DE19926980A1 - Verstärkung der Leuchtdichte von langnachleuchtenden und/oder fluoreszierenden Oberflächen - Google Patents
Verstärkung der Leuchtdichte von langnachleuchtenden und/oder fluoreszierenden OberflächenInfo
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Licht gerichtet ausstrahlenden, langnachleuchtenden und/oder fluoreszierenden Gegenstand, dessen Verwendung als Sicherheitsmarkierung und ferner ein Verfahren zur Verstärkung der Leuchtdichte eines langnachleuchtenden und/oder fluoreszierenden Gegenstandes.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft langnachleuchtende und/oder fluoreszierende
Gegenstände, vorwiegend langnachleuchtende und/oder fluoreszierende Flächen,
Schichten oder Beschichtungen mit hoher Leuchtdichte und gerichteter Licht
ausstrahlung, ein Verfahren zur Verstärkung der Leuchtdichte eines langnach
leuchtenden und/oder fluoreszierenden Gegenstandes und die Verwendung eines
erfindungsgemäßen Gegenstandes als Sicherheitsmarkierung.
Langnachleuchtende und/oder fluoreszierende Sicherheitsmarkierungen werden
zur Kennzeichnung von Rettungs- und Fluchtwegen sowie zur Kennzeichnung
von sicherheitsrelevanten Einrichtungen auf Rettungs- und Fluchtwegen
eingesetzt, so daß diese auch bei Lichtausfall noch erkannt werden können.
Maßgebend für die Wahrnehmbarkeit langnachleuchtender und/oder fluores
zierender Sicherheitsmarkierungen im Falle von plötzlichem Energieausfall und
absoluter Dunkelheit ist die Phosphoreszenzleuchtdichte sowie die Größe der
phosphoreszierenden Fläche. In jüngerer Zeit werden aufgrund neuerer Entwick
lungen sowohl seitens der Phosphoreszenzleuchtstoffe als auch bei der
Herstellung und des Designs langnachleuchtender und/oder fluoreszierender
Sicherheitsmarkierungen, die in Form von Schildern, Platten, Folien und
Formteilen eingesetzt werden, langnachleuchtende und/oder fluoreszierende
Sicherheitsmarkierungen in weit stärkerem Maß in den verschiedensten Bereichen
eingesetzt als klassische Notlichtanlagen. Langnachleuchtende und/oder
fluoreszierende Sicherheitsmarkierungen sind wesentlich flexibler einsetzbar als
klassische Notlichtanlagen, sowohl in der allgemeinen Arbeitswelt als auch in
öffentlichen und gewerblichen Einrichtungen, Gebäuden, Wegen, Treppen,
Bahnhöfen, auf Schiffen u. ä. mit hoher Besucherfrequenz bzw. Besucherpräsenz.
Wie bereits angedeutet, ist besonders maßgebend für die Erkennbarkeit eines
langnachleuchtenden und/oder fluoreszierenden Sicherheitsproduktes neben der
Flächengröße auch die Leuchtdichte. Die Leuchtdichte wird beeinflußt von der
Qualität des Leuchtstoffes, von der Leuchtstoffbelegungsmenge, ausgedrückt in
g/m2, von der Art und Farbe des Untergrunds, der Transparenz des Mediums, in
welchem der Leuchtstoff eingebettet ist, wie beispielsweise ein Lack oder ein
Polymer, sowie von der Verarbeitung. Darüber hinaus hängt die Leuchtdichte im
Anwendungsfall naturgemäß sehr stark von der vorhandenen Umgebungs
beleuchtung ab, d. h. von der Lichtart und von der Lichtmenge. Während weißes
und kaltweißes Licht von Leuchtstofflampen die langnachleuchtenden und/oder
fluoreszierenden Produkte sehr schnell auflädt, ist warmweißes oder rotes Licht in
weit geringerem Umfang geeignet. Die Bezeichnungen "kaltweiß" und
"warmweiß" werden hier gemäß den Standardwerten für Farbkoordinaten und
Farbtemperatur des American National Standards Institute verwendet (Standard
C78.376). Warmweißes oder rotes Licht wird im wesentlichen von Glühlampen
oder Leuchtstofflampen der Farbe "Warmton" ausgestrahlt. Unter Anwendungs
bedingungen, d. h. auf Flucht- oder Rettungswegen, in gewerblichen, industriellen
und öffentlichen Einrichtungen, ist aber damit zu rechnen, daß das vorhandene
Beleuchtungssystem alle Lichtarten enthält und gleichzeitig ist damit zu rechnen,
daß das Beleuchtungsniveau sehr niedrig ist. Es ist durchaus realistisch,
anzunehmen, daß man in Hotels oder auch in Treppenhäusern ein
Beleuchtungsniveau von 10 Lx ("Lx" entspricht einer Einheit der Beleuchtungs
stärke als Quotient aus Lichtstrom und ausstrahlender Fläche) und weniger
vorfindet.
