支持体、好ましくは、紙の上にとどまって組み込まれる。このようにして、セキュリティ文書または物品には、選択された発光ナノシステムの組合せに対応するコードが備えられる。
【００７２】
本発明には、発光ナノシステムを繊維の形態で基板内に担持させる実施態様もある。すなわち、ナノシステムを天然繊維、好ましくは、木綿繊維の上に担持させ、セキュリティファイバーを直接、セキュリティ材料内に、その繊維自身の一部が紙を形成するようにすることができる。
【００７３】
また、発光ナノシステムをマイクロ粒子上に担持させ、それを支持体本体に組み込んだり、インク本体の製造のときに加えて、上記のセキュリティエレメントのところで述べたセキュリティインクを作ったりする実施態様もある。
【００７４】
本発明の発光ナノシステムをセキュリティ文書・物品またはセキュリティエレメントに組み込む時の量が、セキュリティ文書または物品の総重量に対して、５重量％未満、好ましくは１重量％未満で、一方、０．００１重量％よりも大きい実施態様もある。このような低濃度にすることで、化学分析、Ｘ線回折、分光学的手法などを用いた手段での組成の同定が困難になるが、組成の同定はそこに含まれるセキュリティマーカーを代表するものではない。発光ナノシステムの外部励起と、その励起後にナノシステムが発する発光を測定すること、あるいは、本発明の発光ナノシステムの他のパラメータの性質を測定することで固有の応答が得られるからである。
【００７５】
セキュリティマーカーは、異なるＡＱＣのサイズ、遷移金属、および化学組成やナノシステムのサイズによって特徴づけられるので、それらの組合せの数が多くなると、異なるセキュリティマーカーの数も増加する。従って、作り出すことのできる異なるセキュリティマーカーの数は、事実上、無限である。このため、特定の時間に作成した文書、あるいは特定の価値のある文書、あるいは特定の目的の文書、あるいは特定の組織が作成した文書、に対応するように特定の暗号化したセキュリティマーカーを作り出すことが可能になり、セキュリティ文書を追跡できるようにするとともに、その安全性も向上させることができる。
【００７６】
本発明のナノシステムを含んでなるセキュリティ組成物は、常に活性状態にあり、外部励起を受けても発光を示さないセキュリティ組成物はありえない。従って、このようなセキュリティ組成物と同様の物性を持たないものではセキュリティ文書を偽造することはできない。同様に、セキュリティ組成物に含まれる材料の発光反応は、材料が形成するセキュリティ文書の不溶部が破壊されない限り変わらない。従って、このセキュリティ組成物は永久に失活しないという特徴がある。
【００７７】
本発明で用いる発光ナノシステムは、一般に酸化や水和反応に鈍感な、きわめて安定な材料で形成される。しかしながら、場合によっては、周辺環境から保護するために、ナノシステムを、アルミナ、ガラス、ケイ酸塩、その他の酸化物材料のような不活性材料の層で被覆することもできる。また、同様に、紙の繊維への接着性を向上させるため、あるいは、インクの一部を形成するときの分散性を向上させるために、ナノシステムをポリマー、その他の有機材料で被覆することも可能である。
【００７８】
上記の本発明の発光ナノシステムを組み合わせることで、安全な暗号化システムを提供し、効率的にセキュリティ文書または物品を標識することができる。上記のセキュリティ組成物は恒久的に失活することなく暗号化された反応をしめすが、それを検知するためには、そのために設計された検知システムを利用しなくてはならない。
【００７９】
認証方法
本発明のまた別の態様は、セキュリティ文書または物品の発光を測定することによって、セキュリティマーカーの存在を確認する、すなわち、発光、好ましくは蛍光を示すナノシステムの存在を確認することを含むセキュリティ文書または物品の認証確認方法に関する。
【００８０】
ナノシステムの内部ナノキャビティー内に他の分子はないので、エネルギーが散逸したり失われたりすることはなく、発光が維持される。実施態様によっては、３０秒ごとに３００ｎｍで試料を励起しても、少なくとも５００分間は明滅したり光脱色したりすることがないこともある。
【００８１】
また、発光寿命（τ）を測定するような実施態様もある。発光寿命（τ）は発光消滅時間であり、励起終了後、発光強度が最大強度の１／ｅ、すなわち約３７％になるまでの時間である。本発明の実施態様においては、発光、好ましくは蛍光の寿命は、０．１μｓより大きく、１μｓより大きいことが好ましい。実施態様によっては、合成したナノシステムが、マイクロ秒を超えて蛍光信号の３７％以上を示すような寿命を有することもある。
【００８２】
本発明の実施態様には、
（ａ）セキュリティ文書または物品を一つまたは複数の外部励起源によって照射すること、および
（ｂ）適切な検知手段によって、以下のパラメータ、すなわち、
−発光波長（λｅｍ）、
−強度、
−平均寿命、
−異方性
のうち、一つまたは複数を検知すること
を含んでなる、本発明のナノシステムを具備してなるセキュリティ文書または物品の認証確認方法に関するものもある。
【００８３】
