DE69601040T2

DE69601040T2 - Phosphoreszenter Artikel

Info

Publication number: DE69601040T2
Application number: DE69601040T
Authority: DE
Inventors: Kiyokazu Kadoma-Shi Osaka-Fu Murakami
Original assignee: YKK Corp
Current assignee: YKK Corp
Priority date: 1995-02-01
Filing date: 1996-01-25
Publication date: 1999-06-24
Anticipated expiration: 2016-01-26
Also published as: JPH08207194A; CA2168181A1; US5811174A; ES2125065T3; CA2168181C; CN1134353A; EP0725119B1; DE69601040D1; KR960031136A; TW336951B; EP0725119A1; KR100190561B1

Description

TECHNISCHER HINTERGRUND DER ERFINDUNG

1. Gebiet der Erfindung:

Diese Erfindung betrifft einen phosphoreszierenden Artikel und insbesondere einen phosphoreszierenden Artikel, der fähig ist, Licht zu absorbieren und darin zu speichern und Licht auszustrahlen, wenn er an einen dunklen Ort gestellt wird.

2. Beschreibung des Standes der Technik:

Bisher waren ZnS : Cu, (Ca, Sr)S : Bi, etc. als phosphoreszierende Pigmente (lange nachleuchtende Phosphore) bekannt und ZnS : Cu-Phosphor wurde in großem Umfang für Leuchtfarben verwendet.
Diese phosphoreszierenden Pigmente haben die Eigenheit, daß sie sich selbst erregen, indem sie Licht, wie zum Beispiel Tageslicht oder fluoreszierendes Licht absorbieren (Speicherung von Licht) und, wenn sie an einen dunklen Ort gestellt werden, Licht ausstrahlen. Da diese phosphoreszierenden Pigmente fähig sind, den Kreislauf des Absorbierens - Speicherns - Ausstrahlens von Licht immer wieder zu wiederholen, finden sie umfassende Anwendung in verschiedenen Gebieten, wie zum Beispiel Markierungen und Zeichen zur Unfallverhütung und zur Erhaltung der Sicherheit, verschiedene in Autos und Gebäuden verwendete Leitzeichen, Accessoires, wie zum Beispiel Krawattennadeln und Anhänger, Zifferblätter in Armbanduhren, sowie Angelartikel, wie beispielsweise Schwimmer und Köder.
Für Allzweckanwendungen werden diese phosphoreszierenden Artikel im allgemeinen, aufgrund des bequemen Gebrauchs, in Form von phosphoreszierenden Folien verwendet.
Bisher wurden die phosphoreszierenden Folien dieser Art in verschiedenen Formen konstruiert. Im allgemeinen wurde bisher ZnS : Cu als phosphoreszierendes Pigment für diese herkömmlichen phosphoreszierenden Folien verwendet. Die japanische Patentanmeldung KOKAI (Frühveröffentlichung) Nr. 52-49,245 offenbart zum Beispiel ein bedruckbares Siegel bzw. eine Folie, die auf einem Träger aus transparentem Film durch Bilden einer Leuchtschicht, in der ein phosphoreszierendes Pulver (ZnS : Cu) enthalten ist, und anschließendes Auflegen einer Klebeschicht und einer Ablöseschicht darauf, mit oder ohne Anhaften einer Schicht aus Stoff, Papier oder Folie auf der oberen Oberfläche der Leuchtschicht, hergestellt wird.
Das phosphoreszierende Pigment Zns : Cu, das im allgemeinen in einem derartigen vorstehend beschriebenen phosphoreszierenden Artikel verwendet wird, hat jedoch den Nachteil, daß es der Zersetzung, wie beispielsweise durch Ultraviolettlicht, ausgesetzt ist und folglich eine schrittweise Verschlechterung der Eigenschaften des Speicherns und Ausstrahlens von Licht mit sich bringt. Der phosphoreszierende Artikel, der das phosphoreszierende Pigment Zns : Cu dieser Qualität verwendet, hat daher das Problem, daß er unter Freilandbedingungen seiner Rolle nicht gerecht werden kann.
Um diese Nachteile zu bewältigen, offenbart die japanische Patentveröffentlichung Nr. 02-3,704 ein Verfahren, das das Versiegeln feiner Partikel des phosphoreszierenden Pigments in einer aus Kunstharz bestehenden Schutzschicht umfaßt, die transparent ist und fähig ist, das Ultraviolettlicht zu absorbieren, und die japanische Patentanmeldung KOKAI Nr. 60- 135,246 offenbart ein Verfahren, das das Beschichten einer Leuchtschicht, die ein phosphoreszierendes Pigment enthält, mit einer transparenten Kunstharzschicht umfaßt, die einen Ultraviolettlicht-Absorber enthält.
Ferner hat das durch das phosphoreszierende Pigment ZnS : Cu ausgestrahlte Licht eine äußerst mangelhafte Nachleuchtdichte, es hat den Nachteil, daß sein Nachleuchten schnell gedämpft wird und ihm fehlt die Leuchtdichte, die visuelle Wahrnehmung über die ganze Nacht hinweg erlaubt. Um die effektive Funktion dieses phosphoreszierenden Pigments auf dem Leuchtzifferblatt einer Armbanduhr zu ermöglichen, war es zum Beispiel üblich, dem phosphoreszierenden Pigment eine radioaktive Substanz beizumengen und dadurch herbeizuführen, daß die radioaktiven Strahlen das Pigment erregen und die andauernde Ausstrahlung des Lichtes von dem Pigment gewährleisten.
Die radioaktive Substanz hat jedoch die Nachteile, daß sie unter strikten Sicherheitsrichtlinien gehandhabt werden muß und einer Größenbeschränkung der damit zu behandelnden Fläche an dem phosphoreszierenden Artikel, der mit dem menschlichen Körper in Berührung kommen wird, unterliegt, und außerdem die Beseitigung des daraus entstehenden Abfalls große Kosten verursacht.
Als ein phosphoreszierendes Pigment, das frei von den Nachteilen ist, die das herkömmlich in weitem Umfang verwendete phosphoreszierende Pigment Zns : Cu aufweist, wurde vor kurzem ein SrAl&sub2;O&sub4;-Phosphor entwickelt (der 248. Vortrag der Fluorophor Society, gehalten am 26. November 1993 im Labor für physikalische Eigenschaften an der Universität von Tokio).
Das phosphoreszierende Pigment SrAl&sub2;O&sub4; besitzt hervorragende Grundeigenschaften als ein phosphoreszierendes Pigment. Es hat hervorragende Qualitäten, beispielsweise zeigt es ein Emissionsspektrum (Spitzenwellenlänge 520 nm), das dem Spektrum des menschlichen Sichtbereichs nahekommt, und es zeigt ein großes Erregungsspektrum (Spitzenwellenlänge ungefähr 365 nm) mit hoher Erregungseffizienz durch Ultraviolettlicht im Kurzwellenbereich.
Ferner offenbart es eine äußerst hohe Nachleuchtdichte, die ungefähr fünf- oder zehnmal so hoch oder noch höher als die des herkömmlich in breitem Umfang verwendeten ZnS : Cu-Pigments ist, und zeigt eine allmähliche Dämpfung des Nachleuchtens. Dennoch hat das phosphoreszierende Pigment SrAl&sub2;O&sub4; den Nachteil, daß es im Vergleich mit dem herkömmlichen Pigment aus ZnS : Cu beachtlich viel Zeit für die Erregung benötigt, um eine Sättigung der Nachleuchtdichte zu erlangen. Da SrAl&sub2;O&sub4; durch Wasser und Feuchtigkeit angreifbar ist, erfordert der Schichtkörper, der dieses Pigment verwendet, eine angemessene Berücksichtigung der Wasserbeständigkeit.

KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Daher ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen phosphoreszierenden Artikel zu schaffen, der effektiven Gebrauch von den oben erwähnten hervorragenden Eigenschaften macht, die SrAl&sub2;O&sub4; als phosphoreszierendes Pigment offenbart, die Nachteile davon weitestgehend eliminiert, eine schnelle Erregung erlangt und langdauerndes Nachleuchten bei hoher Leuchtdichte produziert.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen phosphoreszierenden Artikel zu schaffen, dessen physikalische Eigenschaften, wie etwa Lichtechtheit und Wärmebeständigkeit, insbesondere Wasserbeständigkeit, zusätzlich zu den oben erwähnten phosphoreszierenden Eigenschaften hervorragend sind. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen phosphoreszierenden Artikel zu schaffen, der nicht nur die vorstehend genannten ausgezeichneten phosphoreszierenden und physikalischen Eigenschaften hat, sondern es auch erlaubt, daß ein ausgestrahltes Lichtmuster hell und räumlich exakt gezeichnet ist.
Zur Lösung der oben beschriebenen Aufgaben wird gemäß vorliegender Erfindung ein phosphoreszierender Artikel geschaffen, der eine erste transparente Harzschicht, eine phosphoreszierende Schicht und eine zweite transparente Harzschicht hat, die aufeinanderfolgend in der erwähnten Anordnung über eine Tragschicht gelegt sind, die eine reflektierende Oberfläche besitzt. Die phosphoreszierende Schicht enthält als ein phosphoreszierendes Pigment SrAl&sub2;O&sub4; und ist in einem dicht versiegelten Zustand mit der ersten und mit der zweiten transparenten Harzschicht beschichtet. Vorzugsweise sind die oben erwähnte erste und die zweite transparente Harzschicht aus einem transparenten Harz gebildet, das keinen Ultraviolettlicht-Absorber enthält.
Geeigneterweise ist in einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die es erlaubt, daß ein Lumineszenzmuster räumlich und hell gezeichnet wird, die oben erwähnte zweite transparente Harzschicht in dem Teil derselben, der dem Teil entspricht, in dem die darunterliegende phosphoreszierende Schicht angeordnet ist, mit einem vorspringenden Teil versehen, der so gebildet ist, daß er von der Oberfläche derselben vorragt, und weiter in dem Oberflächenteil, der nicht der vorspringende Teil ist, nämlich dem Teil, in dem die phosphoreszierende Schicht nicht vorhanden ist, mit einer Oberflächenschicht versehen, die so gebildet ist, daß sie die Oberfläche des oben erwähnten Teiles verdeckt.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung zusammen mit den Zeichnungen ersichtlich.
Fig. 1 ist eine Schnittansicht, die ein Beispiel des Schichtaufbaus eines phosphoreszierenden Artikels gemäß vor liegender Erfindung zeigt;
Fig. 2 ist eine Schnittansicht, die ein Beispiel einer Modifikation des in Fig. 1 gezeigten phosphoreszierenden Artikels zeigt;
Fig. 3 ist eine Schnittansicht, die den Schichtaufbau eines weiteren Beispiels des phosphoreszierenden Artikels gemäß vorliegender Erfindung zeigt;
Fig. 4 ist eine Draufsicht eines Beispiels eines phosphoreszierenden Firmenzeichens oder Emblems (Wappen), das die vorliegende Erfindung verkörpert; und
Fig. 5 ist eine vergrößerte Schnittansicht entlang der Linie V-V von Fig. 4.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Das in der vorliegenden Erfindung verwendete phosphoreszierende Pigment SrAl&sub2;O&sub4; besitzt, wie oben beschrieben, ausgezeichnete Qualitäten wie das Produzieren einer äußerst hohen Leuchtdichte und eine lange Nachleuchtzeit, das heißt, daß es das Ausstrahlen von Licht lange fortsetzt, wenn es nach der Absorption und Speicherung (Erregung) von Licht dieses an einem dunklen Ort ausstrahlt. Dennoch hat es den Nachteil, daß es im Vergleich mit dem herkömmlich allgemein verwendeten phosphoreszierenden Pigment ZnS : Cu beträchtlich viel Zeit für die Erregung braucht und mangelhafte Wasserbeständigkeit hat.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist der phosphoreszierende Artikel daher mit einer ersten transparenten Harzschicht, einer phosphoreszierenden Schicht, die das phosphoreszierende Pigment SrAl&sub2;O&sub4; enthält, und einer zweiten transparenten Harzschicht versehen, die aufeinanderfolgend in der erwähnten Anordnung über eine Tragschicht, die eine reflektierende Oberfläche besitzt, gelegt sind, und infolge dieses Schicht aufbaus kann einfallendes Licht ausreichend durch die zweite transparente Harzschicht treten und in der phosphoreszierenden Schicht absorbiert werden, und ferner kann das Licht, das dieser Absorption entgeht, an der reflektierenden Oberfläche der Tragschicht reflektiert werden, durch die erste transparente Harzschicht treten und wieder in der phosphoreszierenden Schicht absorbiert werden, so daß das einfallende Licht effizient in der phosphoreszierenden Schicht absorbiert werden kann und die für die Erregung des phosphoreszierenden Pigments erforderliche Zeit verkürzt werden kann. Da die phosphoreszierende Schicht des phosphoreszierenden Artikels ferner in einem dicht versiegelten Zustand mit der ersten und mit der zweiten transparenten Harzschicht beschichtet ist, erhält die phosphoreszierende Schicht, die mangelhafte Wasserbeständigkeit hat, Schutz gegen Feuchtigkeit und Wasser, kann die phosphoreszierende Schicht die oben erwähnte Phosphoreszenzwirkung lange Zeit zeigen und wird der phosphoreszierenden Schicht erhöhte Beständigkeit verliehen.
