DE69229377T2

DE69229377T2 - Lichtelement

Info

Publication number: DE69229377T2
Application number: DE69229377T
Authority: DE
Inventors: Kiyoshi Kanai; Hirofumi Moriyama; Tomofumi Moriyama
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1991-02-19
Filing date: 1992-02-19
Publication date: 1999-11-04
Anticipated expiration: 2012-02-20
Also published as: EP0525211A4; EP0525211A1; WO1992014799A1; DE69229377D1; EP0525211B1

Description

TECHNISCHES GEBIET

Diese Erfindung bezieht sich auf ein Leuchtelement, das bei Bestrahlung mit ultravioletten Strahlen eine Lumineszenz aussenden kann, und insbesondere auf ein Leuchtelement, das von ausgezeichneter Wärmebeständigkeit und Wetterfestigkeit ist und an Gebäudeelemente angebracht werden kann, die zum Beispiel als Innenteile oder Außenteile oder Gebäudedächern verwendet werden können und auch in verschiedenen Typen feuerfesten Materials verwendetet werden können.

TECHNISCHER HINTERGRUND

Bis jetzt sind organische fluoreszierende Pigmente vorherrschend dazu verwendet worden, synthetischen Harzen wie etwa Polyethylen, weichem Polyvinylchlorid und dergleichen eine leuchtende Färbung zu verleihen. Die auf diesem Gebiet verwendeten organischen fluoreszierenden Pigmente können Tageslichtfluoreszenzpigmente genannt werden. Derartige Pigmente werden bei Bestrahlung mit Licht im Bereich kurzer Wellenlängen von UV bis sichtbares Licht, wovon das meiste im Wellenlängenbereich von Tageslicht liegt, angeregt und senden dadurch eine Fluoreszenz aus und nehmen eine leuchtende Farbe an. Typische, in der Technik bekannte organische fluoreszierende Substanzen (Fluoreszenzfarbstoffe) schließen Brilliantsulfoflavin FF (gelb), Basischgelb HG (gelb), Eosin (rot), Rhodamin 6 G (rot), Rhodamin B (rot) und dergleichen ein.
Die mit diesen organischen fluoreszierenden Materialien gefärbten synthetischen Harze sind nicht nur auf Spielzeug und Freizeitartikel angewandt worden, sondern auch zur Dekoration von Läden und Kaufhäusern.
Die vorstehend bezeichneten organischen fluoreszierenden Materialien sind auch als fluoreszierende Farbe verwendet worden. Der aus der fluoreszierenden Farbe gebildete Film weist unter Tageslichtbedingungen eine Leuchtkraft auf, die nicht weniger als das Dreifache der Leuchtkraft im Falle des Verwendens gewöhnlicher Farbe ist. Wenn weiterhin UV-Strahlen im Dunkeln auf einen Fluoreszenzfarbenfilm einstrahlen, ist der Film wie als Neonlampe erleuchtet zu erkennen. Die Fluoreszenzfarbe, die eine derartige hohe Sichtbarkeit sicherstellt, wird nun auf den Gebieten der Werbung und Dekoration, insbesondere für Schilder, Plakate, Markierungen und dergleichen verwendet.
In den letzten Jahren ist die Wärmebeständigkeit, Flammwidrigkeit, Wetterfestigkeit und Verarbeitbarkeit synthetischer Harze drastisch verbessert worden. Die Folien aus synthetischem Harz sind so als Außenwandmaterial und Gebäudedächer eingesetzt worden. Insbesondere ist Fluorharzen als halbdauerhaft verwendbaren Baumaterialien Aufmerksamkeit geschenkt worden. Dies deshalb, weil die Fluorharzfolien die Eigenschaften einer guten Wärmebeständigkeit und Wetterfestigkeit aufweisen und ferner eine derart hohe Nicht-Klebrigkeit aufweisen, daß sich Staub und Schmutz kaum darauf ablagern. Bedeutung ist bis jetzt auf die physikalischen Eigenschaften dieser Harze gelegt worden, aber es sind wenig Untersuchungen über das Aussehen der Harze angestellt worden. Zum Beispiel besteht beim Verwenden als Außenwände oder Gebäudedächer ein Bedarf nach Harzen, die nicht nur ihre Eigenfarbe, sondern auch einen leuchtenden Farbton besitzen.
Unter dem Gesichtspunkt des Feuerschutzes werden feuerfeste Materialien wie etwa Glas, Keramik und dergleichen häufig als Innen- oder Außenelemente von Gebäuden verwendet. Bei auffälligen Gebäudeteilen besteht gewünschtenfalls ein Bedarf nach ihrem Dekorieren mit einer Glitzerfarbe. Daneben werden Glasmaterialien häufig als Lichtkörper oder Schmuckgegenstand ver wendet. Es besteht ferner ein Bedarf, das Glas selbst zum Aussenden von Licht zu veranlassen.
Organische Fluoreszenzmaterialien, die zum Färben synthetischer Harze oder als Fluoreszenzfarbe verwendet werden, weisen jedoch eine Wärmebeständigkeit auf, die einer bis zu 200 bis 300ºC niedrigen Temperatur entspricht. Demgemäß können sie weder zum Färben von Formteilen aus hochwärmebeständigen Harzen wie etwa Fluorharzen, deren Schmelzpunkt ungefähr 300 bis 400ºC ist, noch zum Färben von Formteilen aus Glas und Keramik oder Backen auf die Oberfläche feuerfester Materialien (Glas, Keramik, Metalle und dergleichen) bei hohen Temperaturen verwendet werden. Zum Beispiel werden Fliesen, die häufig als Außenwände, Dächer, Innenwände und Fußböden im Innern von und außen an Gebäuden verwendet werden, wie folgt hergestellt. Mineralien wie etwa Tone, Stein und dergleichen werden zusammengestellt und in Stücke zerteilt, gefolgt vom Formen in eine gewünschte Gestalt unter Erhalten eines rohen Formteils. Nötigenfalls wird eine glasartige Glasur aufgebracht und das sich daraus ergebende Formteil wird bei hohen, nicht niedrigeren Temperaturen als mehrere hundert Grad Celsius gesintert. Dieses wird als oberflächenbedeckendes Element verwendet, das eine Unterlage schützt, die damit bedeckt ist, und es verleiht ein gutes Aussehen. Was das Aussehen betrifft sind die Teile in den meisten Fällen gefärbt. Bei der Sintertemperatur für die Fliesen gehen die Leuchteigenschaften des organischen Fluoreszenzmaterials vollständig verloren. Demgemäß ist eine derartige Färbung bis jetzt unter Verwenden von Pigmenten wie etwa Kobaltoxid (blaue Farbe), Zinnoxid (weiße Farbe) und dergleichen hergestellt worden.
Die DE-39 10 053 beschreibt ein Kabel mit einem fluoreszierenden Überzug. Die FR-2 168 685 beschreibt ein Baumaterial, das fluoresziert.

BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung ist unter diesen Umständen in der Technik gemacht worden und hat die Bereitstellung eines Leuchtmaterials mit ausgezeichneter Wärmestabilität und Wetterfestigkeit, das eine helle Fluoreszenz aussenden kann, zum Gegenstand.
Das erfindungsgemäße Leuchtelement wird in Anspruch 1 angeführt. Das Leuchtelement der Erfindung ist bezüglich der Form nicht kritisch und kann in Folienform oder dreidimensionalen Anordnungen vorliegen. Falls das Leuchtelement in Folienform vorliegt, kann es welche einschließen, die einen dünnen Film als leuchtenden Teil und einen leuchtenden Teil aufweisen, der aus Stoff (Vliese eingeschlossen) aus Fasern aus synthetischem Harz oder Glasfasern besteht, die mit organischen Fluoreszenzmaterialien formuliert sind. Die in der vorstehenden Erfindung verwendete Matrix ist nicht kritisch, vorausgesetzt, daß sie formbar ist. Synthetische Harze oder anorganische Materialien können zum Beispiel verwendet werden. Die hierin verwendeten anorganischen Materialien schließen sogenanntes Glas (amorphe feste Lösung) und verschiedene andere Keramiktypen als Glas ein. Falls synthetische Harze als Matrix verwendet werden, sind die Harztypen nicht eingeschränkt und sollten in Abhängigkeit vom Zweck bei der Endanwendung des Leuchtelementes entsprechend ausgewählt werden. Es können zum Beispiel thermoplastische Harze wie etwa Fluorharze, Polyamidharze, Polyimidharze, Polyethylenharze, Vinylchloridharze und dergleichen und wärmehärtbare Harze wie etwa Epoxyharze, Polyurethanharze und dergleichen verwendet werden. Im Hinblick auf die Beständigkeit ist es bevorzugt, Harze zu wählen, die eine gute Wärmebeständigkeit aufweisen und ein verringertes Maß an Abbau beim Aussetzen gegenüber UV-Strahlen aufweisen.
Die in der vorliegenden Erfindung verwendeten Fluoreszenzmaterialien sind welche, die hauptsächlich in Lampen verwendet werden. Das Material wird auf die innere Oberfläche eines Glasrohres der Lampe aufgebracht und wird mit innerhalb des Glasrohres erzeugten UV-Strahlen angeregt, wodurch eine Fluoreszenz mit einer vorgegebenen Farbe ausgesandt wird. Im allgemeinen erfordern beim Aussenden einer Fluoreszenz anorganische Fluoreszenzmaterialien eine UV-Bestrahlung mit einer höheren Energieintensität als organische Fluoreszenzmaterialien. Außerdem ist es unwahrscheinlich, daß anorganische Materialien im Tageslicht eine helle Fluoreszenz aussenden, was sie von organischen Fluoreszenzmaterialien unterscheidet. Dies ist der Grund, weshalb die Verwendung anorganischer Fluoreszenzmaterialien zur Färbung von Harzen in der Technik niemals in Betracht gezogen worden ist. Unter diesen Umständen haben die Erfinder ihre Aufmerksamkeit der Tatsache geschenkt, daß im Hinblick auf die Notwendigkeit einer höheren Energie zur Anregung anorganischer Fluoreszenzmaterialien als zur Anregung organischer Fluoreszenzmaterialien die anorganischen Fluoreszenzmaterialien lichtstabiler sind und daß anorganische Fluoreszenzmaterialien im Hinblick auf die Natur des anorganischen Materials eine bessere Wärmebeständigkeit aufweisen. Die vorliegende Erfindung wurde auf der Grundlage der vorstehenden Befunde fertiggestellt.
Die Leuchtintensität unter gewöhnlichem Tageslicht oder unter Innenbeleuchtung der in der vorliegenden Erfindung verwendeten anorganischen Fluoreszenzmaterialien ist so schwach, daß eine formulierte Menge nur einen leichten Grad an Färbung annimmt. Wenn jedoch UV-Strahlung aus einer geeigneten Lichtquelle darauf einstrahlt, wird ein helles Licht ausgesandt. Wie hierin vorstehend angeführt sind die anorganischen Fluoreszenzmaterialien von ausgezeichneter Wärmebeständigkeit, ohne die Leuchteigenschaften bei ungefähr den Ausformtemperaturen der hochhitzebeständigen Harze zu beeinträchtigen, und können so in befriedigender Weise zur Färbung von Glas oder Keramik verwendet werden. Ferner ist die Lichtechtheit der anorganischen Fluoreszenzmaterialien bedeutend höher als die organischer Fluoreszenzmaterialien, was gute Leuchteigenschaften über einen langen Zeitraum sicherstellt, falls erfindungsgemäße Leuchtelemente für den Außenbetrieb eingesetzt werden.