「外部励起源」は、どのようなパルスまたは連続強放射源でもよく、例えば、発光ダイオード、レーザーダイオード、ジャイアントパルスレーザー、あるいは、それらと非線形光学系を用いた光源、さらにはＸ線パルスや粒子ビーム、特に電子線パルスなどである。
【００８４】
従って、上記で定義したようなセキュリティ文書または物品の認証確認方法であって、
ａ）セキュリティ文書または物品を外部励起源によって照射すること、および
ｂ）適切な検知手段によって、以下のパラメータ、すなわち、
−発光波長（λｅｍ）、
−強度、
−平均寿命、
−異方性
のうち、一つまたは複数を検知すること
を含み、さらに場合によっては
ｃ）上記ｂ）工程で得られた発光波長、強度、平均寿命、異方性を、発光ナノシステムを具備してなるセキュリティ文書または物品に対応する、参照用の発光波長、強度、平均寿命、異方性の値と比較すること
を含んでなる認証確認方法も本発明の実施態様の一つである。
【００８５】
セキュリティ文書または物品の認証は、工程ｂ）で得られたパラメータの値がセキュリティマーカーの参照パラメータと一致するか否か、あるいは、予め定められた許容範囲内にあるか否か、を調べることによって工程ｃ）で確認される。
【００８６】
また、セキュリティ文書または物品に外部からの輻射を照射して得られる発光波長、強度、平均寿命、異方性を明文化した基準とするような実施態様もある。
【００８７】
検知器
また別の態様は、上記で定義したセキュリティ文書または物品もしくはセキュリティエレメントの認証確認システムであって、
−セキュリティ文書または物品もしくはセキュリティエレメントを配置するポジショナー、
−外部励起源を起源とする励起光を照射すべき文書または物品もしくはエレメントの一部に集中、透過および所望によっては増幅できる手段、および
−以下のパラメータ、すなわち、発光波長（λｅｍ）、強度、平均寿命、および異方性、のうち一つまたは複数を測定するのに適切な検知手段
を具備してなる認証確認システムである。
【００８８】
ナノシステムの検知方法では、以下のパラメータ、すなわち、発光波長λｅｍ、強度、平均寿命、および異方性、のうち一つまたは複数を測定する際に遅延時間を設けることが好ましい実施態様である。この態様は、本発明のナノシステムの発光平均寿命が０．１μｓより大きいことに基づいている。一つまたは複数のパラメータを検知・測定する際の遅延時間は０．１μｓより大きく、１μｓより大きいことが好ましい。このようにすることで、外部励起源の励起波長λｅｘｃでの励起によって生じるおそれがある、本発明の対象であるナノシステムの発光に付随する他の発光波長λｅｍによる干渉を排除できる。
【００８９】
本発明における「励起」とは、特定の波長の光でナノシステムを照射することを言う。
【００９０】
「適切な検知手段」は、当業者にとっては公知の上記パラメータを検知および、所望により測定する方法、すなわち、発光、好ましくは蛍光の発光波長を検知する方法、発光、好ましくは蛍光の強度を検知する方法、発光強度の平均寿命を検知する方法、あるいは、異方性を検知する方法に関するものである。
【００９１】
上記のシステムに、さらに、得られたパラメータを参照パラメータと比較して、測定した文書、物品、エレメントがセキュリティマーカーを有しているか否かを確認する装置が備えられているような態様もある。
【００９２】
なお、上記で用いた「約」とは、特定の値からの僅かなズレを言い、好ましくは特定の値の１０％以内であることを意味する。しかしながら、「約」という言葉は、例えば、実験的手法を用いたときには、それに応じて、より大きな変動許容範囲を意味する場合もある。特定の値についてのそのような変動は当業者には公知であり、それらは本発明に含まれる。さらにまた、より正確な記述のため、本明細書に記載された数値表現のなかには「約」という言葉をつけていないものもある。「約」という言葉を明示的に用いているか否かに関わらず、本明細書に示された個々の数量は、そこに実際に示された数値を言うことを意図したものであり、また、その値の測定および／または実験条件による相当値や近似値を含む、技術的常識に照らして合理的に推測される程度の概値を言うことを意図している。
【実施例１】
【００９３】
３００ｎｍのストークスシフトを有する金ＡＱＣナノソームの合成
この実施例では、図３に模式的に示した方法を以下に述べる。
【００９４】
１６−ヒドロキシパルミチン酸の水溶液（２ｍｌ、１０ｍｇ／ｍｌ）を１６−メルカプトパルミチン酸の水溶液（０．６２２ｍｌ、１０ｍｇ／ｍＬ）と混合し、塩基性になるのに必要な量の水酸化テトラブチルアンモニウムと５．４ｍｌの水の中で激しく撹拌した。得られたナノソーム溶液に、４００μＬのＨＡｕＣｌ４・３Ｈ２Ｏ（塩化金（ＩＩＩ）水和物、金属ベースで９９．９９９％、アルドリッチ）溶液（５．８ｍｇ／ｍｌ）を加え、続いて、４００μＬのＮａＢＨ４溶液（０．０５Ｍ）を加えて還元した。用いた濃度では、Ｒ１とＲ２の値は、それぞれ、３．７と３．４である。この金ナノソームのストック溶液を３５℃で１時間撹拌した。クラスターを含むナノソームを精製するために、０．５Ｍの酢酸を加えてｐＨを７．８まで上げて沈殿させ、遠心分離して、クラスターを有するナノソームを含む上澄みから過剰の試薬とナノソームを含む固形分を分離した。