Durch die Einrichtung des oben beschriebenen Schichtaufbaus erlangt der phosphoreszierende Artikel gemäß vorliegender Erfindung schnelle Erregung und offenbart die hervorragende Funktion und Wirkung, daß er Licht bei hoher Leuchtdichte lange ausstrahlt. Außerdem ist er fähig, den Kreislauf Absorption - Speicherung (Erregung) - und Ausstrahlung von Licht effizient und sicher zu wiederholen und kann umfassend in zahlreichen Anwendungen genutzt werden, die die Ausstrahlung von Licht an einem dunklen Ort erfordern. Da SrAl&sub2;O&sub4; als phosphoreszierendes Pigment benützt wird, wird der hergestellte phosphoreszierende Artikel ferner durch Ultraviolettlicht nur gering verschlechtert und kann daher mit verbesserter Beständigkeit im Freien benutzt werden. Da dieser phosphoreszierende Artikel keine radioaktive Substanz enthält, vermeidet er die Ausübung jeder nachteiligen Auswirkung auf den menschlichen Körper und hat keine Beschränkung der Größe der phosphoreszierenden Oberfläche.
In einer bevorzugten Ausführungsform des phosphoreszierenden Artikels gemäß vorliegender Erfindung ist die Oberflächenseite der phosphoreszierenden Schicht sorgfältig geschützt, weil die zweite transparente Harzschicht in dem Teil davon vorgesehen ist, der dem Teil entspricht, in dem die darunterliegende phosphoreszierende Schicht mit einem vorspringenden Teil eingerichtet ist, der so geformt ist, daß er von ihrer Oberfläche vorragt. Da der phosphoreszierende Teil dreidimensional geformt ist, ist das Lumineszenzmuster räumlich abgebildet und die Festigkeit der Anhaftung zwischen der phosphoreszierenden Schicht und den transparenten Harzschichten wird verbessert.
Ferner wird dadurch, daß eine Oberflächenschicht (gedruckte Schicht) über den Oberflächenteil der zweiten transparenten Harzschicht gelegt wird, unter dem keine phosphoreszierende Schicht liegt, so daß der oben erwähnte Oberflächenteil verdeckt wird, das von der phosphoreszierenden Schicht beliebig gestreute Licht daran gehindert, durch den oben erwähnten abgeschirmten Oberflächenteil zu treten und es kann ausschließlich durch den Oberflächenteil treten, in dem die phosphoreszierende Schicht vorhanden ist, mit dem Ergebnis, daß das Lumineszenzmuster an Helligkeit gewinnt.
Die bevorzugte Dicke der ersten transparenten Harzschicht liegt im Bereich von 50 bis 100 um. Wenn die Dicke der ersten transparenten Harzschicht weniger als 50 um beträgt, hat diese Harzschicht den Nachteil, daß sie nicht ohne weiteres gewährleisten kann, daß das andernfalls unvermeidliche Eindringen von Feuchtigkeit oder Wasser über die darunterliegende Schicht (Tragschicht) weitgehend verhindert wird und daß sie ohne weiteres einen Riß unter dem Druck davonträgt, der beispielsweise während des Formvorgangs ausgeübt wird, oder unter der Biegewirkung, die zum Beispiel während des tatsächlichen Gebrauchs zugefügt wird, und früh aufhört, umfassend den oben erwähnten Schutz zu bieten. Wenn andererseits die Dicke 100 um überschreitet, hat die Harzschicht den Nachteil, daß der Abstand derselben zur darunterliegenden Tragschicht übermäßig vergrößert wird und es folglich schwierig ist, das auf der Oberfläche der Tragschicht reflektierte Licht dazu zu veranlassen, effizient in der phosphoreszierenden Schicht absorbiert und gespeichert zu werden: Die übermäßig große Dicke vergrößert ferner die Gesamtdicke der Teilschichten des phosphoreszierenden Artikels und verkleinert die Elastizität des phosphoreszierenden Artikels in dem Ausmaß, daß dessen Verformung schwierig gemacht wird. Um das Beibehalten einer angemessenen Elastizität des phosphoreszierenden Artikels zu ermöglichen, hat die darüberliegende zweite transparente Harzschicht daher den Nachteil, daß es unvermeidbar erforderlich ist, ihre Dicke zu verkleinern.
Die bevorzugte Dicke der phosphoreszierenden Schicht liegt im Bereich von 50 bis 100 um. Wenn die Dicke weniger als 50 um beträgt, zeigt der phosphoreszierende Artikel gemäß vorliegender Erfindung nicht ausreichend die erwarteten Wirkungen, nämlich schnelle Erregung, hohe Leuchtdichte und langes Nachleuchten.
Die Leuchtdichte und die Nachleuchtzeit nehmen proportional zur Zunahme der Dicke zu. Wenn die Dicke 250 um überschreitet, wird das Übermaß sich jedoch als unwirtschaftlich erweisen, weil es keine angemessene Verbesserung von Eigenschaften wie Schnelligkeit der Erregung, Leuchtdichte oder Nachleuchteigenschaften bewirkt, die sich bereits im gesättigten Zustand befinden. Wenn der phosphoreszierende Artikel für solche Verwendungen wie Firmenzeichen oder Embleme bestimmt ist, die zur Verformung während der Benutzung (wie durch Biegen und Strecken) vorgesehen sind, liegt die Dicke des phosphoreszierenden Artikels in Anbetracht der Möglichkeit, daß der phosphoreszierende Artikel Schaden durch Verformung davonträgt, vorzugsweise im Bereich von 150 bis 250 um.