Die in der vorliegenden Erfindung verwendeten anorganischen Fluoreszenzmaterialien sind nicht kritisch und umfassen ein Material, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die zum Beispiel aus
3Ca&sub3;(PO&sub4;)&sub2;·Ca(F,Cl)&sub2;:Sb³&spplus;;
BaMg&sub2;Al&sub1;&sub6;O&sub2;&sub7;:Eu²&spplus;;
Sr&sub4;Al&sub1;&sub4;O&sub2;&sub5;:Eu²&spplus;;
CaWO&sub4;;
Sr&sub2;P&sub2;O&sub7;:Sn²&spplus;;
3,5MgO·0,5MgF&sub2;GeO&sub2;:Mn&sup4;&spplus;;
(Sr,Mg)&sub3;(PO&sub4;)&sub2;:Sn²&spplus;;
(Ca,Sr)SiO&sub3;:Pb²&spplus;,Mn²&spplus;;
LaPO&sub4;:Ce³&spplus;,Tb³&spplus;;
Sr&sub2;P&sub2;O&sub7;:Eu²&spplus;;
BaSiO&sub5;:Pb²&spplus;; besteht.
3Ca&sub3;(PO&sub4;)&sub2;·Ca(F,Cl)&sub2;:Sb³&spplus;;Mn²&spplus;
(Sr,Ca)&sub1;&sub0;(PO&sub4;)&sub6;Cl&sub2;:Eu²&spplus;;
BaMg&sub2;Al&sub1;&sub6;O&sub2;&sub7;:Eu²&spplus;,Mn²&spplus;;
CaWO&sub4;:Pb²&spplus;;
Y&sub2;O&sub3;:Eu³&spplus;;
Y(PV)O&sub4;:Eu³&spplus;;
6MgO·As&sub2;O&sub5;:Mn&sup4;&spplus;;
CeMgAl&sub1;&sub1;O&sub1;&sub9;:Tb³&spplus;;
Zn&sub2;SiO&sub4;:Mn²&spplus;;
(Ba,Sr,Mg)&sub3;Si&sub2;O&sub7;:Pb²&spplus; und
Von diesen Fluoreszenzmaterialien sind Aluminatfluoreszenzmaterialien wie etwa BaMg&sub2;Al&sub1;&sub6;O&sub2;&sub7;:Eu²&spplus;. Sr&sub4;Al&sub1;&sub4;O&sub2;&sub5;:Eu²&spplus;, BaMg&sub2;Al&sub1;&sub6;O&sub2;&sub7;:Eu²&spplus;, CeMgAl&sub1;&sub1;O&sub1;&sub9;:Tb³&spplus; und dergleichen in Fluoreszenzlampen vom Dreiwellenlängentyp oder Fluoreszenzlampen für Kopierer eingesetzt worden, aus denen mit hohem Wirkungsgrad stabile blaue, bläulichgrüne, grüne beziehungsweise gelblichgrüne Strahlung erhalten wird.
Es ist nicht notwendig, daß die Intensität der UV-Strahlung, mit der das Leuchtelement der Erfindung bestrahlt werden soll, auf einen derart hohen Wert wie bei Lampen eingestellt ist, sie kann aber zum Erhalten eines gewünschten Lumineszenzwertes auf ein Mindestmaß zurückgeführt werden. Die Anregungswellenlänge ist nicht notwendigerweise so eingestellt, daß die Leuchtintensität einen Höchstwert annimmt, es ist aber bevorzugt, UV-Strahlung längerer Wellenlänge, die für den menschlichen unschädlich ist, oder sogenanntes Schwarzlicht (352 nm) zu verwenden.
Wie vorstehend angeführt, ermöglicht die Erfindung auf dem Gebiet der Elemente einschließlich Gebäudeelemente, wo ein hohes Maß an Wärmebeständigkeit und Wetterfestigkeit gefordert wird, bis jetzt als unmöglich angenommene Glitzerfarben. Somit ist die Erfindung von sehr hohem industriellem Wert.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1a, 1b, 1c beziehungsweise 1d zeigen perspektivische Ansichten von Leuchtfolienelementen gemäß Ausführungsformen der Erfindung;
Fig. 2 zeigt eine Querschnittsansicht eines Leuchtfolienelementes gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 3 beziehungsweise 4 sind perspektivische Ansichten, die Anwendungen von Leuchtfolienelementen gemäß den Ausführungsformen der Erfindung zeigen;
Fig. 5 beziehungsweise 6 sind schematische Ansichten, die das Herstellungsverfahren von Leuchtfolienelementen gemäß den Ausführungsformen der Erfindung zeigt;
Fig. 7 ist eine perspektivische Ansicht, die Anwendungen eines fluoreszierenden Elements gemäß den Ausführungsformen der Erfindung zeigt;
Fig. 8a, 8b beziehungsweise 8c sind perspektivische Ansichten von Leuchtfliesen gemäß den Ausführungsformen der Erfindung und
Fig. 9, 10 beziehungsweise 11 sind Anschauungsansichten, die Anwendungen der Fliesen gemäß den Ausführungsformen der Erfindung zeigen.