最後に、この上澄みを０．４５ミクロンのフィルターでろ過した。図４に、ＨＡＡＤＦ（高角度環状暗視野）およびＥＤＸ（エネルギー分散型Ｘ線分光）検出器を備えたＴｅｃｎａｉ  ＯＳＩＲＩＳ顕微鏡を用いた、本実施例で得られたＡｕＡＱＣナノソーム試料のＳＴＥＭ（走査透過電子顕微鏡）像を示す。これより、ＡＣＱを含むナノソームのナノキャビティーのサイズが約１．５ｎｍであることが分かる。また、図５には、ＥＤＸによる図４の化学分析を示した。これより、Ａｕクラスターがナノソームを形成する分子（Ｃ、Ｏ、Ｓ）によって保護されていることが分かる。図６には、図４で観測された個々のナノソームの一つについての典型的なＥＤＸ分析結果を示した。このスペクトルは、ナノシステムの領域に強いＳおよびＯのシグナルを示しているので、これらの原子を含んでＡｕクラスターを保護する分子（ナノソームのヒドロキシおよびメルカプト酸）が存在していることが分かる。同様の装置によって得られたＨＲ−ＳＴＥＭ像（高解像）は、クラスター（ＡＱＣ）状態で存在するＡｕが結晶の性質を全く持たないことを示している。図７には、ＡｕＡＱＣナノソームの吸収スペクトル（ヒューレット・パッカード ＨＰ８４５２Ａ分光光度計、１ｍｍ×１ｃｍ×３ｃｍの石英セル使用による測定）、励起および発光スペクトル（バリアン・キャリー・エクリプス蛍光分光光度計による測定）を示した。これらによると、最大励起波長は３００ｎｍ、最大発光波長は６００ｎｍなので、ストークスシフトは３００ｎｍである。励起が３００ｎｍであることは、表１より、ナノソーム内に存在する励起ドナークラスターが３から５個の原子であることを示している。一方、発光アクセプタークラスターは約１５個の原子を有している。
【実施例２】
【００９５】
３７０ｎｍのストークスシフトを有するＡｕＡＱＣナノソームの合成
実施例１で述べたものよりも大きなストークスシフトを得るためには、アクセプタークラスターのサイズを小さくし、ドナークラスターのサイズを大きくしなくてはならない。本明細書で述べたように、これは実施例１で用いたＲ１、Ｒ２の値を大きくすることで達成できる。本実施例で採用したＲ１、Ｒ２の値はＲ１＝４．１、Ｒ２＝４．３であった。以下の方法で合成した。１６−ヒドロキシパルミチン酸の水溶液（２．５２ｍｌ、１０ｍｇ／ｍｌ）を１６−メルカプトパルミチン酸の水溶液（０．６２２ｍｌ、１０ｍｇ／ｍｌ）と混合し、中和するのに必要な量５の水酸化テトラブチルアンモニウムと４．９ｍｌの水の中で激しく撹拌した。得られたナノソーム溶液に、３６０μＬのＨＡｕＣｌ４・３Ｈ２Ｏ（塩化金（ＩＩＩ）水和物、金属ベースで９９．９９９％、アルドリッチ）溶液（５．８ｍｇ／ｍｌ）を加え、続いて、４００μＬのＮａＢＨ４溶液（０．０５Ｍ）を加えて還元した。このＡｕナノソームのストック溶液を２５℃で３０分間撹拌した。クラスターを含むナノソームを精製するために、０．５Ｍの酢酸を加えてｐＨを７．８まで上げて沈殿させ、遠心分離して、クラスターを有するナノソームを含む上澄みから過剰の試薬とナノソームを含む固形分を分離した。最後に、この上澄みを０．４５ミクロンのフィルターでろ過した。図８に、球面収差補正装置を備えたＪｅｏｌ  ＪＥＭ−ＡＲＭ２００Ｆ顕微鏡を用いたＨＡＡＤＦ−ＳＴＥＭ像を示した。図では、ナノソームのキャビティーを占めるサイズ約１．８ｎｍのＡｕクラスターがはっきりと観察できる。この像によって、ナノソームのナノキャビティー内に被包されたクラスターを形成する原子を可視化できる。図９には、ＡｕＡＱＣナノソームの励起および発光スペクトル（バリアン・キャリー・エクリプス蛍光分光光度計による測定）を示した。これらによると、最大励起波長は２５０ｎｍ、最大発光波長は６２０ｎｍなので、ストークスシフトは３７０ｎｍである。最大励起および発光波長から、表１より、ナノソーム内に存在するドナーＡｕクラスターが２から３個の原子であること、および、発光アクセプタークラスターは約２０個の原子を有していることが分かる。
【実施例３】
【００９６】
ＡｇＡＱＣナノソームの合成
最初に、１６−メルカプトパルミチン酸と１６−ヒドロキシパルミチン酸のストック溶液を、それぞれ、１０ｍｇ／ｍｌの濃度で用意する。各溶液には、水酸化テトラブチルアンモニウム溶液（水中に１．５Ｍ）を加えて脂肪酸／ＴＢＡＯＨのモル比が１になるようにしておく。次に、各脂肪酸溶液（３．１１ｍｌの１６−メルカプトヘキサデカン酸溶液と１０ｍｌの１６−ヒドロキシヘキサデカン酸溶液）を２５ｍｌの純水とともに混合してナノソームを調製する。
【００９７】
第２段階として、純水で０．０１４７ＭのＡｇＮＯ３のストック溶液を調製する。それから、この溶液２．７ｍｌをナノソーム試料に注ぎ込む。混合液に過剰量のＴＢＡＯＨ溶液を加えて、材料が再分散するようにする。次に、新たに調製した０．０５ＭのＮａＢＨ４ストック溶液２．７ｍｌを激しく撹拌しながら試料中に滴下する。サーモスタット付きの水浴中、３５℃で１時間撹拌して反応を完了する。
【実施例４】
【００９８】
ＡｕＡＱＣ短鎖長ナノソームの合成