Um unter solchen Bedingungen langnachleuchtende und/oder fluoreszierende
Markierungen dennoch effektiv anwenden zu können, müssen die langnach
leuchtenden und/oder fluoreszierenden Markierungen eine hohe Phosphoreszenz
ladekapazität und auch eine hohe Leuchtdichte beim Abklingen der Lichtemission
haben. Zu beachten ist hierbei vor allem, daß die Beladung der Oberfläche einer
Markierung mit einem Phosphoreszenzpigment, die in g/m2 angegeben wird, die
Herstellungskosten eines langnachleuchtenden und/oder fluoreszierenden Markie
rungsproduktes mitbestimmt. Je höher die Beladung der entsprechenden Ober
fläche mit einem ausgewählten Phosphoreszenzpigment, desto höher sind auch die
Herstellungskosten der betreffenden Markierung.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Phosphoreszenz- bzw.
Fluoreszenzleuchtdichte von langnachleuchtenden und/oder fluoreszierenden
Markierungen, insbesondere von Sicherheitsmarkierungen, bei gleicher
Leuchtstoffbelegungsmenge und auch sonst gleichen Bedingungen deutlich zu
erhöhen, so daß die Wahrnehmbarkeit dieser Markierungen signifikant erhöht
wird und somit flüchtenden Personen in Gefahrensituationen der rettende Weg
noch besser und zuverlässiger signalisiert wird.
Diese Aufgabe wird durch einen Gegenstand gemäß Anspruch 1 und ein Verfah
ren gemäß Anspruch 10 gelöst. Weitere Ausgestaltungsmöglichkeiten und
Vorteile werden in den Unteransprüchen angegeben.
Während die Leuchtdichte einer langnachleuchtenden und/oder fluoreszierenden
Markierung unabhängig ist von dem Winkel ϑ zwischen der Flächennormalen und
der Beobachtungsrichtung und immer einen konstanten Wert B0 hat, variiert
hingegen die Lichtstärke dI mit ϑ und ist in Richtung ϑ proportional zu cosϑ,
denn aus der Richtung ϑ gesehen, hat die ausstrahlende Fläche dA der
Markierung nur noch die scheinbare Fläche dA' = dA cosϑ. Diese Proporionalität
zu cosϑ bezeichnet man als das Lambert-Gesetz:
dI(ϑ) = B0 dA' = B0 dA cosϑ (I)
B0 = dI(ϑ)/dA cosϑ (II)
Die vorliegende Erfindung stellt nun gemäß Anspruch 1 einen langnach
leuchtenden und/oder fluoreszierenden Gegenstand bereit, der mindenstens einen
langnachleuchtenden oder fluoreszierenden Leuchtstoff oder ein Gemisch aus
zwei oder mehr davon aufweist und Licht gerichtet ausstrahlt, d. h. das Licht wird
in einer Vorzugsrichtung, beispielsweise senkrecht zur Oberfläche des
lichtemittierenden Gegenstandes ausgestrahlt.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der langnachleuchtende
und/oder fluoreszierende Gegenstand mit einem Interferenzfilter versehen. Mit
Hilfe eines geeigneten Interferenzfilter ist es möglich, eine Lichtbündelung in eine
Vorzugsrichtung senkrecht zur lichtemittierenden Fläche zu erreichen und damit
zunächst die Lichtstärke dI(ϑ) in dieser Richtung ϑ und somit auch die
Leuchtdichte B0 in dieser Richtung erheblich zu erhöhen.
Bei den herkömmlichen langnachleuchtenden und/oder fluoreszierenden
Sicherheitsmarkierungen wird das Licht in Winkeln zwischen 0° und 180° zur
abstrahlenden Oberfläche der Markierung abgestrahlt. Durch entsprechende
Anordnung eines Interferenzfilters an der abstrahlenden Oberfläche der
Markierung kann die Leuchtdichte orthogonal zur Oberfläche gegenüber
herkömmlichen langnachleuchtenden und/oder fluoreszierenden Sicherheits
markierungen verstärkt werden. Durch den Interferenzfilter kann bei
entsprechender Anordnung desselben an der abstrahlenden Oberfläche der
Markierung einerseits der Winkel ϑ, unter welchem Licht abgestrahlt wird, auf
einen kleineren Winkelbereich beschränkt werden und gleichzeitig Licht, das
ansonsten außerhalb dieses Winkelbereiches emittiert worden wäre in diesen
beschränkten Winkelbereich reflektiert werden. Somit wird die Leuchtdichte B0
der Oberfläche in diese Vorzugsrichtung ϑ deutlich verstärkt.