Schließlich liegt die bevorzugte Dicke der zweiten transparenten Harzschicht im Bereich von 100 bis 400 um. Wenn diese Dicke weniger als 100 um beträgt, wirkt die zweite transparente Harzschicht nicht zufriedenstellend als eine Schutzschicht und ist wegen der übermäßig kleinen Dicke leicht anfällig für äußere Einflüsse (die Wirkung von Wasser, Wärme etc.). Wenn die zweite transparente Harzschicht einem äußeren Einfluß ausgesetzt wird, ist es für sie schwierig, es der phosphoreszierenden Schicht zu ermöglichen, ihre Phosphoreszenzeigenschaft beizubehalten. Somit werden die Aufgaben der vorliegenden Erfindung nicht ohne weiteres erfüllt.
Wenn die Dicke der zweiten transparenten Harzschicht nicht weniger als 100 um beträgt, erreicht der phosphoreszierende Artikel genug Elastizität, daß vermieden wird, daß er Schäden wie Bruch und Falten davonträgt, wenn er auf der Oberfläche eines Gegenstandes durch Aufkleben angebracht wird, daß die phosphoreszierende Schicht vor Schaden, wie etwa durch Biegen, geschützt wird und daß er eine hervorragende Schutzfunktion zur Bewältigung äußerer Einflüsse offenbart. Wenn die Dicke der zweiten transparenten Harzschicht 400 um überschreitet, wird der phosphoreszierende Artikel jedoch so starr, daß er seine Elastizität verkleinert und unter dem Nachteil leidet, daß er auf Schwierigkeiten beim Aufkleben auf eine gekrümmte Oberfläche oder dergleichen stößt, nach dem Aufkleben von der Oberfläche leicht abblättert und leicht einen Riß oder Bruch davonträgt, während er geschnitten wird. Diese übermäßige Dicke hat ferner den Nachteil, daß die Neigung besteht, die Leuchtdichte des Lichtes, das durch die phosphoreszierende Schicht auszustrahlen ist, zu vermindern.
Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung unter Bezug auf die in den beiliegenden Zeichnungen gezeigten bevorzugten Ausführungsformen und ein Betriebsbeispiel genauer beschrieben.
Fig. 1 veranschaulicht ein Beispiel der Schichtstruktur eines phosphoreszierenden Artikels 10 gemäß vorliegender Erfindung. In Fig. 1 steht das Bezugszeichen 1 für eine Trag schicht oder ein Trägermaterial, 2 für eine erste transparente Harzschicht, 3 für eine phosphoreszierende Schicht, 4 für eine zweite transparente Harzschicht und 5 für eine Oberflächenschicht (gedruckte Schicht).
Die Tragschicht 1 kann aus einem Material, wie etwa einem Vliesstoff, einem Filz, einem Gewebe, einer Kunstharzlage oder einer Metallfolie hergestellt sein, welches auch immer am besten für den Zweck geeignet ist, für den der phosphoreszierende Artikel verwendet wird. Die Dicke der Tragschicht 1 kann so ausgewählt werden, daß sie dem Verwendungszweck mit angemessener Berücksichtigung von Faktoren, wie zum Beispiel Haftfähigkeit der Schicht an einer gekrümmten Oberfläche oder dergleichen und Neigung der Schicht, einen Riß unter der Einwirkung des Schneidens von Lagen auszuhalten, entspricht. Wenn der phosphoreszierende Artikel für solche Verwendungszwecke wie Firmenzeichen oder Embleme bestimmt ist, die zur Verformung während der Benutzung (wie durch Biegen oder Strecken) vorgesehen sind, erweist sich Vliesstoff als das geeignetste Material für die Tragschicht 1.
Um das einfallende Licht, das der anfänglichen Absorption in der phosphoreszierenden Schicht 3 entgangen ist, zu reflektieren und es dem reflektierten Licht zu ermöglichen, in der phosphoreszierenden Schicht 3 absorbiert zu werden, muß die Tragschicht 1 fähig sein, Licht zu reflektieren. Wenn das für die Tragschicht 1 verwendete Material selbst ohne Reflexionseigenschaft ist, wie im Falle des Vliesstoffes, ist es erforderlich, darin ein weißes Pigment, wie zum Beispiel Titandioxid oder Titanweiß aufzunehmen und dem Stoff folglich eine weiße Farbe zu geben. Alternativ kann die Reflexionseigenschaft dem Trägermaterial durch Auftragen, Drucken oder Anbringen von einem Beschichtungsmaterial, Druckfarbe, einer Lage oder dergleichen, die ein weißes Pigment auf der Oberfläche des Trägermaterials beinhalten, verliehen werden.
Die erste transparente Harzschicht 2 ist über die Oberfläche der Tragschicht 1 gelegt, um die Haftfähigkeit der phosphoreszierenden Schicht 3 an der Tragschicht 1 zu verbessern und gleichzeitig, um Feuchtigkeit und Wasser daran zu hindern, durch die Tragschicht 1 in die phosphoreszierende Schicht 3 einzudringen. Ferner ist die phosphoreszierende Schicht 3 in einem für den bestimmten Zweck erforderlichen Muster über die Oberfläche der ersten transparenten Harzschicht 2 gelegt.
Die phosphoreszierende Schicht 3 ist eine Schicht, die das phosphoreszierende Pigment SrAl&sub2;O&sub4; enthält, das die Eigenheit besitzt, daß es durch Absorption von Licht, wie etwa Tageslicht oder fluoreszierendem Licht, erregt wird (Speicherung von Licht) und Licht ausstrahlt, wenn es an einen dunklen Ort gestellt wird. Es bildet eine Hauptschicht des phosphoreszierenden Artikels 10.