最初に、１２−メルカプトドデカン酸と１２−ヒドロキシドデカン酸のストック溶液を、それぞれ、１０ｍｇ／ｍｌの濃度で用意する。各溶液には、水酸化テトラブチルアンモニウム（ＴＢＡＯＨ）溶液（水中に１．５Ｍ）を加えて脂肪酸／ＴＢＡＯＨのモル比が１になるようにしておく。次に、各脂肪酸溶液（３．１１ｍｌの１２−メルカプトドデカン酸溶液と１０ｍｌの１２−ヒドロキシドデカン酸溶液）を２５ｍｌの純水とともに混合してナノソームを調製する。
【００９９】
第２段階として、純水で０．０１４７ＭのＨＡｕＣｌ４のストック溶液を調製する。それから、この溶液２．７ｍｌをナノソーム試料に注ぎ込む。混合液に過剰量のＴＢＡＯＨ溶液を加えて、材料が再分散するようにする。次に、新たに調製した０．０５ＭのＮａＢＨ４ストック溶液２．７ｍｌを激しく撹拌しながら試料中に滴下する。サーモスタット付きの水浴中、３５℃で１時間撹拌して反応を完了する。
【実施例５】
【０１００】
逆ミセル（マイクロエマルジョン）によって被包されたＡｕＡＱＣの合成
一方はＨＡｕＣｌ４塩、他方はＮａＢＨ４を含有する、二つの予め用意されたマイクロエマルジョンを混合して、逆ミセル（マイクロエマルジョン）によって被包された金クラスターを調製する。
【０１０１】
第一のマイクロエマルジョンは、１５．４ｍｌのタージトール（Ｔｅｒｇｉｔｏｌ  １５Ｓ５［商品名］）、１．３７ｍｌの１−ブタンチオール、２．７ｍｌのＨＡｕＣｌ４水溶液（０．０１４７Ｍ）を８０．６ｍｌのイソオクタン中に溶解させて調製する。
【０１０２】
第二のマイクロエマルジョンは、１５．４ｍｌのタージトール（Ｔｅｒｇｉｔｏｌ  １５Ｓ５［商品名］）、１．３７ｍｌの１−ブタンチオール、２．７ｍｌのＮａＢＨ４水溶液（０．０５Ｍ）を８０．６ｍｌのイソオクタン中に溶解させて調製する。
【０１０３】
次に、両方のマイクロエマルジョンを混合し、２４時間撹拌して反応させる。
【実施例６】
【０１０４】
有価証券印刷用証券用紙の表面に適用するセキュリティマーカーとしての、ナノソーム中に被包された３から５原子および２０から２５原子の二つのＡｕクラスターのナノシステムの使用
本実施例では、パンディ−グラフ（Ｐａｎｄａｙ−Ｇｒａｐｈ）製グラビア印刷機、ジラバ（Ｚｉｒａｂａ）製グラビアシリンダー、ＦＮＭＴ（Ｆａｂｒｉｃａ  Ｎａｃｉｏｎａｌ  ｄｅ  Ｍｏｎｅｄａ  ｙ  Ｔｉｍｒｅ、スペイン国家印刷局）の円網抄紙機によって製紙された天然セルロースをベースにした繊維紙、シカパ（Ｓｉｃｐａ）製長寿命ワニスと架橋剤、およびナノソーム内に被包されたＡｕクラスターの水溶液を使用する。
【０１０５】
上記の装置、材料の主な特性は以下の通りである。
用紙の各面への印刷機の使用条件：
トンネル乾燥温度：１４５℃
印刷機速度：９０ｍ／分
吸引速度：２５００ｒｐｍ
吹き出し速度：２４００ｒｐｍ
乾燥後の紙の残存水分量：６．１−６．８％
グラビアシリンダーの条件
エッチングタイプ：化学
ライン解像度：６０本／ｃｍ
セルの深さ：５４ミクロン
テーブル：９１０ｍｍ
直径：２００ｍｍ
ワニスと架橋剤の条件
ワニスの商品名：プライマー（Ｐｒｉｍｅｒ）８０３６９６Ｗ
架橋剤の商品名：ファーストアディティブ（Ｆｉｒｓｔ  ａｄｄｉｔｉｖｅ）３７００１０
架橋剤添加後のワニスの粘度：２０ｓ  ＣＰ４
塗布ワニスの粘度：１８ｓ  ＣＰ４
用紙の主な条件：
繊維成分：１００％セルロース
重量：９０ｇ／ｍ２
ワニス処理後の重量：９６ｇ／ｍ２
厚さ：１１５ミクロン
フェルト面のベントセン平滑度：＜７００ｍｌ／分
繊維面のベントセン平滑度：＜８００ｍｌ／分
ベントセン透気度：＜２０ｍｌ／分
筋付け後のベントセン透気度：＜１４０ｍｌ／分
コッブ値：４０−７０ｇ／ｃｍ２
灰分：＜３％
不透明度：８４％
【０１０６】
実施方法：
まず、印刷機を起動させ安定した稼働状態にしたら、グラビアシリンダーを配置し、紙のリールを巻き戻しスクリューにセットして、紙を印刷機内に掛け渡しまわす。ワニスに架橋剤を、ワニスに対して１．５重量％の割合で混合して、実重量２０ｋｇのワニスドラム内で穏やかに撹拌する。この混合物にナノソーム内に被包されたＡｕクラスターの水溶液１００ｍｌを加える。この組成物が完全に分散したら、ドラムの内容物をポンプで印刷機のインク入れに送る。紙を印刷シリンダーにセットしたら、ワニスの塗布を開始する。塗布は紙の一方の面に、掛け渡した紙の幅いっぱいに行う。この印刷工程の間は常に、最終的な紙の水分量、ワニスの粘度、印刷機の条件を制御する。印刷の出力端で紙を巻き取ったら、リールを巻き取り機から外し、もう一方の面にワニスを印刷するために、適当な巻き戻し方向の巻き戻し機にセットする。この処理が終わったら、リールの紙は、最低でも室温（２３℃、５０％ＲＨ）で２４時間静置させる。
【実施例７】
【０１０７】
パスポート印刷用に使われる証券用紙の本体に適用するセキュリティマーカーとしての、逆ミセル中に被包された２から１０原子および２５から５０原子の二つのＡｕクラスターのナノシステムの使用