Bezüglich der Art des verwendbaren Interferenzfilters existieren keine Beschrän
kungen. In einer bevorzugten Ausführungsform liegt der Interferenzfilter in Form
einer Folie vor, die auf der Oberfläche des lichtemittierenden Gegenstandes aufge
bracht wird. Diese Ausführungsform ist bezüglich ihrer Herstellung vorteilhaft,
weil das Aufbringen einer Folie relativ schnell und einfach durchzuführen ist. Der
Interferenzfilter kann dabei auch aus einer Kombination mehrerer Folien
bestehen.
Alternativ dazu kann der Intereferenzfilter auch einer auf ein geeignetes Substrat
aufgedampften Schicht oder mehreren aufgedampften Schichten entsprechen.
Eine weitere Alternative stellt eine Ausführungsform dar, in der die Trägerschicht
selbst einen Interferenzfilter darstellt, wenn z. B. der Leuchtstoff mittels Sieb
druck auf die Rückseite der Interferenzfolie gedruckt wird.
Der erfindungsgemäße langnachleuchtende und/oder fluoreszierende Gegenstand
weist mindestens einen Leuchtstoff auf. Je nach dem gewählten Leuchtstoff ist die
Dauer des Nachleuchtens oder der Fluoreszenz unterschiedlich lang.
Beispielhaft zu nennen sind:
Leuchtstoffe, wie sie beispielsweise in Ullmanns Encyklopädie der Technischen
Chemie, 4. Auflage, Band 16, S. 179 ff. (1975) beschrieben sind, z. B. solche auf
Basis von Sulfiden, wie z. B. CaS:Bi, CaSrS:Bi, ZnS:Cu und ZnCdS:Cu.
Leuchtstoffe auf Basis von Erdalkali-Aluminaten, wie z. B. mit Europium oder mit
Blei aktivierte Erdalkalimetall-Aluminate, wobei das Erdalkalimetall Strontium
oder ein Gemisch aus Strontium und Calcium ist, wie z. B. in der EP-A 0 094 132
und der US 3,294,699 (Sr-Aluminat/Europium) beschrieben, ebenfalls durch
Europium aktivierte Erdalkali-Aluminate, mit Barium und Strontium als
Erdalkalimetalle, wie in DE-A 18 11 732 beschrieben;
Leuchtstoffe umfassend eine Matrix der Formel M1-xAl2O4-x, wobei M mindestens
ein Metall ausgewählt unter Ca, Sr und Ba ist, und X eine ganze Zahl ungleich 0
ist, und die Matrix Eu als Aktivator und als Co-Aktivator mindestens ein unter La,
Ce, Pr, Nd, Sm, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, Mn, Sn und Bi enthält, wie in
der EP-A 0 710 709 beschrieben;
Leuchtstoffe umfassend eine Zusammensetzung MO ~ a(Al1-bBb)2O3: cR, worin
0,5 ≦ a ≦ 10,0, 0,0001 ≦ b ≦ 0,5 und 0,0001 ≦ c ≦ 0,2 ist, MO mindestens ein
zweiwertiges Metalloxid, ausgewählt aus MgO, CaO, SrO und ZnO, darstellt, und
R Eu und mindestens ein zusätzliches Seltenerdelement darstellt, wie in der DE-A
195 21 119 beschrieben;
Seltenerdmetalldotierte Erdalkalialuminate, wie in der EP-A 0 710 709 und der DE-A 195 21 119 beschrieben;
Leuchtstoffe umfassend eine Matrix mit der Formal MAl2O4, wobei M Calcium, Strontium oder Barium ist und die Matrix Europium als Aktivator und als Co- Aktivator mindestens ein unter Lanthan, Cer, Praeseodym, Neodym, Samarium, Gadolinium, Dysprosium, Holmium, Erbium, Thulium, Ytterbium, Lutetium, Zinn und Wismut enthält, wie in der EP-B 0 622 440 beschrieben; durch Europium aktivierte ternäre Metalloxide enthaltend SrO oder BaO oder Gemische davon, Al2O3 oder ein Gemisch aus Al2O3 und Ga2O3 und ZnO oder MgO, wie in US 4,216,408 beschrieben;
und Leuchtstoffe, enthaltend mindestens ein Metalloxid, ausgewählt unter MgO, CaO, SrO und ZnO, sowie als Aktivator Eu2+ und mindestens ein zusätzliches Seltenerdelement, ausgewählt unter Pr, Nd, Dy und Tm, vorzugsweise Dy, wie in US 5,376,303 beschrieben.