BESTE AUSFÜHRUNGSWEISE DER ERFINDUNG

Ausführungsformen der Erfindung werden hierin nachstehend beschrieben, bei denen die Herstellungsverfahren und Anwendungen der Leuchtelemente in den entsprechenden Ausführungsformen nur zur Veranschaulichung beschrieben sind und die nicht als die Erfindung auf diese Herstellungsverfahren und Anwendungen der Leuchtelemente beschränkend aufgefaßt werden sollten.
Zuerst werden in den folgenden Beispielen 1 bis 4 gemäß der vorliegenden Erfindung Leuchtelemente in Form einer Folie (hierin nachstehend als Folienelement bezeichnet) veranschaulicht.

= Beispiel 1 =

Fig. 1a zeigt eine Ausführungsform eines Folienelementes, das aus einer Lumineszenzschicht (lumineszierender Teil) 1a allein besteht. Das Herstellungsverfahren des Folienelementes ist nicht kritisch. Wenn ein Fluorharz (z. B. Polytetrafluorethylen) als synthetisches Harz zum Bilden einer verhältnismäßig dicken Leuchtschicht 1a verwendet wird, kann es durch Formpressen, Extrusionsformen oder dergleichen hergestellt werden.
Zum Beispiel wird ein Fluorharz als Ausgangspulver, wobei in dem Pulver ein anorganisches Fluoreszenzmaterial formuliert ist, gleichförmig in eine Form eingebracht, die so gestaltet ist, daß ein Folienelement mit der vorgesehenen Dicke geliefert wird, gefolgt vom Formpressen bei normalen Temperaturen. Das sich daraus ergebende rohe Formteil wird in einen Ofen gelegt und in einem Temperaturbereich von 360ºC bis 380ºC unter Erhalten eines Leuchtfolienelementes wie in Fig. 1a dargestellt gesintert.
Um kontinuierlich ein aus einer einzigen dünnen Lumineszenzschicht hergestelltes Folienelement in hoher Geschwindigkeit zu erhalten, kann es mittels eines in Fig. 5 dargestellten Kalanderformverfahrens hergestellt werden. Genauer wird ein anorganisches Fluoreszenzpulver B dem gewünschte Typ thermoplastisches Harz A zugesetzt und unter Schmelzbedingungen gemischt, gefolgt vom Führen durch die Knetwalzen 6a und 6b. Die Schmelztemperatur sollte in Abhängigkeit vom verwendeten Harztyp eingestellt werden. Die Lumineszenzeigenschaften des anorganischen Fluoreszenzmaterials werden durch das Erhitzen auf die Schmelztemperatur des Harzes überhaupt nicht verschlechtert. Die der Knetwalze 6b entnommene Schmelze wird durch beheizte Kalanderwalzen gepreßt und unter kontinuierlichem Erhalten einer Leuchtfolie mit gleichförmiger Dicke abgekühlt (Kühlwalzen 8).
Zum Erhalten eines dünnen Filmes als Leuchtfolienelement wird ein Pulver aus einem anorganischen Fluoreszenzmaterial bei der Filmbildung wie etwa durch eine bekannte Schmelzextrusion einer Harzschmelze zugesetzt und damit vermischt.

= Beispiel 2 =

Das Folienelement von Fig. 1b schließt eine Verstärkungsschicht 2b ein, die aus innerhalb einer Lumineszenzschicht 1b vorgesehenen Glasfasern hergestellt ist, welche durch ein Substrat aus synthetischem Harz, in dem ein anorganisches Fluoreszenzmaterial formuliert ist, gebildet wird. Unter Verwenden zum Beispiel eines Fluorharzes kann das in Fig. 1b dargestellte Leuchtfolienelement gemäß einem in Fig. 6 dargestellten Tauchverfahren gebildet werden. Genauer wird zuerst eine wäßrige kolloidale Suspension D, die ein Fluorharz als Ausgangs pulver A, ein anorganisches Fluoreszenzpulver B und ein oberflächenaktives Mittel C enthält, hergestellt. Ein Glasfasertuch 9 wird eingetaucht und anschließend aus der wäßrigen kolloidalen Suspension D entnommen, gefolgt vom Backen in einem Temperaturbereich von 360ºC bis 380ºC durch die Verwendung eines Ferninfrarotofens 11 oder dergleichen unter Erhalten eines in Fig. 1b dargestellten, mit einem Glasfasertuch verstärkten Leuchtfolienelementes. Um eine dicke Lumineszenzschicht 1b herzustellen, sollten die Eintauch- und Backschritte wiederholt werden. Wahlweise kann die gewünschte Zahl Schichten 1b aufgestapelt und heißgepreßt werden.

= Beispiel 3 =

Fig. 1c zeigt eine weitere Ausführungsform eines Folienelements, bei dem eine dünne, ein anorganisches Fluoreszenzmaterial enthaltende Lumineszenzglasschicht 1c auf einem Glassubstrat als Verstärkungsschicht 2c gebildet wird. Die Lumineszenzschicht 1c kann zum Beispiel durch das folgende Sol- Gelbildungsverfahren gebildet werden.
Das heißt, eine metallorganische Verbindung wie etwa ein Metallalkoxid wird in einem geeigneten Lösungsmittel unter Bewirken einer Kondensationsreaktion hydrolysiert. Das sich daraus ergebende Sol wird innerhalb eines Zeitraums, in dem das Sol sein Fließvermögen nicht verliert, auf die Oberfläche einer Glasscheibe aufgetragen, getrocknet und unter Erhalten eines Leuchtfolienelementes von Fig. 1c gesintert.
Das Sinterverfahren wird bei dem Sol-Gel-Verfahren bei einer Temperatur in der Nähe eines Übergangspunktes des beabsichtigten Glases (eine Temperatur von 1/2 - 1/3 der Schmelztemperatur) ausgeführt. Da das Glas bei einer niedrigeren Temperatur als 1000ºC geformt werden kann, kann die aus dem Glas hergestellte Leuchtschicht ohne die Leuchteigenschaften des anorga nischen Fluoreszenzmaterials zu beeinträchtigen gebildet werden.
Es ist anzumerken, daß obschon die Leuchtschicht 1c auf der Oberfläche des gewöhnlichen Glassubstrates durch das Schmelzverfahren gebildet wurde, das Folienelement bei der Anordnung von Fig. 1c zur Gänze aus der Leuchtschicht hergestellt sein kann, die aus dem Glas bestehen kann, das gemäß dem Sol-Gel- Verfahren gebildet wurde.
Es ist überflüssig anzumerken, daß falls die beabsichtigten Leuchteigenschaften sichergestellt werden sollen, die Leuchtschicht durch das Schmelzverfahren gebildet werden kann, bei dem der Glasschmelze ein anorganisches fluoreszierendes Material zugesetzt wird. Bei der Ausführung der Erfindung werden anorganische fluoreszierende Materialien nicht für Lampen verwendet, aber die Leuchtschicht reicht aus, um sichtbar als gefärbt wahrgenommen zu werden, so daß es nicht notwendig ist, die Leuchtintensität und den Farbton genau zu steuern. Daher bestehen keine Schwierigkeiten beim Benützen des Folienelementes, bei dem die Leuchtschicht durch das Schmelzverfahren gebildet ist.