本実施例では、円網抄紙機と、様々な薬品を用いて予め適度に漂白、改質したセルロース繊維の水分散液を使用した。用いた薬品は、例えば、消泡剤、電荷保持剤、色定着剤、二酸化チタンやケイ酸アルミナなどの無機充填材、顔料染料、ｐＨ調整剤、およびカルボキシメチルセルロースなどの耐乾燥樹脂（これらはすべて製造する紙の物性に応じて、それぞれ適当な量で添加されるが、これらの量は、いずれも得ようとするセキュリティマーカーの性質には影響を与えないので特に言及しない）などである。このセルロース繊維でベースパルプを作り、ｐＨが７から８の水を約３重量％含む紙を製造する。
【０１０８】
１０００ｋｇの希釈タンクに逆ミセル中に被包されたＡｕクラスターの水分散液をいれる。この逆ミセルは、カチオン的な性質を持つように機能化されていて、セルロース繊維のカルボキシ基の酸素原子と共有接合できるようにされている。
【０１０９】
逆ミセル中に被包されたＡｕクラスターがメーターを介して抄紙機のヘッドバットに供給されると、まず、逆ミセルとアニオン的な繊維との間に静電的な引力が生じ、さらに、上記の共有結合が生じる。
【０１１０】
ポリアミド−エピクロロヒドリンをベースとする耐水樹脂も強いカチオン性であり、上記と同様の共有結合を形成することができる。これを紙パルプに添加し、結合が多くのセルロース繊維と形成されるようにする。樹脂は、それ自身とも結合を作り、紙が特定の耐水性を持つのに必要なポリマー格子を形成する。
【０１１１】
このセルロース繊維のかたまり全体と化学添加物は機械ヘッドインクから円網に送られ、そこで加圧、乾燥、グル―イング、再乾燥、およびカレンダー処理を経て、最終的には紙のシートとなる紙の層が形成される。
このようにして製造した紙は、パスポートを印刷するのに用いられる。
【実施例８】
【０１１２】
セキュリティラベル用セキュリティ用紙の玉虫色シルクスクリーン印刷インクに適用するセキュリティマーカーとしての、ナノソーム中に被包された３から５原子および２０から２５原子の二つのＡｕクラスターのナノシステムの使用
本実施例では、ストーク（Ｓｔｏｒｋ）製シルクスクリーン印刷機、ストーク（Ｓｔｏｒｋ）製シルクスクリーン、ＦＮＭＴの円網抄紙機で製造した、天然セルロースをベースとする繊維紙、玉虫色インク、消泡剤、シカパ（Ｓｉｃｐａ）製架橋剤、および、ナノソーム内に被包されたＡｕクラスターの蛍光ＡＱＣ水溶液分散物を用いた。
【０１１３】
上記の装置、材料の主な特性は以下の通りである。
用紙の各面への印刷機の使用条件：
トンネル乾燥温度：１４５℃
印刷機速度：７０ｍ／分
吸引速度：２５００ｒｐｍ
吹き出し速度：２４００ｒｐｍ
乾燥後の紙の残存水分量：６．５％
シルクスクリーンの条件：
リファレンス：ＲＳＩ９００
現像：２５  ２／８“
メッシュ：１０５
開口面積：１５％
厚さ：１０５ミクロン
幅：９１０ｍｍ
玉虫色インクおよび添加剤の条件：
インクの商品名：シルクスクリーン印刷インク５ＷＲ１２４１
消泡剤の商品名：アディティブ（Ａｄｄｉｔｉｖｅ）８８０７７５
架橋剤の商品面：アディティブ（Ａｄｄｉｔｉｖｅ）３７００１０
架橋剤添加後のインクの粘度：２０ｓ  ＣＰ４
印刷インクの粘度：１８ｓ  ＣＰ４
用紙の主な条件：
繊維成分：１００％木綿セルロース
重量：９０ｇ／ｍ２
ワニス処理後の重量：９６ｇ／ｍ２
厚さ：１１５ミクロン
フェルト面のベントセン平滑度：＜７００ｍｌ／分
繊維面のベントセン平滑度：＜８００ｍｌ／分
ベントセン透気度：＜２０ｍｌ／分
筋付け後のベントセン透気度：＜１４０ｍｌ／分
コッブ値：４０−７０ｇ／ｃｍ２
灰分：＜３％
不透明度：８４％
【０１１４】
実施方法：
まず、印刷機を起動させ安定した稼働状態にしたら、シルクスクリーンを配置し、紙のリールを巻き戻しスクリューにセットして、紙を印刷機内に掛け渡しまわす。インクに架橋剤を、インクに対して１．５重量％の割合で混合して、実重量２０ｋｇのインクドラム内で穏やかに撹拌する。この混合物にナノソーム内に被包されたＡｕクラスターの水溶液１００ｍｌと泡が生じないように消泡剤を加える。この組成物が完全に分散したら、ドラムの内容物をポンプで印刷機のインク入れに送る。紙を印刷用シルクスクリーンにセットしたら、印刷を開始する。インクはスクリーンの片面に設けられた画像意匠に応じてスクリーンの穴を通って印刷されるが、この印刷工程の間は常に、最終的な紙の水分量、インクの粘度、印刷機の条件を制御する。
【実施例９】
【０１１５】
パスポート印刷用に使われる証券用紙の表面に適用するセキュリティマーカーとしての、ナノソーム中に被包された２から８原子および１５から３０原子の二つのＡｇクラスターのナノシステムの使用
本実施例では、円網抄紙機と、様々な薬品を用いて予め適度に漂白、改質したセルロース繊維の水分散液を使用した。用いた薬品は、例えば、消泡剤、電荷保持剤、色定着剤、二酸化チタンやケイ酸アルミナなどの無機充填材、顔料染料、イオンやｐＨ調整剤、およびカルボキシメチルセルロースなどの耐乾燥樹脂（これらはすべて製造する紙の物性に応じて、それぞれ適当な量で添加されるが、これらの量は、いずれも得ようとするセキュリティマーカーの性質には影響を与えないので特に言及しない）などである。このセルロース繊維でベースパルプを作り、ｐＨが７から８の水を約３重量％含む紙を製造する。
【０１１６】