Seltenerdmetalldotierte Erdalkalialuminate, wie in der EP-A 0 710 709 und der DE-A 195 21 119 beschrieben;
Leuchtstoffe umfassend eine Matrix mit der Formal MAl2O4, wobei M Calcium, Strontium oder Barium ist und die Matrix Europium als Aktivator und als Co- Aktivator mindestens ein unter Lanthan, Cer, Praeseodym, Neodym, Samarium, Gadolinium, Dysprosium, Holmium, Erbium, Thulium, Ytterbium, Lutetium, Zinn und Wismut enthält, wie in der EP-B 0 622 440 beschrieben; durch Europium aktivierte ternäre Metalloxide enthaltend SrO oder BaO oder Gemische davon, Al2O3 oder ein Gemisch aus Al2O3 und Ga2O3 und ZnO oder MgO, wie in US 4,216,408 beschrieben;
und Leuchtstoffe, enthaltend mindestens ein Metalloxid, ausgewählt unter MgO, CaO, SrO und ZnO, sowie als Aktivator Eu2+ und mindestens ein zusätzliches Seltenerdelement, ausgewählt unter Pr, Nd, Dy und Tm, vorzugsweise Dy, wie in US 5,376,303 beschrieben.
Dabei werden vorzugsweise Leuchtstoffe auf der Basis eines Erdalkali-Aluminats,
insbesondere die in der EP-B 0 622 440, der EP-A 0 710 709, der DE-A 195 21
119 und der US 5,376,303 beschriebenen Leuchtstoffe, eingesetzt.
Vorzugsweise verwendet man hier Leuchtstoffe auf der Basis von SrAl2O4:Eu, Dy
oder ZnS:Cu-Leuchtstoffe. Beispielhaft zu nennen sind die im Handel unter der
Markenbezeichnung "LUMILUX® Langnachleuchtende Pigmente", nämlich
LUMILUX® Grün SN-CR, LUMILUX® Grün SN-C, LUMILUX® Grün SN-
FOG, LUMILUX® Grün SN-F2, LUMILUX® Grün SN-S, LUMILUX® GrünN 5,
LUMILUX® Grün N-PM, LUMILUX® Grün N-N, LUMILUX® Grün N2,
LUMILUX® MB Grün SN, LUMILUX® Grün NM 33 bekannt sind oder auch die
die unter der Bezeichnung "LUMILUX® Effekt Pigmente" erhältlich sind, so zum
Beispiel LUMILUX® Effekt Blau N, LUMILUX® Blaugrün SN, LUMILUX®
Blaugrün SN-F, LUMILUX® Effekt Grün N, LUMILUX® Effekt Grün N-L,
LUMILUX® Effekt Grün N-E, LUMILUX® Effekt Grün N-F, LUMILUX® Effekt
Grün N-FG, LUMILUX® Effekt Grün N-FF, LUMILUX® Effekt Sipi F Gelb SN,
LUMILUX® Effekt Sipi Gelb, LUMILUX® Effekt Sipi Rot, LUMILUX® Effekt
Rot N 100, LUMILUX® Effekt Rot N 40.
Aber auch alle anderen Leuchtstoffe sind verwendbar, wie beispielsweise UV-
anregbare, also fluoreszierende, Leuchtstoffe. Darunter zählen beispielsweise
Lampenleuchtstoffe, die im Handel unter der Bezeichnung "LUMILUX® Q-
Pigmente" erhältlich sind, nämlich unter den Markennamen LUMILUX® Rot
QYV, LUMILUX® Rot QYO, LUMILUX® Rot QG, LUMILUX® Blau QCW.
Auch anorganische Codierungspigmente mit der Markenbezeichnung
"LUMILUX® C-Pigmente" können verwendet werden. Diese sind beispielsweise
unter den Markennamen LUMILUX® Weiß CD 128, LUMILUX® Blau CD 164,
LUMILUX® Blau CD 165, LUMILUX® Blau CD 162, LUMILUX® Blau CD
144, LUMILUX® Grün CD 140, LUMILUX® Grün CD 112, LUMILUX® Grün
CD 111, LUMILUX® Grün CD 1116, LUMILUX® Grün CD 117, LUMILUX®
Grün CD 145, LUMILUX® Grün CD 163, LUMILUX® Grün CD 166,
LUMILUX® Türkis CD 167, LUMILUX® Rot CD 110, LUMILUX® Gelborange
CD 135, LUMILUX® Gelborange CD 130, LUMILUX® Rot CD 168,
LUMILUX® Rot CD 120, LUMILUX® Rot CD 141, LUMILUX® Rot CD 105,
LUMILUX® Rot CD 106.
Die Menge des verwendeten Leuchtstoffs ist nicht in besonderer Weise
beschränkt. Vorzugsweise liegt die Belegung bei ZnS-Leuchtstoffen in einem
Bereich von 300 g/m2 bis 400 g/m2, bei Leuchtstoffen auf der Basis von SrAl2O4
in einem Bereich von 30 g/m2 bis 300 g/m2.
Das Nachleuchten nach Entfernen der Anregungsquelle kann bei dunkel
adaptiertem Auge vorzugsweise noch nach 20 Stunden erkennbar sein.
