DE102004038721A1

DE102004038721A1 - Lightweight building material comprises known mixture of cement, binder and aggregate, to which phosphorescent material is added, producing durable solid product after adding water and hardening which emits light during dark periods

Info

Publication number: DE102004038721A1
Application number: DE200410038721
Authority: DE
Inventors: Roman Albert Theuerjahr
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-08-06
Filing date: 2004-08-06
Publication date: 2006-03-16

Abstract

Lightweight building material comprises a known mixture of cement, binder and aggregate, to which a phosphorescent material is added. This produces a durable solid product after adding water and hardening which emits light during dark periods.

Description

Die Erfindung betrifft einen Leuchtbaustoff, basierend auf einem an sich bekannten Gemenge zur Herstellung von Betonmaterial. Nach vorheriger Anregung durch Bestrahlung mit Licht des sichtbaren oder unsichtbaren Wellenlängenbereiches reemittiert dieser Baustoff die absorbierte Strahlungsenergie als sichtbare Strahlung über einen längeren, durch den Stoffaufbau des lumineszierenden Materials bestimmten Zeitabschnitt. Diese als Nachleuchten oder Dauerleuchten bezeichnete Erscheinung findet man bei Stoffen, die als Phosphore bezeichnet werden. Man erhält sie durch Schmelzen sowie Sintern von Sulfiden der Erdalkalimetalle, von Zink und Cadmium, die mit geringen Mengen von Salzen der Schwermetalle Cu, Ag, Mn, Bi u.a. versetzt sind. Phosphore werden aber auch hinsichtlich ihrer chemischen Zusammensetzung in Halogenid-, Silikat- oder Boratphosphore u.a. unterschieden. Organische Stoffe können ebenfalls Phosporeszenz zeigen, wenn sie durch sichtbares oder UV-Licht angeregt werden. Die Zeitdauer für das Nachleuchten liegt im Bereich zwischen Millisekunden und vielen Stunden. Die spektrale Charakteristik und die Intensität der emittierten Strahlung sind wesentlich durch die stoffliche Zusammensetzung der Phosphore bedingt. In unterschiedliche Substanzen eingebettet, finden phosphoreszierende Materialien eine vielfältige Verwendung, so z.B. in Leuchtfarben für Flächenanstriche, damit Gegenstände selbst bei Dunkelheit noch erkennbar bleiben, für Richtungsanzeigen in Räumen ohne Tageslicht sowie für Leuchtziffern und Marken bei Uhren und Messgeräten, für Leuchtschirme in der Dosimetrie bzw. der Röntgentechnik. Auch für Bildschirme von Oszillographen und Fernsehempfänger werden phosphorische Substanzen wegen ihres Nachleuchteffektes benötigt.The The invention relates to a luminous building material based on a known mixture for the production of concrete material. After previous suggestion by irradiation with light of the visible or invisible wavelength range this building material re-emits the absorbed radiant energy as visible Radiation over a longer, determined by the material structure of the luminescent material Period of time. These are called afterglow or permanent lights Appearance is found in substances called phosphors become. You get by melting and sintering sulphides of alkaline-earth metals, of zinc and cadmium, with small amounts of salts of heavy metals Cu, Ag, Mn, Bi and the like are offset. However, phosphors are also being considered their chemical composition in halide, silicate or borate phosphors et al distinguished. Organic substances may also be phosporous show when excited by visible or UV light. The time duration for afterglow is in the range between milliseconds and many Hours. The spectral characteristic and the intensity of the emitted Radiation is essential due to the material composition of the Phosphors conditionally. Embedded in different substances, find phosphorescent Materials a diverse Use, e.g. in luminous colors for surface coatings, so that objects themselves remain visible in the dark, for directional displays in rooms without Daylight as well as for Luminescent numbers and marks for watches and measuring instruments, for fluorescent screens in dosimetry or X-ray technology. Also for screens Oscillographs and television receivers become phosphoric substances needed for its afterglow effect.

Das phosphoreszierende Material befindet sich dann zumeist in einer Oberflächenbeschichtung, als Folie oder in Glas in gleichmäßiger Verteilung im Fremdmaterial eingebettet.The Phosphorescent material is then usually in one Surface coating, as Foil or in glass in even distribution embedded in foreign material.