= Beispiel 4 =

Fig. 1d zeigt eine weitere Ausführungsform eines Folienelementes, das eine Leuchtschicht 1d aufweist, die sich aus Fasern zusammensetzt, die durch Spinnen eines synthetischen Harzes erhalten wurden, das mit einem anorganischen fluoreszierenden Material formuliert wurde.
Wenn zum Beispiel ein Polyamidharz als Harz verwendet wird und gemäß einem bekannten Schmelzspinnverfahren versponnen wird (eine Schmelze wird aus einer Öffnung extrudiert und unter Verfestigen abgekühlt), wird ein anorganisches fluoreszieren des Material in der Schmelze formuliert, wodurch lumineszierende Polyamidfasern leicht erhalten werden.
Falls ein Fluorharz als Harz verwendet wird, ist die Schmelzviskosität sehr hoch, so daß ein Emulsionsspinnverfahren oder dergleichen eingesetzt werden kann. Genauer werden einanorganisches fluoreszierendes Material und ein Schlichtemitttel zugesetzt und mit einer wäßrigen Suspension eines Fluorharzes gemischt, anschließend wird das Gemisch gemäß einem Naßspinnverfahren aus einer Öffnung in ein verfestigendes Medium extrudiert, gefolgt von einem Wärmeverfahren bei etwa 320ºC bis 400ºC unter Entfernen des Schlichtemittels und Schmelzbinden der Fluorharzteilchen, wodurch lumineszierende Fluorharzfasern erhalten werden.
Weiter kann im Fall, daß das in der Ausführungsform von Fig. 1c zuvor beschriebene Sol-Gel-Verfahren angewandt wird, die aus Glasfasern bestehende Leuchtschicht erhalten werden, falls das mit dem anorganischen fluoreszierenden Material formulierte Sol innerhalb eines Zeitraums versponnen und gesintert wird, innerhalb dessen das Sol seine Fluidität nicht verliert.
Obschon bei der Ausführungsform von Fig. 1d Fasern gewoben werden, ist es möglich unter Verwenden der mit dem anorganischen fluoreszierenden Material formulierten Fasern einen Vliesstoff zu erhalten. In diesem Fall wird einem Ausgangsharz ein anorganisches fluoreszierendes Material zugesetzt und schmelzgeknetet, gefolgt vom Verspinnen der Schmelze und zufallsverteilten Stapeln der sich daraus ergebenden Fasern unter Herstellen eines Bahn. Danach wird die Bahn durch Führen durch Prägewalzen unter Erhalten eines Bahnelementes heißgepreßt, das aus einem leuchtenden Vliesstoff besteht.
Anwendungen dieser in Beispiel 1 bis 4 hergestellten Leuchtfolienelemente werden im Folgenden genau beschrieben. Es ist überflüssig anzumerken, daß die nachstehend beschriebenen Anwendungen nicht als die Anwendungsweise der Folienelemente von Fig. 1a bis 1d begrenzend aufgefaßt werden sollten.
Das Folienelement von Fig. 1a kann nicht nur als Dächer oder Außenwände (später beschrieben) von Gebäuden und Folienplatten zur Werbung, sondern auch als Ersatz für Tapeten oder Shoji- Papier benützt werden. Wenn UV-Strahlen eingestrahlt werden, kann eine helle Farbe ausgesandt werden. Das das Folienelement eine sehr hohe Lichtbeständigkeit aufweist, erleiden seine Leuchteigenschaften eine geringe Minderung, wenn die Folie in die Nähe eines Fensters gelegt wird, wo sie lange dem Sonnenlicht ausgesetzt wird. Wenn zum Beispiel ein Fluorharz als synthetisches Harz verwendet wird, ist es sehr unwahrscheinlich, daß sich darauf Staub oder Schmutz abscheidet und die Folie wird auf diese Weise am Schwarzwerden oder Vergilben wie gewöhnliche Vorhänge oder Jalousien gehindert. Bei dem vorgenannten Herstellungsverfahren des Folienelementes ist die Leuchtschicht zur Gänze gleichförmig mit einem anorganischen fluoreszierenden Material formuliert. Falls das Folienelement gemäß der Erfindung als Platte zur Werbung oder als Tapete eingesetzt wird, wird das anorganische fluoreszierende Material so formuliert, daß es den vorgesehenen Mustern oder Figuren in der Leuchtschicht 1a entspricht. Falls mehrere Typen anorganischer fluoreszierender Materialien, die unterschiedliche Leuchtfarben aussenden, entsprechend verwendet werden, können bei UV-Bestrahlung komplizierte Muster oder Figuren in hellen Farben dargestellt werden.
Ein Leuchtfolienelement kann durch Verwenden einer verhältnismäßig kleinen Menge eines anorganischen fluoreszierenden Materials in Form eines im wesentlichen durchsichtigen Films hergestellt werden.
Das glasfaserverstärkte Folienelement von Fig. 1b kann wie zum Beispiel in Fig. 2 gezeigt (das Schraffieren anderer Abschnitte als das Folienelement wurde unterlassen) als Außenwand eines Gebäudes 4 verwendet werden. In diesem Falle wird eine UV- Strahlungsquelle 3a (z. B. eine Schwarzlichtlampe) so auf der Innenseite eines Vordachs angeordnet, daß über die gesamte Oberfläche des Folienelementes 20 eine im wesentlichen gleichförmige UV-Strahlung sichergestellt wird. Wenn unter diesen Bedingungen UV-Strahlung in der Nacht eingestrahlt wird, sendet die gesamte Außenwand ein helles Licht aus. Falls in diesem Falle in der Leuchtschicht 1b des Folienelementes 20 vorgesehene Muster oder Figuren gebildet sind, werden die Muster oder Figuren wie gewünscht klar dargestellt.
Das Folienelement von Fig. 1b kann zu Gegenständen für im Freien wie etwa in Fig. 3 dargestellten Zelten verwendet werden. Falls ein Folienelement 40 in der Nacht während des Campings mit Schwarzlicht 3c bestrahlt wird, senden die Zelte ein Leuchten aus, was ein anregenderes Campingleben ermöglicht.
Wie in Fig. 4 dargestellt kann das Folienelement von Fig. 1b zum Herstellen eines Daches eines Aufbaus verwendet werden, der zum Beispiel bei einigen Veranstaltungseinrichtungen eingesetzt wird. Falls ein Folienelement 50 mit Außen- und Innenschwarzlichtlampen 3c und 3d bestrahlt wird, sendet das Dach des Aufbaus ein helles Leuchten aus. Wenn das Folienelement der Erfindung auf Gegenstände für im Freien wie etwa Zelte und Dächer und Außenwände von Gebäuden angewandt wird, ist es bevorzugt, als Matrix ein Fluorharz zu verwenden, das ein ausgezeichnetes Wasserabstoßungsvermögen und Wetterfestigkeit aufweist. Selbstverständlich können auch andere Folienelemente als die in Fig. 1b dargestellten auf den in Fig. 3 (Zelt) und 4 (Dach) dargestellten Gebieten angewandt werden.
Das Glasfolienelement von Fig. 1c kann wie in Fig. 2 dargestellt als Glastüre oder Fensterglas angewandt werden. Wenn in diesem Fall eine UV-Strahlungsquelle 3b auf der Innenseite unter Bestrahlen des Folienelementes (Glastüre) 30 mit UV- Strahlung angebracht wird, kann die Glastüre Licht aussenden, wenn es gewünscht wird. Die Leuchtschicht 1c des Folienelementes 30 kann zur Gänze mit einem anorganischen fluoreszierenden Material formuliert werden, um zu bewirken, daß aus der gesamten Glastüre ein Leuchten ausgesandt wird. Wahlweise kann das anorganische fluoreszierende Material zum Teil oder als Muster formuliert werden und das Leuchten wird aus dem unteren Teil der Glastür oder in Form eines Musters ausgesandt.
Als nächstes wird Beispiel 5 beschrieben, das sich auf ein Leuchtelement bezieht, das in der Form gewünschter dreidimensionaler Anordnungen (hierin nachstehend als Leuchtformstücke bezeichnet) geformt ist.