In einer weiter bevorzugten Ausführungsform weist der erfindungsgemäße
Gegenstand mindestens die folgenden Elemente auf:
- a) eine Trägerschicht,
- b) mindestens eine über der Trägerschicht angeordnete, langnach leuchtende und/oder fluoreszierende Schicht,
- c) mindestens einen über der langnachleuchtenden und/oder fluoreszierenden Schicht angeordneten Interferenzfilter.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Interferenzfilter für senkrecht und
fast senkrecht zum Filter eingestrahltes grünes Licht transparent, während Licht,
das unter einem anderen Winkel auf den Interferenzfilter fällt von dem
Interferenzfilter reflektiert wird. Es kann auch ein nicht-grüner Leuchtstoff
verwendet werden. Das Licht, das also von der mindestens einen über der
Trägerschicht angeordneten langnachleuchtenden und/oder fluoreszierenden
Schicht in Richtung des Interferenzfilters emittiert wird, passiert den Filter nur
dann, wenn es in einem Winkel von 90° oder nur wenig davon abweichend den
Filter trifft. Lichtstrahlen, die unter einem wesentlich kleineren Winkel auf den
Interferenzfilter auftreffen, werden von dem Filter reflektiert und fallen wieder
zurück auf die langnachleuchtende und/oder fluoreszierende Schicht. Für die
reflektierten Lichtstrahlen gibt es mehrere Möglichkeiten. Sie können
beispielsweise von einem Leuchtstoffteilchen absorbiert und von diesem
Leuchtstoffteilchen später wieder emittiert werden oder aber die Lichtstrahlen
treffen auf einen zweiten Kristall und werden von diesem direkt in Richtung des
Interferenzfilters reflektiert. Letztlich kann es aber auch zu mehrfacher Reflexion
der Lichtstrahlen innerhalb der langnachleuchtenden und/oder fluoreszierenden
Schicht kommen. Somit ergibt sich also für die von dem Interferenzfilter
zurückreflektierten Lichtstrahlen nach erneuter Absorption innerhalb der
langnachleuchtenden und/oder fluoreszierenden Schicht bzw. nach der erneuten
Reflexion innerhalb dieser Schicht die Möglichkeit, wieder in Richtung
Interferenzfilter abgestrahlt zu werden. Somit wird die Leuchtdichte senkrecht
zum Interferenzfilter erhöht und gleichzeitig die seitlich abgestrahlte
Lichtintensität verringert. Mit Hilfe des Interferenzfilters wird demnach die
senkrecht zum Interferenzfilter beobachtbare Leuchtdichte zuungunsten der
seitlich zum Interferenzfilter beobachtbaren Leuchtdichte erhöht.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der erfindungsgemäße
Gegenstand neben den oben aufgeführten Schichten noch weitere Schichten auf,
beispielsweise eine UV-Schutzschicht oder eine Schutzschicht zur Verringerung
der Entflammbarkeit. Vorzugsweise befindet sich zwischen der Trägerschicht und
der Leuchtstoffschicht noch eine diffus reflektierende Schicht. Dadurch wird
sichergestellt, daß kein von der langnachleuchtenden und/oder fluoreszierenden
Schicht in Richtung entgegengesetzt zur Richtung des Interferenzfilters emittierter
Lichtstrahl verlorengeht, sondern zumindest wieder in die langnachleuchtende
oder fluoreszierende Schicht zurückreflektiert wird und somit die Möglichkeit hat,
sei es durch direkten Durchgang durch die langnachleuchtende und/oder
fluoreszierende Schicht oder durch nochmalige Absorption mit anschließender
Wiederemission oder durch ein- oder mehrmalige Reflexion innerhalb der
langnachleuchtenden und/oder fluoreszierenden Schicht, in Richtung des
Interferenzfilters abgestrahlt zu werden.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht die
Trägerschicht selbst aus einem diffus reflektierenden, weißen Material.
Vorzugsweise wird hier ein beschichtetes Metallblech oder eine Metallfolie
verwendet. Besonders bevorzugt wählt man Aluminium, aber auch andere Metalle
sind einsetzbar. Ferner kann die Trägerschicht, vorzugsweise das Metallblech,
eine weitere Schicht umfassend ein Email aufweisen. Emaille dient dabei als
Einbettungsmaterial für die Leuchtstoffpartikel.
Die langnachleuchtende und/oder fluoreszierende Schicht weist, wie bereits
angedeutet, mindestens einen phosphoreszierenden Leuchtstoff auf.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist der Träger aus Glas,
Quarzglas oder einem transparenten Polymer und die fluoreszierende Schicht
umfaßt einen UV-Leuchtstoff. In diesem Fall wird UV-Strahlung vorzugsweise
von hinten, d. h. durch den transparenten Träger auf die fluoreszierende Schicht
eingestrahlt.