In neuerer Zeit werden selbst für Bekleidungsstücke oder dgl. in Einbettungsmaterialen eingelagerte phosphoreszierende Substanzen eingesetzt. So beschreibt z.B. die US 5716723 eine Polymerverbindung für Schuhwerk, die 3 – 8 Gewichts-Prozent einer phosphoreszierenden Substanz enthält. Selbstleuchtende Bekleidungsgegenstände werden dadurch in der Dunkelheit sichtbar und tragen damit zur Verbesserung der Sicherheit ihres Trägers im Straßenverkehr bei. Auch für die Bekleidung von Rettungsmannschaften usw. ist die Verwendung phosphoreszierender Materialien heute durchaus üblich.More recently, phosphors incorporated into embedding materials are used even for clothes or the like. So describes the example US 5716723 a polymer compound for footwear containing 3-8% by weight of a phosphorescent substance. As a result, self-illuminating clothing becomes visible in the dark, helping to improve the safety of its wearer in traffic. Also for the clothing of rescue teams, etc., the use of phosphorescent materials is quite common today.

Dass bestimmte organische Substanzen dann zur Phosphoreszenz angeregt werden können, wenn man diese in Zemente einlagert, ist ebenfalls seit langem bekannt. Von einer praktischen Anwendung solcher Zementphosphore liegen keine Angaben vor.That certain organic substances are then excited to phosphorescence can be, if one stores these in cements, has also been known for a long time. From a practical application of such cement phosphors are none Information before.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, für die Bauindustrie einen derartigen selbstleuchtenden Baustoff zu entwickeln, der unter Verwendung eines Gemenges zur Herstellung von Beton, die Fähigkeit aufweist, nach Belichtung, vor allem durch das Tageslicht, in der Dunkelheit über einen ausgedehnten Zeitraum kontinuierlich und mit ausreichender Strahlungsintensität im sichtbaren Spektralbereich nachzuleuchten Dieser Leuchtbaustoff soll unter Verwendung von an sich bekannten Baumaterialien auch einfach und damit wirtschaftlich in seiner Herstellung und der weiteren Verarbeitung sein und vielfältige Anwendungsmöglichkeiten eröffnen.The The object of the invention is for the construction industry to such a self-luminous building material develop using a mixture for making of concrete, the ability has, after exposure, especially by the daylight, in the Darkness over an extended period of time continuously and with sufficient radiation intensity in the visible spectral range nachzuleuchten This Leuchtbaustoff should also be simple using known construction materials and thus economically in its production and the other Processing and diverse applications open.

Die Aufgabe löst ein Leuchtbaustoff, der aus einem an sich bekannten Gemenge aus Zement als Bindemittel und Zuschlagstoffen zur Herstellung von Beton besteht, welches zusätzlich eine gleichmäßig mit dem Gemenge vermischte wasserunlösliche phosphoreszierende Substanz enthält, wobei die Mischung nach Zugabe von Wasser und anschließender Aushärtung ein festes nachleuchtendes Baumaterial ergibt.The Task solves a luminous building material, which consists of a mixture known per se Cement as binder and aggregate for the production of concrete which is additional a uniform with the mixture mixed water-insoluble phosphorescent Contains substance, wherein the mixture after addition of water and subsequent curing a solid luminescent building material results.

Der Leuchtbaustoff speichert Tageslicht und strahlt bei Dunkelheit soviel sichtbares Licht ab, dass daraus gefertigte Bauelemente, wie Wände, Treppen, Toreinfassungen und deren unmittelbare Umgebung auch bei Dunkelheit noch erkennbar bleiben.Of the Leuchtbaustoff stores daylight and shines so much in the dark visible light, such as walls, stairs, Gate surrounds and their immediate surroundings even in the dark remain recognizable.

Vorzugsweise besteht die wasserunlösliche phosphoreszierende Substanz aus Zinksulfid mit geringen aktivierenden Metallbeimischungen, insbesondere von Cu und/oder Mangan.Preferably consists of the water-insoluble phosphorescent Substance of zinc sulfide with low activating metal admixtures, in particular of Cu and / or manganese.

In Abhängigkeit vom Anteil der phosphoreszierenden Substanz in der Mischung kann die Leuchtintensität des Leuchtbaustoffes unterschiedliche Werte annehmen. Durch Zugabe anderer phosphorischer Substanzen und der Verwendung geeigneter Aktivatoren lässt sich das Farbspektrum des Nachleuchtens verändern.In dependence the proportion of the phosphorescent substance in the mixture can the light intensity of the luminous substance assume different values. By adding other phosphoric substances and the use of appropriate Activators leaves change the color spectrum of the afterglow.