= Beispiel 5 =

Fig. 7 zeigt ein Beispiel, bei dem die Leuchtformstücke als Schilder an der Ladenvorderseite oder Werbetafeln verwendet werden. Ein Leuchtformstück 101a in dieser Ausführungsform ist ein gewünschtes figurförmiges Formstück, das zur Gänze ein Leuchten aussenden kann. Dieser Typ Leuchtformstück 101a wird zum Beispiel durch Formulieren eines anorganischen fluoreszierenden Materials in einer thermoplastischen Harzmatrix, Schmelzen des Harzes und Verarbeiten durch ein bekanntes Verfahren wie etwa Spritzgießen hergestellt. Das anorganische fluoreszierende Material wird bezüglich seiner Leuchteigenschaften nicht beeinträchtigt, wenn es der Schmelztemperatur des Harzes ausgesetzt wird. Falls das verwendete Harz ein flammwidriges oder unbrennbares, hochwärmebeständiges Harz ist, wird beim Auftreten eines Feuers eine gute Sicherheit sichergestellt.
Wenn das Leuchtformstück 101a von Fig. 7 unter Verwenden einer Glasmatrix hergestellt wird, wird in einem Glas als Ausgangsmaterial ein anorganisches fluoreszierendes Material formuliert, gefolgt vom Schmelzen in etwa einem elektrischen Ofen und Gießen der sich daraus ergebenden Schmelze in eine zum Beispiel aus Graphit bestehende Form und Abkühlen. Falls es gewünscht wird, das Gießverfahren bei niedrigeren Temperaturen als der Schmelztemperatur des Glases in Abhängigkeit vom Typ des anorganischen fluoreszierenden Materials auszuführen, können die Formstücke durch ein Verfahren wie etwa ein Sol-Gel- Verfahren erhalten werden. Bei der Anwendung auf ein Leuchtelement gemäß der Erfindung werden anorganische fluoreszierende Materialien jedoch nicht zu Lampen verwendet und ein leuchtender Teil reicht aus, um visuell als getönt wahrgenommen zu werden, so daß es nicht notwendig ist, die Leuchtintensität und den Farbton streng zu kontrollieren und dementsprechend treten beim Anwenden des Schmelzverfahrens keine aktuellen Probleme auf.
Das auf diese Weise erhaltene Leuchtformteil (figurförmig) 101a wird auf ein geeignetes Substrat 103 gelegt und mit UV- Strahlen bestrahlt, worauf ein helles Leuchten in Form der Figuren erscheint. Da das Leuchtformstück der Ausführungsform wie hierin vorstehend angegeben durch Formulieren eines anorganischen fluoreszierenden Materials in einer Matrix und Formen durch zum Beispiel Spritzguß erhalten wird, ist der Freiheitsgrad der Formgestaltung höher als in dem Fall, wo eine Neonröhre verwendet wird, und es kann ein Vorteil vom Standpunkt der Massenproduktion aus erhalten werden und wenn eine Mehrzahl anorganischer fluoreszierender Materialien mit unterschiedlichen Fluoreszenzfarben entsprechend verwendet wird, kann eine komplizierte, helle Anzeige hergestellt werden. Wenn das Substrat 103 weiter aus einem für UV-Strahlen durchlässigen Material besteht, können UV-Strahlen aus einer UV-Lampe von der Rückseite des Substrats angewandt werden, um das Formteil 101a zum Aussenden eines Leuchtens zu veranlassen.
Obschon in den Zeichnungen nicht dargestellt, kann erfindungsgemäß eine Mehrzahl anorganischer fluoreszierender Materialien auf Wandflächen mit komplizierten Reliefs darauf angebracht werden. Wenn UV-Strahlen von außen eingestrahlt werden, können dem Relief Glitzerfarben verliehen werden. Weiterhin können Leuchtformstücke als Beleuchtungskörper Anwendung finden. In dem Fall werden eine gewöhnliche Fluoreszenzlampe und eine Schwarzlichtlampe in Kombination verwendet und in geeigneter Weise geschaltet, um sich am Leuchtunterschied zu erfreuen.
Als nächstes werden Beispiel 6 bis 8, die von der Anwendung auf Fliesen handeln, beschrieben. In diesem Fall sind die Fliesenmaterialien, Glasurzusammensetzungen und das Verfahren zum Herstellen von Fliesen nicht auf die hierin nachstehend beschriebenen begrenzt. Die Härtungstemperatur nach der Bildung der Leuchtschicht (leuchtender Teil) sollte vorzugsweise unter in Betracht ziehen der Wärmebeständigkeit des verwendeten anorganischen fluoreszierenden Materials eingestellt werden.