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Gegenstandes, weist die langnachleuchtende und/oder fluoreszierende, den
mindestens einen Leuchtstoff enthaltende Schicht neben dem phosphores
zierenden oder fluoreszierenden Leuchtstoff weitere Substanzen auf, wie
beispielsweise Bindemittel oder Füllstoffe. Beispielweise werden hier Polymere,
wie beispielsweise PVC, Weißpigmente wie TiO2, UV-Absorber, flammhemmen
de Mittel und/oder Siebdruckbindemittel eingesetzt.
Weiterhin betrifft die Erfindung auch die Verwendung des erfindungsgemäßen
Gegenstandes als Sicherheitsmarkierung. Das lange Nachleuchten bzw. die
Fluoreszenz und die verstärkte Leuchtdichte in eine Vorzugsrichtung des
erfindungsgemäßen Gegenstandes bietet erhebliche Vorteile bei der Markierung
von Fluchtwegen, um diese auch bei Lichtausfall noch erkennbar zu machen.
Bezüglich der Gestalt des erfindungsgemäßen Gegenstandes bzw. der erfindungs
gemäßen Sicherheitsmarkierung existieren keine Beschränkungen, d. h. sie
können beispielsweise in Form von Schildern mit unterschiedlicher Stärke und
mit unterschiedlichen Kantenlängen vorliegen. Darüber hinaus kann eine
erfindungsgemäße Sicherheitsmarkierung bzw. ein erfindungsgemäßer
Gegenstand noch zusätzliche Aufdrucke mit einer nicht-phosphoreszierenden
Farbe enthalten.
Ferner betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zur Verstärkung der Leuchtdichte
eines langnachleuchtenden und/oder fluoreszierenden Gegenstandes, wobei das
Verfahren mindestens den folgenden Schritt aufweist:
- a) Anordnen mindestens eines Interferenzfilter an dem langnachleuchtenden und/oder fluoreszierenden Gegenstand.
Die Erfindung soll nunmehr anhand der nachfolgenden Beispiele in Verbindung
mit den Fig. 1 bis 3 und Tabelle 1 näher erläutert werden. Es zeigen:
Fig. 1 schematischer Aufbau einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
Gegenstandes;
Fig. 2 Auftragung der Nachleuchtdichte in mcd/m2 der Beispiele 1
(durchgezogene Linie) und 2 (gestrichelte Linie) gegen die Zeit in
Minuten;
Fig. 3 Auftragung der Nachleuchtdichte in mcd/m2 der Beispiele 3
(durchgezogene Linie) und 4 (gestrichelte Linie) gegen die Zeit in
Minuten.
Fig. 1 zeigt den schematischen Aufbau einer Ausführungsform eines erfindungs
gemäßen Gegenstandes bzw. einer erfindungsgemäßen Sicherheitsmarkierung.
Der erfindungsgemäße Gegenstand G weist in der vorliegenden Ausführungsform
drei Schichten A, B und C auf. Schicht A stellt dabei die Trägerschicht dar. Wie
oben erwähnt besteht diese Trägerschicht A in einer bevorzugten Ausführungs
form aus einem diffusreflektierenden Material. Dadurch kann verhindert werden,
daß irgendein von der langnachleuchtenden und/oder fluoreszierenden Schicht B
abgestrahlter oder diese passierender Lichtstrahl in der Trägerschicht A absorbiert
wird und somit verlorengeht. Auf dieser Trägerschicht A ist eine langnach
leuchtende und/oder fluoreszierende, Leuchtstoffkristalle B' aufweisende Schicht
B aufgebracht, die Licht in Richtung des Interferenzfilters C emittiert. Das Licht,
das den Interferenzfilter in einem Winkel von 90° oder nur wenig davon
abweichend trifft, kann den Interferenzfilter passieren, wie beispielsweise die hier
dargestellten Lichtstrahlen 2 bis 4. Lichtstrahlen, die in einem sehr viel kleineren
Winkel als 90°, wie beispielsweise die Strahlen 6 und 7 auf den Interferenzfilter
auftreffen werden dagegen am Interferenzfilter reflektiert, so daß sie wieder auf
die langnachleuchtende und/oder fluoreszierende Schicht B treffen. Für diese
reflektierten Lichtstrahlen gibt es mehrere Möglichkeiten bezüglich ihres weiteren
Verlaufs. Zum einen können sie von einem Leuchtstoffteilchen B' absorbiert und
von diesem später wieder emittiert werden, oder sie werden direkt von einem
zweiten Leuchtstoffkristall 8' in Richtung des Interferenzfilters C reflektiert.