Die Bildung der phosphoreszierenden Schicht 3 wird bewerkstelligt, indem ein phosphoreszierendes Pigment, das zum Beispiel hauptsächlich aus SrAl&sub2;O&sub4; besteht, in einem Lack dispergiert wird, der durch Auflösen eines Harzes als ein Bindemittel in einem Lösungsmittel erzeugt wird, so daß auf diese Weise eine Druckfarbe erzeugt wird, und diese Druckfarbe auf eine Oberfläche der ersten transparenten Harzschicht 2 gedruckt oder durch ein geeignetes Verfahren, wie zum Beispiel Siebdruck, aufgebracht wird. Der Gehalt an SrAl&sub2;O&sub4; in der phosphoreszierenden Schicht muß so festgesetzt sein, daß er in den Bereich von 70 bis 85 Gew.-% im schließlich gebildeten Film fällt. Wenn der Gehalt weniger als 70 Gew.-% beträgt, ist die Leuchtdichte des ausgestrahlten Lichtes mangelhaft. Umgekehrt wird das Beimischen des phosphoreszierenden Pigments in den Lack während der Erzeugung der Druckfarbe mit Schwierigkeiten erreicht, wenn der Gehalt 85 Gew.-% überschreitet. In Anbetracht des Gewichtsverlustes durch Trocknen (wie etwa durch die Verdampfung des Lösungsmittels) nach der Bildung des Filmes, ist der Gehalt an SrAl&sub2;O&sub4; in der Druckfarbe im allgemeinen im ungefähren Bereich von 40 bis 60 Gew.-% korrekt.
Im allgemeinen wird das phosphoreszierende Pigment SrAl&sub2;O&sub4; erhalten, indem ein Aktivator, wie etwa ein Element der seltenen Erden (Lanthanid), zum Beispiel Europium (Eu), zu SrCO&sub3;, Al&sub2;O&sub3; und einem in einem vorgeschriebenen Verhältnis zusammengesetzten Flußmittel hinzugefügt wird, die Bestandteile gemischt werden, das entstandene Gemisch bei einer erhöhten Temperatur, die ungefähr 1200ºC überschreitet, in einer reduzierenden Atmosphäre für einige Stunden gebrannt wird und das gebrannte Gemisch fein pulverisiert wird. Folglich ist das mit diesem Verfahren hergestellte phosphoreszierende Pigment überwiegend aus SrAl&sub2;O&sub4; zusammengesetzt und kann in den meisten Fällen ein Element der seltenen Erden (Lanthanid) wie das oben erwähnte Europium enthalten.
Beispiele von Harzen, die zur Erzeugung des Lackes verwendet werden, können die nachfolgend spezifizierten Harze einschließen, wie sie für die transparente Harzschicht verwendet werden. Das bevorzugte Harz für den Lack ist in Anbetracht der notwendigen Wärmebeständigkeit ein Acrylharz, ein Vinylchlorid-Acrylharz (Copolymer) oder dergleichen. Das Drucken wird vorteilhafterweise durch den Siebdruck erreicht.
Die zweite transparente Harzschicht 4 ist als eine Schutzschicht über die oben erwähnte phosphoreszierende Schicht 3 gelegt.
Im Gegensatz zu der herkömmlichen Schutzschicht müssen die oben erwähnte erste transparente Harzschicht 2 und die zweite transparente Harzschicht 4 ein transparentes Harz verwenden, das keinen Ultraviolettlicht-Absorber enthält. Das phosphoreszierende Pigment SrAl&sub2;O&sub4;, das im Gegensatz zu dem herkömmlich allgemein verwendeten Pigment ZnS : Cu in der phosphoreszierenden Schicht 3 enthalten ist, wird durch das Ultraviolettlicht nur mäßig verschlechtert und wird durch das Ultraviolettlicht erregt (200 bis 450 nm). Durch Erhöhung der Ultraviolett-Durchlässigkeit der ersten und der zweiten trans parenten Harzschicht 2 und 4 wird daher die Phosphoreszenzeigenschaft der phosphoreszierenden Schicht 3 verbessert. Die transparenten Harzschichten haben, wenn sie eine mangelhafte Transparenz haben, eine schlechte Lichtdurchlässigkeit und behindern unvermeidlich die Ausstrahlung von Licht durch die phosphoreszierende Schicht.
Ferner liegt der Hauptfaktor für die Verschlechterung des phosphoreszierenden Pigments SrAl&sub2;O&sub4; in der Wirkung von Wasser und Feuchtigkeit. Bezüglich der Funktion der ersten und der zweiten transparenten Harzschicht 2 und 4 als Schutzfilme wird es daher für nötig gehalten, ein Harz für die transparenten Harzschichten auszuwählen, das eine hervorragende Wasserbeständigkeit hat. Wenn der phosphoreszierende Artikel zum Beispiel in einem Auto verwendet werden soll, ist es gelegentlich erforderlich, für diesen phosphoreszierenden Artikel ein wärmebeständiges Harz zu verwenden, da im Inneren des Autos im Sommer möglicherweise eine Temperatur erreicht wird, die 80ºC überschreitet.
Die Materialien für die erste und für die zweite transparente Harzschicht 2 und 4 können aus passenden Harzen ausgewählt werden, so daß sie für die Verwendung, für die der phosphoreszierende Artikel bestimmt ist, unter Berücksichtigung der verschiedenen oben erwähnten Faktoren geeignet sind. Als konkrete Beispiele der Harze können Polyurethan, Polycarbonat, Acrylharz, Polyvinylchlorid und Polyester angeführt werden. Besonders wenn der phosphoreszierende Artikel, beispielsweise in Form eines Firmenzeichens oder Emblems, an ein Kleidungsstück angenäht ist und dafür bestimmt ist, textilgereinigt zu werden, wird günstigerweise ein transparentes Polyurethanharz verwendet, das ideale Textilreinigungsbeständigkeit hat.
Die zweite transparente Harzschicht 4 ist so aufgelegt, daß der Teil derselben, der die phosphoreszierende Schicht 3 bedeckt, von der Oberfläche derselben vorragt, nämlich der Teil derselben, der der darunterliegenden phosphoreszierenden Schicht 3 entspricht, wird veranlaßt, einen vorspringenden Teil 6 zu bilden. Da die phosphoreszierende Schicht 3 hauptsächlich aus dem phosphoreszierenden Pigment SrAl&sub2;O&sub4; gebildet wird, kann sie keine sehr hohe Haftfähigkeit an den transparenten Harzschichten offenbaren. Da sie von der ersten und der zweiten transparenten Harzschicht 2 und 4 wie oben beschrieben eingeschlossen und dicht versiegelt ist, vergrößern diese Harzschichten die Vereinigungsfestigkeit der Teilschichten und halten die phosphoreszierende Schicht 3 sicher fest. Ferner ist die Oberflächenseite der phosphoreszierenden Schicht 3 gründlich geschützt und das Lumineszenzmuster ist räumlich gezeichnet, weil der phosphoreszierende Teil desselben dreidimensional gebildet ist. Die erste und die zweite transparente Harzschicht 2 und 4 sind geeigneterweise im wesentlichen aus dem gleichen synthetischen Harz hergestellt, um die Festigkeit zwischen den Schichten zwischen der ersten transparenten Harzschicht 2 und der zweiten transparenten Harzschicht 4 zu vergrößern und um es der phosphoreszierenden Schicht 3 zu ermöglichen, dicht versiegelt und sicher zwischen den zwei Harzschichten 2 und 4 gehalten zu werden.