= Beispiel 6 =

Fig. 8a zeigt eine Ausführungsform, bei der eine mit einem anorganischen fluoreszierenden Material formulierte Glasur auf die Oberfläche einer Fliese 302 unter Bilden einer Leuchtschicht 301a aufgebracht wird. Der Fliesenkörper besteht aus dem Leuchtkörper von Beispiel 9. Diese Fliese wird in dem folgenden Verfahren hergestellt, das zum Beispiel die Schritte des:
1. Mischens und Knetens rohen Gesteinpulvers, das durch ein Brechwerk oder eine Kugelmühle fein pulverisiert wurde, mit Ton und Wasser;
2. Ausformens des Gemisches zu einer Fliesenkörperplatte mit der gewünschten Abmessung durch Druckguß oder dergleichen;
3. Trocknens und Härtens des in Schritt 2 gegossenen Fliesenkörpers 302 ohne Glasieren;
4. Herstellens einer ein anorganisches fluoreszierendes Material enthaltenden Glasur. Die Glasurzusammensetzung ist nicht kritisch und schließt zum Beispiel SiO&sub2;, Al&sub2;O&sub3;, Na&sub2;O, K&sub2;O, CaO, MgO, B&sub2;O&sub3; und dergleichen ein. Nötigenfalls wird eine Mehrzahl unterschiedliche anorganische fluoreszierende Materialien enthaltender Glasuren hergestellt;
5. Überziehens einer Oberfläche des unglasierten Fliesenkörpers mit der in Schritt 4 hergestellten Glasur (Leuchtschicht 301a) und ihres Härtens bei einer Temperatur von zum Beispiel ungefähr 600ºC unter Erhalten einer Fliese von Fig. 8a umfaßt. Die Glasur kann nicht nur auf die gesamte Oberfläche des Körpers aufgebracht werden, sondern kann auch zum Zeichnen eines gewünschten Musters verwendet werden.

= Beispiel 7 =

Fig. 8b zeigt eine Ausführungsform, bei der eine ein anorganisches fluoreszierendes Material enthaltende Leuchtschicht 301b auf der Oberfläche eines Fliesenkörpers 302 gebildet und mit einer Glasur geschützt wird. Der Fliesenkörper besteht aus dem Leuchtkörper von Beispiel 9. Diese Fliese kann in dem folgenden Verfahren hergestellt werden, das die Schritte des:
1. Mischens und Knetens rohen Gesteinpulvers, das durch ein Brechwerk oder eine Kugelmühle fein pulverisiert wurde, mit Ton und Wasser;
2. Ausformens des Gemisches zu einer Fliesenkörperplatte mit der gewünschten Abmessung durch Druckguß oder dergleichen;
3. Trocknens und Härtens des in Schritt 2 gegossenen Fliesenkörpers 302 ohne Glasieren;
4. Auftragens einer anorganischen Leuchtfarbe auf die Oberfläche des durch Schritt 3 erhaltenen Körpers 302 unter Bilden einer Leuchtschicht 301b. Wahlweise kann wie im Fall von Beispiel 21 die Farbe nicht nur auf die gesamte Oberfläche des Körpers 302 aufgebracht, sondern auch zum Zeichnen eines gewünschten Musters verwendet werden;
5. Auftragens einer Glasur (Glasurschicht 303) auf die Oberfläche der in Schritt 4 gebildeten Leuchtschicht 301b und ihres Härtens bei einer Temperatur von zum Beispiel ungefähr 600ºC unter Erhalten einer in Fig. 8b dargestellten Fliese einschließt. In diesem Fall braucht die Glasurschicht 303 nicht notwendigerweise durchsichtig zu sein und kann mit der Leuchteigenschaft ausgestattet sein.
Da die Glasurschicht 303 in Fig. 8b auf der Leuchtschicht gebildet ist, ist es möglich, ein gewünschtes Bildmuster, das mit der Leuchtfarbe gemäß der vorliegenden Erfindung auf die Glasurschicht 303 gezeichnet wurde, auszuhärten.
Immer noch wahlweise kann die Glasurschicht 303 von Fig. 12b weggelassen werden (unglasierte Fliese) und die Leuchtfarbe kann allein auf dem Körper 302 gehärtet werden. Um Feuchtigkeit oder Gase am Eindringen in den Körper 302 zu hindern, ist es jedoch bevorzugt, auf die Oberfläche des Körpers eine geeignete Glasur aufzubringen.