Darüber hinaus ist auch die Möglichkeit der Mehrfachreflexion innerhalb der
langnachleuchtenden und/oder fluoreszierenden Schicht B gegeben. Die
reflektierten Lichtstrahlen gehen also nicht verloren, sondern sie haben die
Möglichkeit nach einer erneuten Absorption und anschließender Emission oder
nach einer wiederholten Reflexion, wieder in Richtung des Interferenzfilters C
abgestrahlt zu werden. Je nachdem unter welchem Winkel sie dann auf den
Interferenzfilter C treffen, können sie diesen dann entweder ungehindert passieren
oder aber sie werden erneut in Richtung der langnachleuchtenden und/oder
fluoreszierenden Schicht B zurückreflektiert. Dadurch wird die Leuchtdichte
senkrecht zum Interferenzfilter C erhöht und die Intensität des seitlich
abgestrahlten Lichts gleichzeitig verringert.
In Beispiel 1 wurde eine mit langnachleuchtendem und/oder fluoreszierendem mit
Kupfer dotiertem Zinksulfid beschichtete Platte aus Polyvinylchlorid mit einer
kommerziell erhältlichen Interferenzfolie (Optical Lighting Film der Firma 3M)
versehen und lichttechnisch vermessen, d. h. es wurde die Leuchtdichte in mcd/m2
nach unterschiedlich langer Zeit bestimmt. Die dabei erhaltenen Ergebnisse sind
in Fig. 2 als durchgezogene Linie und in Tabelle 1, Reihe 1 gezeigt.
In Beispiel 2 wurde die aus Beispiel 1 stammende langnachleuchtende und/oder
fluoreszierende Platte ohne Interferenzfilter zu Vergleichszwecken analog zu
Beispiel 1 ebenfalls lichttechnisch vermessen, was in Fig. 2 als gestrichelte Linie
und in Tabelle 1, Reihe 2 dargestellt ist.
In Beispiel 3 wurde eine mit Europium und Dysprosium dotiertem
Strontiumaluminat beschichtete Platte aus Aluminium mit einem Interferenzfilter
(Optical Lighting Film der Firma 3M) versehen und analog zu den Beispielen 1
und 2 ebenfalls lichttechnisch vermessen. Die erhaltenen Resultate sind in Fig. 3
als durchgezogenen Linie und in Tabelle 1, Reihe 3 dargestellt.
Zu Vergleichszwecken wurde wiederum die langnachleuchtende und/oder
fluoreszierende Platte von Beispiel 3 ohne Interferenzfilter lichttechnisch
vermessen.
In Beispiel 5 wurde eine mit langnachleuchtendem und/oder fluoreszierendem mit
Kupfer dotiertem Zinksulfid beschichtete Platte aus Polyvinylchlorid mit einer
kommerziell erhältlichen Interferenzfolie (Brightness Enhancement Film der
Firma 3M, Typ BEF II 100/31) versehen und lichttechnisch vermessen, d. h. es
wurde die Leuchtdichte in mcd/m2 nach unterschiedlich langer Zeit bestimmt. Die
Ergebnisse sind in Tabelle 1, Reihe 5 gezeigt.
In Beispiel 6 wurde eine mit langnachleuchtendem und/oder fluoreszierendem mit
Kupfer dotiertem Zinksulfid beschichtete Platte aus Polyvinylchlorid mit einer
kommerziell erhältlichen Interferenzfolie (Brightness Enhancement Film der
Firma 3M, Typ BEF II 90/50) versehen und lichttechnisch vermessen, d. h. es
wurde die Leuchtdichte in mcd/m2 nach unterschiedlich langer Zeit bestimmt. Die
Ergebnisse sind in Tabelle 1, Reihe 6 gezeigt.
In Beispiel 7 wurde eine mit langnachleuchtendem und/oder fluoreszierendem mit
Kupfer dotiertem Zinksulfid beschichtete Platte aus Polyvinylchlorid mit einer
kommerziell erhältlichen Interferenzfolie (Brightness Enhancement Film der
Firma 3M, Typ TRAF II) versehen und lichttechnisch vermessen, d. h. es wurde
die Leuchtdichte in mcd/m2 nach unterschiedlich langer Zeit bestimmt. Die
Ergebnisse sind in Tabelle 1, Reihe 7 gezeigt.
Zu Vergleichszwecken wurde die langnachleuchtende und/oder fluoreszierende
Platte der Beispiele 5 bis 7 ohne Interferenzfilter lichttechnisch vermessen.
In Beispiel 9 wurde eine mit langnachleuchtendem und/oder fluoreszierendem mit
Europium und Dysprosium dotiertem Strontiumaluminat beschichtete Platte aus
Aluminium mit einer kommerziell erhältlichen Interferenzfolie (Brightness
Enhancement Film der Firma 3M, Typ BEF II 100/31) versehen und
lichttechnisch vermessen, d. h. es wurde die Leuchtdichte in mcd/m2 nach
unterschiedlich langer Zeit bestimmt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1, Reihe 9
gezeigt.