Zusätzliche Beimengungen geringer Mengen luminesziererender Substanzen können als Indikatoren für die herstellungsspezifische Zusammensetzung des Baustoffs dienen, um unerwünschte Zumischungen bei Qualitätskontrollen – z.B. durch Fluoreszenzanalyse unter UV-Lichterregung – nachweisen zu können.additional Additions of small amounts of luminescent substances can be considered as Indicators for serve the production-specific composition of the building material, around unwanted Admixtures in quality controls - e.g. by Fluorescence analysis under UV light excitation - to be able to prove.

Der dauerleuchtende Beton ist für viele Anwendungszwecke gut geeignet, u.a. für Innenwände von Dunkelräumen, Fluchtwege, Garagentore oder für Kunst am Bau. Elektrische Beleuchtungseinrichtungen mit ihrer Störanfälligkeit, insbesondere beim Eintreten von Katastrophenfällen, können dadurch teilweise oder sogar ganz entfallen. Für die einer besonders starken Abnutzung unterliegenden, etwa durch Leuchtfarben markierten Flächen, wie z.B. Treppenstufen, ist die Verwendung des sehr widerstandsfähigen Leuchtbausteins mit seiner geringen Abrasion besonders geeignet. Der erfindungsgemäße Baustein läßt sich auch nachträglich durch Schleifen, Sägen, Bohren und dgl. noch gut bearbeiten, ohne dass damit eine wesentliche Einbuße seiner Leuchtkraft verbunden wäre.Of the Permanent light concrete is for many applications well suited, i.a. for interior walls of dark rooms, escape routes, Garage doors or for Architectural art. Electric lighting devices with their susceptibility, In particular, when disaster incidents occur, this can partially or even completely omitted. For which are subject to a particularly strong wear, such as by Fluorescent colors marked areas, such as. Stair steps, is the use of the highly resistant lighting block especially suitable with its low abrasion. The module according to the invention let yourself also later by grinding, sawing, Drilling and the like. Edit well, without any significant loss its luminosity would be connected.

Für die Herstellung des Leuchtbaustoffs können je nach Verwendungsart herkömmliche Zement- bzw. Betonmaterialien eingesetzt werden. So werden in einem Ausführungsbeispiel für die Fertigung eines Leuchtbausteins aus Festbeton ein Portlandzement der Festigkeitsklasse B25 mit einem Cu-aktiviertem ZnS-Pulver im Gewichtsverhältnis 7:1 gut miteinander vermischt (im Versuch wurde dafür eine Mischung aus etwa 20g Zement und 3g ZnS-Pulver verwendet). Nach entsprechender Zugabe von Zuschlagstoffen und Wasser und nochmaliger guter Durchmischung wird der entstandene Frischbeton weiterverarbeitet und ergibt nach seiner Aushärtung einen widerstandsfähigen Beton mit der Fähigkeit zum Dauerleuchten, nachdem er vorher mit weißem Licht bestrahlt wurde.For the production of the luminous building material depending on the type of use conventional Cement or concrete materials are used. So be in one embodiment for the Production of a light brick from hardened concrete a Portland cement the Strength class B25 with a Cu-activated ZnS powder in the weight ratio 7: 1 well mixed together (in the experiment was a mixture of about 20g Cement and 3g ZnS powder used). After appropriate addition of aggregates and water and again good mixing the resulting fresh concrete is further processed and yields its curing one tough Concrete with the ability to Steady lighting after it has been previously illuminated with white light.

Claims

Leuchtbaustoff, consisting of a known Mixture of cement as binder and aggregates for production of concrete, in addition a uniform with the mixture mixed water-insoluble contains phosphorescent substance, wherein the mixture after addition of water and subsequent curing a solid and resistant Permanently illuminated building material results.

Luminous building material according to claim 1, characterized that the water-insoluble phosphorescent substance of zinc sulfide with low activating Metal admixtures, in particular of Cu and / or manganese.

Luminous building material according to claim 1, characterized that the water-insoluble Phosphorescent substance from a mixture of several phosphorescent components consists.

Light-building material according to one or more of the preceding Claims, characterized in that in the building material mixture for the purpose the quality control other luminescent substances are included as admixtures.