= Beispiel 8 =

Fig. 9c zeigt eine Ausführungsform, bei der der Fliesenkörper zur Gänze aus einer Leuchtschicht 301c besteht. Diese Fliese kann in dem folgenden Verfahren hergestellt werden, das zum Beispiel die Schritte des:
1. Mischens und Knetens rohen Gesteinpulvers, das durch ein Brechwerk oder eine Kugelmühle fein pulverisiert wurde, mit Ton und Wasser;
2. Ausformens des Gemisches zu einer Fliesenkörperplatte mit der gewünschten Abmessung durch Druckguß oder dergleichen;
3. Härtens des in Schritt 2 gebildeten Körpers unter Erhalten einer in Fig. 8c dargestellten Fliese einschließt. Nötigenfalls kann auf die Körperoberfläche eine durchsichtige Glasur aufgebracht werden.
Der Fliesenkörper von Beispiel 6 und 7 besteht aus dem Leuchtkörper von Beispiel 8, auf dem eine Mehrzahl Leuchtschichten gestapelt ist.
Als nächstes werden konkrete Beispiele für die Anwendung der in einem der Beispiele 6 bis 8 hergestellten Leuchtfliesen beschrieben. Diese Beispiele sind nicht dazu bestimmt, die Anwendungsweise der Leuchtfliesen darauf zu beschränken.
In Fig. 9 werden die Leuchtfliesen als oberflächenbedeckendes Element für Außenwände von Gebäuden oder Innenwände wie etwa zum Beispiel eine Toiletten, ein Bad, eine Küche und Eßzimmer verwendet. Wenn Schwarzlicht aus der Lampe 305a angewandt wird, tritt ein Glitzermuster 304 deutlich auf. Die Leuchtfliesen gemäß der vorliegenden Erfindung können in Abhängigkeit von der Anbringungsweise als funktionelles Element für eine stimmungsvolle Raumbeleuchtung benützt werden.
Fig. 10 zeigt ein Beispiel, wo Fliesen 301 gemäß der vorliegenden Erfindung so angeordnet sind, daß sie auf einer Straße 306 eine die Fahrbahn teilende Linie bilden. Wenn die Fliesen 301 in der Nacht mit Schwarzlicht aus einer Straßenlampe 305 bestrahlt werden, erscheint die Linienanzeige leuchtend und ist viel leichter als eine aus gewöhnlicher Farbe gebildete Linie zu unterscheiden. Da das anorganische fluoreszierende Material gegenüber Sonnenlicht sehr verwitterungsfest ist, werden beim Gebrauch im Freien stabile Leuchteigenschaften sichergestellt.
Fig. 22 zeigt ein Beispiel, bei dem am Boden eines Schwimmbades 307 (grobe Trennlinien) vorgesehene Linien aus leuchtenden Fliesen gebildet sind. Die Linien treten klar hervor, wenn die Fliesen 301 mit einer wasserdichten Schwarzlichtquelle 305c, die in entsprechenden Abständen im Wasser angebracht ist (in der Figur an Seitenwänden vorgesehen), oder an einer Seite des Schwimmbades vorgesehenen Schwarzlichtquellen 305d bestrahlt wird. Selbstverständlich können nicht nur die Linien, sondern auch gewünschte Muster auf Innenwänden oder Umrandungen des Schwimmbades vorgesehen sein. Dies ist besonders wirkungsvoll, wenn das Schwimmbad in der Nacht bei schwacher Beleuchtung benützt wird. Obschon in der Figur nicht dargestellt, können Fliesen gemäß der vorliegenden Erfindung außerdem in einem Freibad verwendet werden.
In der vorangehenden Beschreibung wird nur eine Fliese in Form einer Platte in Betracht gezogen. In der vorliegenden Erfindung ist es jedoch auch möglich, das erfinderische Konzept auf eine Dachplatte mit einer gebogenen Oberfläche anzuwenden.
Obschon die Lichtquellen zur Beleuchtung von Fliesen in den vorgenannten Beispielen spezialisiert sind, ist anzumerken, daß in Abhängigkeit vom Zweck oder den Umgebungsbedingungen, derartige Lichtquellen nicht immer notwendig sind. Diese Möglichkeit kann auch auf Lichtquellen im Falle der vorstehend angeführten Folienelementen und Formteilen angewandt werden.

Claims

1. Leuchtelement umfassend einen leuchtenden Teil, der aus einer Matrix gebildet ist, die mit einem anorganischen fluoreszierenden Material in vorbestimmter Form formuliert wurde, wobei das Element als Gebäudedachelement oder Außenwandelement ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Matrix ein Fluorharz umfaßt.

2. Leuchtelement gemäß Anspruch 1, wobei das Element zur Gänze aus der Matrix gebildet ist, die gleichförmig mit dem anorganischen fluoreszierenden Material formuliert wurde.

3. Leuchtelement gemäß Anspruch 1, wobei der leuchtende Teil auf der Elementoberfläche definiert ist.

4. Leuchtelement gemäß Anspruch 1, wobei das Element in Folienform vorliegt.

5. Leuchtelement gemäß Anspruch 4, wobei die Folie einen Film umfaßt, der mit dem anorganischen fluoreszierenden Material formuliert wurde.

6. Leuchtelement gemäß Anspruch 4, wobei die Folie Fasern umfaßt, die mit dem anorganischen fluoreszierenden Material formuliert wurden.

7. Leuchtelement gemäß Anspruch 4, wobei die Folie weiter eine Verstärkungsschicht zur Unterstützung des leuchtenden Teils umfaßt.

8. Leuchtelement gemäß Anspruch 7, wobei die Verstärkungsschicht eine Glasfaserschicht umfaßt.

9. Leuchtelement gemäß Anspruch 1, wobei die Matrix mit einer Mehrzahl von Arten anorganischer fluoreszierender Materialien formuliert wurde.