Die Oberflächenschicht (gedruckte Schicht) 5 ist auf den Oberflächenteil der zweiten transparenten Harzschicht 4 gedruckt oder aufgetragen, der nicht der vorspringende Teil 6 ist, nämlich auf die Oberfläche des Teiles, unter welchem die phosphoreszierende Schicht 3 nicht vorhanden ist. Die Oberflächenschicht (gedruckte Schicht) 5 ist dazu bestimmt, das Licht aufzufangen, das von der phosphoreszierenden Schicht 3 ausgestrahlt wird. Für die Bildung der Oberflächenschicht 5 kann vorteilhafterweise ein Material wie Druckfarbe oder Beschichtungsmaterial verwendet werden, das fähig ist, eine lichtabschirmende Schicht zu bilden. Da die Oberflächenschicht (gedruckte Schicht) 5 mit dieser Eigenheit den Oberflächenteil der zweiten transparenten Harzschicht 4 verdeckt, der nicht von der phosphoreszierenden Schicht 3 unterlegt ist, wird das von der phosphoreszierenden Schicht 3 beliebig gestreute Licht daran gehindert, durch die Oberflächenschicht (gedruckte Schicht) 5 zu treten und es wird ihm nur erlaubt, durch den vorspringenden Teil 6 weiterzulaufen, mit dem Ergebnis, daß das räumliche Lumineszenzmuster mehr Helligkeit gewinnt.
Das Bilden des phosphoreszierenden Artikels 10 wird ausgeführt, indem die erste transparente Harzschicht 2, die phosphoreszierende Schicht 3 und die zweite transparente Harzschicht 4, auf der die Oberflächenschicht (gedruckte Schicht) 5 im voraus durch Drucken oder Beschichten aufgebracht wurde, in der erwähnten Anordnung aufeinanderfolgend auf der Oberfläche der Tragschicht 1 übereinandergelegt werden und die übereinandergelegten Schichten bis zur festen Haftung erwärmt und preßgeformt werden. Die Oberflächenschicht (gedruckte Schicht) 5 kann wie oben beschrieben im voraus auf die zweite transparente Harzschicht 4 gedruckt oder aufgetragen werden. Andernfalls kann diese Oberflächenschicht, nachdem die Tragschicht 1, die erste transparente Harzschicht 2, die phosphoreszierende Schicht 3 und die zweite transparente Harzschicht 4 preßgeformt wurden, auf die zweite transparente Harzschicht 4 gedruckt oder aufgetragen werden, während der vorspringende Teil 6 in einem maskierten Zustand gehalten wird.
Der Schutz der phosphoreszierenden Schicht 3 vor dem während des Preßformens darauf von oben (von der Oberflächenschichtseite) ausgeübten Druck kann sicher erreicht werden, weil der Teil der zweiten transparenten Harzschicht 4, der der phosphoreszierenden Schicht 3 entspricht, zu dem vorspringenden Teil 6 geformt wird und die Harzschicht mit einer großen Dikke auf der Oberflächenseite der phosphoreszierenden Schicht 3 vorhanden ist. Wenn poröses Material, wie etwa Vliesstoff, für die Tragschicht 1 verwendet wird, dringt ein Teil der ersten transparenten Harzschicht 2, der während des Preßformens erweicht wird, ferner in die Poren oder Ritzen in der Tragschicht 1 ein und verbindet die Tragschicht 1 und die erste transparente Harzschicht 2 mit erhöhter Festigkeit.
Fig. 2 veranschaulicht ein weiteres Beispiel der Struktur des phosphoreszierenden Artikels gemäß vorliegender Erfindung. Obwohl dieser phosphoreszierende Artikel 10a in dem Schichtaufbau dem in Fig. 1 gezeigten phosphoreszierenden Artikel 10 ähnlich ist, unterscheidet er sich von dem in Fig. 1 gezeigten phosphoreszierenden Artikel 10 in der Hinsicht, daß ein tiefliegender Teil 7 in dem Teil einer ersten transparenten Harzschicht 2a gebildet ist, in dem eine phosphoreszierende Schicht 3a angeordnet ist. Folglich ist die phosphoreszierende Schicht 3a von dem tiefliegenden Teil 7 der vorderen Oberfläche der ersten transparenten Harzschicht 2a und einem tiefliegenden Teil 8 der rückseitigen Oberfläche einer zweiten transparenten Harzschicht 4a eingeschlossen und dicht versiegelt. Diese Struktur kann die Vereinigungsfestigkeit zwischen der ersten und der zweiten transparenten Harzschicht 2a und 4a und der phosphoreszierenden Schicht 3a vergrößern.
Wenn ein relativ weiches synthetisches Harz als Material für die erste transparente Harzschicht 2a verwendet wird, wird ein Teil der phosphoreszierenden Schicht 3a durch gleichzeitige Anwendung von Wärme und Druck während des Preßformens in die erste transparente Harzschicht 2a eingebettet, um die Herstellung des phosphoreszierenden Artikels 10a mit einem in Fig. 2 gezeigten Aufbau zu erlauben.
Fig. 3 zeigt ein weiteres Beispiel der Struktur des phosphoreszierenden Artikels gemäß vorliegender Erfindung. Dieser phosphoreszierende Artikel 10b hat einen ähnlichen Schichtaufbau wie der in Fig. 1 gezeigte. Er unterscheidet sich jedoch von dem in Fig. 1 gezeigten phosphoreszierenden Artikel 10 in der Hinsicht, daß eine zweite transparente Harzschicht 4b mit einer flachen Oberfläche versehen ist.