In Beispiel 10 wurde eine mit langnachleuchtendem und/oder fluoreszierendem
mit Europium und Dysprosium dotiertem Strontiumaluminat beschichtete Platte
aus Aluminium mit einer kommerziell erhältlichen Interferenzfolie (Brightness
Enhancement Film der Firma 3M, Typ BEF II 90/50) versehen und lichttechnisch
vermessen, d. h. es wurde die Leuchtdichte in mcd/m2 nach unterschiedlich langer
Zeit bestimmt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1, Reihe 10 gezeigt.
In Beispiel 11 wurde eine mit langnachleuchtendem und/oder fluoreszierendem
mit Europium und Dysprosium dotiertem Strontiumaluminat beschichtete Platte
aus Aluminium mit einer kommerziell erhältlichen Interferenzfolie (Brightness
Enhancement Film der Firma 3M, Typ TRAF II) versehen und lichttechnisch
vermessen, d. h. es wurde die Leuchtdichte in mcd/m2 nach unterschiedlich langer
Zeit bestimmt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1, Reihe 11 gezeigt.
Zu Vergleichszwecken wurde die langnachleuchtende und/oder fluoreszierende
Platte der Beispiele 9 bis 11 ohne Interferenzfilter lichttechnisch vermessen.
In Beispiel 13 wurde die langnachleuchtende und/oder fluoreszierende Platte des
Beispiels 5 in einem Winkel von 60° lichtttechnisch vermessen.
In Beispiel 14 wurde die langnachleuchtende und/oder fluoreszierende Platte des
Beispiels 6 in einem Winkel von 60° lichtttechnisch vermessen.
In Beispiel 15 wurde die langnachleuchtende und/oder fluoreszierende Platte des
Beispiels 7 in einem Winkel von 60° lichtttechnisch vermessen.
In Beispiel 16 wurde die langnachleuchtende und/oder fluoreszierende Platte des
Beispiels 8 in einem Winkel von 60° lichtttechnisch vermessen.
In Beispiel 17 wurde die langnachleuchtende und/oder fluoreszierende Platte des
Beispiels 9 in einem Winkel von 60° lichtttechnisch vermessen.
In Beispiel 18 wurde die langnachleuchtende und/oder fluoreszierende Platte des
Beispiels 10 in einem Winkel von 60° lichtttechnisch vermessen.
In Beispiel 19 wurde die langnachleuchtende und/oder fluoreszierende Platte des
Beispiels 11 in einem Winkel von 60° lichtttechnisch vermessen.
In Beispiel 20 wurde die langnachleuchtende und/oder fluoreszierende Platte des
Beispiels 12 in einem Winkel von 60° lichtttechnisch vermessen.
Es sei angemerkt, daß die in Tabelle 1 und in den Fig. 2 und 3 gezeigte
Leuchtdichte nach DIN 67510 Teil 1 bestimmt wurde.
Claims (9)
1. Ein Licht gerichtet ausstrahlender, langnachleuchtender und/oder fluoreszie
render Gegenstand, der mindestens einen langnachleuchtenden oder fluores
zierenden Leuchtstoff oder ein Gemisch aus zwei oder mehr davon aufweist.
2. Gegenstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenstand
mit mindestens einem Interferenzfilter versehen ist.
3. Gegenstand nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Inter
ferenzfilter in Form einer Folie oder Aufdampfschicht vorliegt.
4. Gegenstand nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Gegenstand mindestens die folgenden Elemente aufweist:
- a) eine Trägerschicht,
- b) mindestens eine über der Trägerschicht angeordnete, langnachleuch tende und/oder fluoreszierende Schicht,
- c) mindestens einen über der langnachleuchtenden und/oder fluoreszie renden Schicht angeordneten Interferenzfilter.
5. Gegenstand nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens
eine über der Trägerschicht angeordnete, langnachleuchtende und/oder fluo
reszierende Schicht mindestens einen Leuchtstoff aufweist.
6. Gegenstand nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen
der Trägerschicht und der mindestens einen über der Trägerschicht angeord
neten, langnachleuchtenden und/oder fluoreszierenden Schicht eine diffusre
flektierende Schicht angeordnet ist.
7. Gegenstand nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die Trägerschicht diffus reflektierend ist.
8. Verwendung eines Gegenstandes gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 als Si
cherheitsmarkierung.
9. Verfahren zur Verstärkung der Leuchtdichte eines langnachleuchtenden
und/oder fluoreszierenden Gegenstandes, wobei das Verfahren mindestens
den folgenden Schritt aufweist:
- a) Anordnen mindestens eines Interferenzfilter an dem langnachleuch tenden und/oder fluoreszierenden Gegenstand.
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