ポリアミド−エピクロロヒドリンをベースとする耐水樹脂も強いカチオン性であり、上記と同様の共有結合を形成することができる。これを紙パルプに添加し、結合が多くのセルロース繊維と形成されるようにする。樹脂は、それ自身とも結合を作り、紙が特定の耐水性を持つのに必要なポリマー格子を形成する。
【０１１７】
このセルロース繊維のかたまり全体と化学添加物は機械ヘッドインクから円網に送られ、そこで加圧、乾燥処理を経て紙の層が形成される。
【０１１８】
乾燥後に、紙をグル―イング領域に移動させ、そこでポリビニルアルコール（例えば、エアープロダクツアンドケミカルズ（Ａｉｒ  Ｐｒｏｄｕｃｔ＆Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ）製エアーボル（Ａｉｒｖｏｌ）１０３）をベースとする接着剤の希釈液を満たしたトレイに浸潤させる。この接着剤１００リットルに対して、ナノソーム内に被包されたＡｇクラスターの水溶液１００ｍｌを加えておく。ナノソームは接着剤の水酸基の酸素原子と共有結合が作れるように好適に機能化されている。
【０１１９】
続いて、紙を絶対水分量が５％になるまで乾燥、カレンダー処理する。
このようにして製造した紙は、パスポートを印刷するのに用いられる。
【実施例１０】
【０１２０】
自己接着性セキュリティラベル印刷用のコーティング層紙に適用するセキュリティマーカーとしての、ナノソーム中に被包された３から５原子および２０から２５原子の二つのＡｕクラスターのナノシステムの使用
本実施例では、自己接着性セキュリティラベルのオフセット印刷で使用するコーティング紙のためにナイフコーティング機を用いる。このコーティング機には、予め用意された、下記のような特定のコーティングスリップ剤を用いる。
【０１２１】
無機充填剤：８０％の炭酸カルシウム（例えば、スペシャリティーミネラルズ（Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ  Ｍｉｎｅｒａｌｓ）製アルバカーＨＯ（Ａｌｂａｃａｒ  ＨＯ）スラリー）と２０％のカオリン（例えば、イマリス（Ｉｍｅｒｙｓ）製スプラグロス（Ｓｕｐｒａｇｌｏｓｓ）９５）で、スリップ剤の５０部を得る。
合成バインダー：１０部  ブタンジエンスチレンラテックス（例えば、ＢＡＳＦ製スチロナル（Ｓｔｙｒｏｎａｌ）Ｄ−５１７）
合成コバインダー：２部（例えば、ＢＡＳＦ製アクロナル（Ａｃｒｏｎａｌ）７００Ｌ）
増粘剤：１部  カルボキシメチルセルロース
不溶化剤：１部（例えば、ＢＡＳＦ製バソコール（Ｂａｓｏｃｏｌｌ）ＯＶ）
添加剤：１部  水酸化ナトリウム
ナノソーム内に被包されたＡｕクラスター水溶液：１部
水：上記に加えて１００部にする。
【０１２２】
コーティングする自己接着性紙は以下のような特性を持っている。
総重量：２００ｇ／ｍ２
シリコン処理した支持体の重量：８２ｇ／ｍ２
接着剤の重量：２０ｇ／ｍ２
前面の繊維成分：機械パルプによる１００％セルロース
【０１２３】
コーティング機の条件：
トンネル乾燥温度：１４５℃
コーティング機速度：１５０ｍ／分
乾燥後の紙の残存水分量：６．５％
コーティングした紙の物性：
総重量：２２０ｇ／ｍ２
コーティング層の重量：２０ｇ／ｍ２
コーティング面のベック平滑度：２００秒
灰分：２０％
不透明度：８４％
【０１２４】
実施方法：
まず、コーティング機を起動させ安定した稼働状態にしたら、紙のリールを巻き戻しスクリューにセットして、紙を機内に掛け渡しまわす。コーティングスリップ剤はメーターを介してナイフコーティング機のトレイに送られ、リールの紙が終わるまで一定の稼働条件でコーティングを行う。
【０１２５】
コーティングが終了したら、平滑度が一定になるまで巻き取った紙をカレンダー処理し、引き続いて、セキュリティラベルのリール印刷もしくはシート印刷をするのに必要な様式に裁断する。
【実施例１１】
【０１２６】
証券用紙本体に含有させるためにセキュリティファイバー本体に適用するセキュリティマーカーとしての、短鎖ナノソーム中に被包された２から５原子および１０から２０原子の二つのＡｕクラスターのナノシステムの使用
本実施例では、プラスチック材料押出成形機を用いる。この成形機は、ポリマー材料のチップを測るメーター付きの円断面を有するホッパー、短鎖ナノソーム中に被包されたＡｕクラスターを測るピストンメーター、マドック型ミキサーとスピニングヘッドを備えた単軸押出機、空冷システム、ファイバーテンパリング・テンシングシステム、および、カッターを具備してなっている。使用する際の主な稼働パラメータ、ならびに機械の構成パラメータは下記の通りである。
【０１２７】
押出機スクリューの構成：
スクリュー径：５ｃｍ
フィード部のスクリュー長：５０ｃｍ
加圧部のスクリュー長：３０ｃｍ
メーター部のスクリュー長：２０ｃｍ
ブレード角：１７．６５°
スレッドピッチ：５ｃｍ
シリンダーとスクリューとの間のギャップ：０．５ｃｍ
メーター部溝の深さ：０．２５ｃｍ
フィード部溝の深さ：０．７５ｃｍ
シリンダーの外径：７．０１ｃｍ
シリンダーの内径：５．０１ｃｍ
ミキサー長：１０ｃｍ
スピニングヘッドの開口数：５０
開口径：０．１５ｍｍ
【０１２８】
押出機の稼働パラメータ：
シリンダーの長さ方向の温度範囲：１２０−１８５℃