Bei diesem phosphoreszierenden Artikel 10b wirkt ein Spalt 9 in dem Muster einer auf die Oberfläche der zweiten transparenten Harzschicht 4b gedruckten oder aufgetragenen Oberflä chenschicht (gedruckten Schicht) 5b als Fenster für die Ausstrahlung von Licht. Auf diese Weise wird das von einer phosphoreszierenden Schicht 3b ausgestrahlte Licht durch dieses Lichtausstrahlfenster 9 gestrahlt, um ein hell gezeichnetes Lumineszenzmuster zu bilden.
Der phosphoreszierende Artikel gemäß vorliegender Erfindung kann auf Wunsch, je nach der Eigenheit der beabsichtigten Verwendung, auf der rückseitigen Oberfläche der Tragschichten 1, 1a und 1b jeweils mit einer Klebeschicht und ferner auf der Klebeschicht mit einem Ablösepapier versehen sein, um den Gebrauch zu erleichtern.
Indem die Klebeschicht und die Ablöseschicht aufeinanderfolgend wie oben beschrieben über die rückseitigen Oberflächen der Tragschichten gelegt werden, kann der phosphoreszierende Artikel bequem benutzt werden, weil nur das einfache Trennen von dem Ablösepapiers erforderlich ist, bevor er auf eine gegebene Oberfläche eines Trägers (ein fertiges Produkt oder ein Teil) aufgebracht wird.
Nachfolgend wird ein Betriebsbeispiel beschrieben, das die vorliegende Erfindung in einem Firmenzeichen oder Emblem verkörpert.
Wie in Fig. 4 und 5 gezeigt, ist auf eine Tragschicht 1c, die in einer Dicke von 1,4 mm aus einem ein weißes Pigment enthaltenden Vliesstoff gebildet ist, eine erste transparente Harzschicht 2c aus einem Heißschmelz-Urethanharz, das keinen Ultraviolettlicht-Absorber enthält, mit einer Dicke von ungefähr 70 um gelegt, dann wird darauf eine phosphoreszierende Schicht 3c in Form eines erforderlichen Musters in einer Dikke im Bereich von 150 bis 200 um durch Naß-in-Naß-Auftrag einer Druckfarbe mittels Siebdruck gebildet, die das phosphoreszierende Pigment SrAl&sub2;O&sub4; enthält, und danach wird eine zweite transparente Harzschicht 4c, die keinen Ultraviolettlicht-Absorber enthält und aus einem transparenten Urethan film mit einer Dicke von 0,2 mm gebildet ist und auf der eine Druckschicht 5c, wie etwa ein Logo, durch Drucken teilweise aufgebracht ist, weiter darübergelegt, mit Ausnahme des Teils, der der phosphoreszierenden Schicht 3c entspricht. Die übereinandergelegten Schichten werden anschließend von der Seite der gedruckten Schicht 5c preßgeformt, so daß die Teilschichten durch gleichzeitige Anwendung von Wärme und Druck verbunden werden. Alternativ kann die gedruckte Schicht 5c, nachdem der phosphoreszierende Artikel durch Preßformen fertiggestellt wurde, durch Drucken auf die Oberfläche der zweiten transparenten Harzschicht 4c aufgebracht werden, wobei der vorspringende Logoteil 6c, der der phosphoreszierenden Schicht 3c entspricht, in einem maskierten Zustand gehalten wird.
Wenn das wie oben beschrieben hergestellte phosphoreszierende Firmenzeichen oder Emblem 10c Licht ausgesetzt wurde und dann an einem dunklen Ort stehen gelassen wurde, produzierte es ein Lumineszenzmuster aus den Buchstaben "ATHLETIC" in heller und räumlicher Form und diese Buchstaben zeigten sehr hohe Leuchtdichte und halten das Nachleuchten für eine sehr lange Zeit. Dieses Firmenzeichen 10c erlaubt im Vergleich mit einem Firmenzeichen, das eine Tragschicht aus Vliesstoff ohne Reflexionseigenschaft verwendete, eine beträchtliche Reduzierung der Erregungszeit.
Da das oben erwähnte Firmenzeichen 10c als das phosphoreszierende Pigment SrAl&sub2;O&sub4; verwendet, eine Verbindung, die für die Verschlechterung durch Ultraviolettlicht nur mäßig anfällig ist, stellt es im Hinblick auf die stoffliche Beschaffenheit des Materials keine unterschiedlichen Anforderungen an das Basismaterial, das es trägt. Es kann nicht nur an einem Kleidungsstück angebracht werden, sondern auch an einem Produkt, wie etwa einem Zelt, das bestimmungsgemäß während der Benutzung direkt dem Sonnenlicht ausgesetzt ist. Es ist wichtig, daß die phosphoreszierende Schicht 3c im Randteil A des Firmenzeichens nicht vorhanden ist, damit eine Nähnadel nicht die phosphoreszierende Schicht 3c durchsticht, wenn das Firmenzeichen 10c an ein Kleidungsstück genäht wird.
Das phosphoreszierende Firmenzeichen 10c kann sicher textilgereinigt werden, weil die erste und die zweite transparente Harzschicht 2c und 4c zum Schutz der phosphoreszierenden Schicht 3c aus Urethanharz bestehen. Wenn das Kleidungsstück, an dem dieses phosphoreszierende Firmenzeichen 10c angebracht ist, textilgereinigt wird, ist daher die Möglichkeit gleich Null, daß die Phosphoreszenzeigenschaft des Firmenzeichens 10c durch die Textilreinigung beeinträchtigt wird.
Während hier gewisse spezielle Ausführungsformen und ein Betriebsbeispiel offenbart wurden, kann die Erfindung in anderen speziellen Formen ausgeführt werden, ohne vom Gedanken oder von wesentlichen Merkmalen derselben abzuweichen. Daher sind die beschriebenen Ausführungsformen und das Beispiel in jeder Hinsicht als veranschaulichend und nicht als einschränkend anzusehen und der Schutzbereich der Erfindung ist eher durch die beigefügten Patentansprüche angegeben als durch die vorangegangene Beschreibung, und alle Veränderungen, die im Rahmen der Bedeutung und des Äquivalenzbereichs der Patentansprüche liegen, sollen daher darin eingeschlossen sein.