スピニングヘッド射出口でのファイバー射出量：１０  ｌ／時
射出速度：３．１４ｍ／秒（時間当たり７．５ｋｇのファイバー）
ポリマー材料の物性
組成：リオンデルベーセル（ＬｙｏｎＤｅｌｌＢａｓｅｌｌ）製ポリプロピレン（例えば、ＨＭ５６０Ｒ）
チップ密度：０．９１ｇ／ｃｍ３
溶融温度：１４５℃
流動性指数：２５ｇ／１０分（２３０℃／２．１６ｋｇ）
セキュリティファイバーの物性
太さ：０．０２ｍｍ
長さ：３ｍｍ
【０１２９】
実施方法：
まず、押出成形機を上記の稼働および構成パラメータのもとで起動させ安定した稼働状態にしたら、熱したポッパーにポリプロピレンのチップを充填する。次に、フィード部と押出機の加圧部の間に配置された縦型ピストンメーターを用いて、短鎖ナノソーム中に被包されたＡｕクラスターを含むマーカーを供給する。材料は、スクリュー内を進むに従って混合され、ホッパー内での常圧からノズルを通って射出口に至るまで加圧されていく。なお、ミキサーに至る前に、各成分はメッシュやフィルターを通っている。ミキサーを通過後に、材料は最大圧を受け、微細な開口が設けられたスピニングヘッドを通ってファイバーが製造される。
【０１３０】
得られたファイバーは気流によって冷却しなければならず、その後、緊張装置の駆動ローラーによって回収される。この装置内で、ファイバーは、フィラメントの軸方向に結晶構造を配列して、長さを伸ばすことができる。これは乾燥チャンバーの末端にあるローラーが、スピニングヘッド射出口の４倍の速さで回転することで行われる。
【０１３１】
次に、別のローラーによってファイバーは切断機に送られ、そこで一連の固定ブレードによって特定の長さに切断される。
【実施例１２】
【０１３２】
ＩＤカード類用ポリマー基板に用いるシルクスクリーン印刷インクに適用するセキュリティマーカーとしての、ナノソーム中に被包された３から５原子および２０から２５原子の二つのＡｕクラスターのナノシステムの使用
本実施例では、ストーク（Ｓｔｏｒｋ）とティーメ（Ｔｈｉｅｍｅ）によって共同製造された紫外乾燥を行うシルクスクリーン印刷機、ストーク（Ｓｔｏｒｋ）製ロタプレート（Ｒｏｔａｐｌａｔｅ）シルクスクリーン、ポリエステルベースのポリマー基板、シカパ（Ｓｉｃｐａ）製シルクスクリーンインク、および、ナノソーム中に被包されたＡｕクラスターの水溶液を用いる。
【０１３３】
上記の装置、材料の主な特性は以下の通りである。
用紙の各面への印刷機の使用条件：
印刷速度：４０００枚／時
乾燥条件：６０％
シルクスクリーン  ロタプレート（Ｒｏｔａｐｌａｔｅ）１２５Ｗの条件：
メッシュ：１２５ｈｐｉ
厚さ：１２０ミクロン
開口面積：４３％
直径：１４０ミクロン
玉虫色インクおよび添加剤の条件：
インクの商品名：シルクスクリーン印刷インク３Ｚ１Ｑ０９
印刷インクの粘度：１２０ｓ  ＣＰ４
ポリマー基板の主な条件：
組成：ＰＰＧインダストリーズ（ＰＰＧ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ）製ポリエステル（例えば、テスリン（Ｔｅｓｌｉｎ）ＳＰ  １０００）
厚さ：２００ミクロン
【０１３４】
実施方法：
まず、印刷機を起動させ安定した稼働状態にしたら、シルクスクリーンとポリエステル基板を配置する。次に、ナノソーム中に被包されたＡｕクラスターの水溶液１００ｍｌを予めシルクスクリーンインクに加えた混合物をポンプで印刷機のインク入れに送り、印刷を開始する。インクはスクリーンの片面に設けられた画像意匠に応じてスクリーンの穴を通って印刷されるが、この印刷工程の間は常に、インクの粘度、印刷機の条件を制御する。
【実施例１３】
【０１３５】
郵便切手印刷用のコーティング層紙に適用するセキュリティマーカーとしての、ナノソーム中に被包された２から８原子および１５から３０原子の二つのＡｇクラスターのナノシステムの使用
本実施例では、フィルムプレスコーティング機を用いる。このコーティング機には、郵便切手のグラビア印刷用にコーティングされた紙に用いるため、特に、下記のような物性になるように予め用意されたコーティングスリップ剤を用いる。
【０１３６】
無機充填剤：５０部  カオリン（例えば、イマリス（Ｉｍｅｒｙｓ）製スプラグロス（Ｓｕｐｒａｇｌｏｓｓ）９５）
合成バインダー：１２部  ブタンジエンスチレンラテックス（例えば、ＥＯＳポリマーズ（ＥＯＳ  Ｐｏｌｙｍｅｒｓ）製Ｌ−８０００）
合成コバインダー：２部（例えば、ＢＡＳＦ製アクロナル（Ａｃｒｏｎａｌ）７００Ｌ）
増粘剤：１部  カルボキシメチルセルロース
不溶化剤：１部（例えば、ＢＡＳＦ製バソコール（Ｂａｓｏｃｏｌｌ）ＯＶ）
添加剤：１部  水酸化ナトリウム
ナノソーム内に被包されたＡｇクラスター水溶液：１部
水：上記に加えて１００部にする。
【０１３７】
コーティングする支持体用紙は以下のような特性を持つ。
総重量：９０ｇ／ｍ２
厚さ：１２０ミクロン
繊維成分：機械パルプによる１００％セルロース
【０１３８】
コーティング機の条件：
トンネル乾燥温度：１５０℃
コーティング機速度：１７０ｍ／分
乾燥後の紙の残存水分量：５．５％
コーティングした紙の物性：
総重量：１１０ｇ／ｍ２
コーティングした層の重量：２０ｇ／ｍ２