Claims

1. Phosphoreszierender Artikel, enthaltend eine Tragschicht, die eine reflektierende Oberfläche besitzt, eine erste transparente Harzschicht, die über die Tragschicht gelegt ist, eine phosphoreszierende Schicht, die über die erste transparente Harzschicht gelegt ist, und eine zweite transparente Harzschicht, die über die phosphoreszierende Schicht gelegt ist, wobei die phosphoreszierende Schicht hauptsächlich SrAl&sub2;O&sub4; als ein phosphoreszierendes Pigment enthält und in einem dicht versiegelten Zustand mit der ersten und der zweiten transparenten Harzschicht beschichtet ist.

2. Phosphoreszierender Artikel nach Anspruch 1, bei welchem die erste und die zweite transparente Harzschicht aus einem transparenten Harz hergestellt sind, das keinen Ultraviolettlicht-Absorber enthält.

3. Phosphoreszierender Artikel nach Anspruch 1 oder 2, bei welchem die zweite transparente Harzschicht in einem Teil derselben, unter dem die phosphoreszierende Schicht liegt, mit einem vorspringenden Teil versehen ist, der so geformt ist, daß er von ihrer Oberfläche vorragt.

4. Phosphoreszierender Artikel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, ferner enthaltend eine Oberflächenschicht, die über die zweite transparente Harzschicht gelegt ist und so ausgelegt ist, daß sie einen Oberflächenteil der zweiten transpa renten Harzschicht verdeckt, der nicht der Oberflächenteil ist, der mit der phosphoreszierenden Schicht unterlegt ist.

5. Phosphoreszierender Artikel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei welchem die Dicke der ersten transparenten Harzschicht im Bereich von 50 bis 100 um liegt, die Dicke der phosphoreszierenden Schicht im Bereich von 50 bis 250 um liegt und die Dicke der zweiten transparenten Harzschicht im Bereich von 100 bis 400 um liegt.

6. Phosphoreszierender Artikel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei welchem der Gehalt an SrAl&sub2;O&sub4; in der phosphoreszierenden Schicht im Bereich von 70 bis 85 Gew.-% liegt.

7. Phosphoreszierender Artikel nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei welchem die phosphoreszierende Schicht aus einem Kunstharz gebildet ist, das SrAl&sub2;O&sub4; enthält.

8. Phosphoreszierender Artikel nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei welchem die erste und die zweite transparente Harzschicht jeweils aus einem Harz gebildet sind, das aus der ein Polyurethan, ein Polycarbonat, ein Acrylharz, ein Polyvinylchlorid und einen Polyester enthaltenden Gruppe ausgewählt ist.

9. Phosphoreszierender Artikel nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei welchem die erste und die zweite transparente Harzschicht im wesentlichen aus demselben Kunstharz gebildet sind.

10. Phosphoreszierender Artikel nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei welchem die Tragschicht ein weißes Pigment enthält.

11. Phosphoreszierender Artikel nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei welchem das weiße Pigment ein Titanweiß ist.

12. Phosphoreszierender Artikel nach einem der Ansprüche 1 bis 11, bei welchem die Tragschicht aus einem Vliesstoff, einem Filz, einem Gewebe, einer Kunstharzlage oder einer Metallage gebildet ist.

13. Phosphoreszierender Artikel nach einem der Ansprüche 1 bis 12, ferner enthaltend eine Klebeschicht und eine Ablöseschicht, die aufeinanderfolgend auf einer Oberfläche der Tragschicht übereinandergelegt sind, die einer Oberfläche derselben, die an die erste transparente Schicht anschließt, entgegengesetzt ist.