コーティングした面のベック平滑度：１８００秒
灰分：１５％
不透明度：８０％
【０１３９】
実施方法：
まず、コーティング機を起動させ安定した稼働状態にしたら、紙のリールを巻き戻しスクリューにセットして、紙を機内に掛け渡しまわす。コーティングスリップ剤はメーターを介してトレイに送られ、紙に接触するシリンダーに供給される。コーティング処理を開始し、リールの紙が終わるまで一定の稼働条件でコーティングを行う。
【０１４０】
コーティングが終了したら、平滑度が一定になるまで巻き取った紙をカレンダー処理し、引き続いて、郵便切手のリール印刷もしくはシート印刷を行うのに必要な様式に裁断する。
【実施例１４】
【０１４１】
ゴム糊付き納税印紙またはセキュリティラベル印刷用のゴム糊付き層紙に適用するセキュリティマーカーとしての、ナノソーム中に被包された３から５原子および２０から２５原子の二つのＡｕクラスターのナノシステムの使用
本実施例では、フィルムプレスコーティング機を用いる。このコーティング機には、ゴム糊付き納税印紙またはセキュリティラベルのオフセット印刷用ゴム糊付き紙に用いるため、特に予め用意された再湿ゴム糊のスリップ剤を用いる。ここで用いる再湿ゴム糊スリップ剤はポリ酢酸ビニル、例えば、ヘンケルアドヘッシブ・アンド・テクノロジーズ（Ｈｅｎｋｅｌ  Ａｄｈｅｓｉｖｅ  ＆  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ）製Ａ−４５２４、をベースにしたものである。１０００ｋｇのゴム糊スリップ剤タンクに対して、ナノソーム中に被包されたＡｕクラスターの水分散液１リットルと、３部の水と１部の青の食用色素、例えば、クラリアント（Ｃｌａｒｉａｎｔ）製ベルデカルタＤＡＭリキド（Ｖｅｒｄｅ  Ｃａｒｔａ  ＤＡＭ  Ｌｉｑｕｉｄｏ）を予め混合したものを１４００ｇ加える。
【０１４２】
ゴム糊をつける支持体紙は以下のような特性を持つ。
総重量：９５ｇ／ｍ２
厚さ：９８ミクロン
繊維成分：機械パルプによる１００％セルロース
【０１４３】
コーティング機の条件：
トンネル乾燥温度：１３０℃
コーティング機速度：１４０ｍ／分
乾燥後の紙の残存水分量：５．５％
ゴム糊をつけた紙の物性：
総重量：１０５ｇ／ｍ２
コーティング層の重量：１０ｇ／ｍ２
再湿ゴム糊の接着力：２５ｇＦ／ｍｍ
灰分：１０％
不透明度：８０％
【０１４４】
実施方法：
まず、再湿ゴム糊を塗布するのに用いるコーティング機を起動させ安定した稼働状態にしたら、紙のリールを巻き戻しスクリューにセットして、紙を機内に掛け渡しまわす。ゴム糊スリップ剤はメーターを介してトレイに送られ、紙に接触するシリンダーに供給される。ゴム糊の塗布を開始し、リールの紙が終わるまで一定の稼働条件で行う。
【０１４５】
塗布が終了したら、引き続き、ゴム糊付き納税印紙またはセキュリティラベルのリール印刷もしくはシート印刷を行うのに必要な様式に裁断する。
【実施例１５】
【０１４６】
有価証券印刷用証券用紙本体へ挿入するセルローステープの表面に適用するセキュリティマーカーとしての、ナノソーム中に被包された３から５原子および２０から２５原子の二つのＡｕクラスターのナノシステムの使用
本実施例では、ジャーヴェ（Ｇｉａｖｅ）製グラビア印刷機、ジラバ（Ｚｉｒａｂａ）でエッチングされたア−チル（Ａｒｔｃｙｌ）製グラビアシリンダー、ミクエルアンドコスタス（Ｍｉｑｕｅｌ  ａｎｄ  Ｃｏｓｔａｓ）製天然セルロースベースの繊維紙、シカパ（Ｓｉｃｐａ）製グラビアインク、およびナノソーム中に被包されたＡｕクラスターの水溶液を用いた。
【０１４７】
上記の装置、材料の主な特性は以下の通りである。
用紙の各面への印刷機の使用条件：
トンネル乾燥温度：４５℃
印刷機速度：８０ｍ／分
リール張力：１５０Ｎ
ヘリオファン（帯電防止剤）：６０％
グラビアシリンダーの条件
エッチングタイプ：化学
ライン解像度：９０本／ｃｍ
セルの深さ：３４ミクロン
テーブル：５１０ｍｍ
直径：２４“＝１９４．０２ｍｍ
インクの条件：
インクの商品名：６７Ｅ９０１１
インクの粘度：３２ｓ  ＣＰ４
塗布用ワニスの粘度：３２ｓ  ＣＰ４
用紙の主な条件：
繊維成分：１００％セルロース
重量：１８ｇ／ｍ２
厚さ：３０ミクロン
ベントセン透気度：１４４ｍｌ／分
不透明度：２５％
【０１４８】
実施方法：
まず、印刷機を起動させ安定した稼働状態にしたら、グラビアシリンダーを巻き戻しスクリューに配置し、紙を印刷機内に掛け渡しまわす。ナノソーム内に被包されたＡｕクラスターの水溶液１００ｍｌにインクを混ぜ、この組成物が完全に分散したら、ドラムの内容物をポンプで印刷機のインク入れに送る。紙を印刷シリンダーにセットしたら、紙の一方の面への印刷を開始する。この印刷工程の間は常に、最終的な紙の水分量、インクの粘度、印刷機の条件を制御する。印刷が終わったら、リールの紙は、最低でも室温（２３℃、５０％ＲＨ）で２４時間静置させる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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