EP3171672A1 - Leuchtfähiges beschichtungssystem sowie ein mindestens eine beschichtbare oberfläche aufweisender gegenstand, ausgestattet mit dem beschichtungssystem, und verwendung des beschichtungssystems für die herstellung von leuchtfähigen wänden, böden oder decken - Google Patents

Leuchtfähiges beschichtungssystem sowie ein mindestens eine beschichtbare oberfläche aufweisender gegenstand, ausgestattet mit dem beschichtungssystem, und verwendung des beschichtungssystems für die herstellung von leuchtfähigen wänden, böden oder decken Download PDF

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EP3171672A1
EP3171672A1 EP15195724.8A EP15195724A EP3171672A1 EP 3171672 A1 EP3171672 A1 EP 3171672A1 EP 15195724 A EP15195724 A EP 15195724A EP 3171672 A1 EP3171672 A1 EP 3171672A1
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EP
European Patent Office
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layer
coating system
electrically conductive
frontward
layers
Prior art date
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EP15195724.8A
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EP3171672B1 (de
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Christian Walter
Oliver Nickel
Stefan Kairies
Patrick Gengenbach
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DAW SE
Original Assignee
DAW SE
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B33/00—Electroluminescent light sources
    • H05B33/10—Apparatus or processes specially adapted to the manufacture of electroluminescent light sources
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B33/00—Electroluminescent light sources
    • H05B33/12—Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces

Definitions

  • the present invention relates to a luminous coating system and to an article having at least one coatable surface, which is provided with the luminous coating system according to the invention. Furthermore, the invention relates to the use of the inventive luminous coating system for the production of luminous walls, floors and ceilings.
  • the WO 2013/091605 A1 a light image of an imaging material, such as a silver halide-based photographic material, and an electroluminescent device, wherein the electroluminescent device comprises a light-emitting layer containing pigments, in particular zinc sulfide, in an aqueous dispersion and an insulating layer containing titanium dioxide in an aqueous binder matrix, which on the imaging material is attached and forms with this a multi-layer dressing.
  • the electroluminescent device can be connected in one embodiment by means of an adhesive film with a transparent support.
  • the lighting image according to the WO 2013/091605 A1 should be easy to produce, have a particularly good durability and brightness and give the impression of a bright photo. From Of particular importance for this is the multi-layered bond between an imaging material and the electroluminescent device, which allows a solid bond with little to no space between the imaging material and the electroluminescent device.
  • an electroluminescent device may comprise a luminescent layer containing inorganic electroluminescent particles, in particular doped or encapsulated zinc sulfide, and water-dispersible or water-soluble protective colloids, such as gelatin, and optionally a plasticizer.
  • This luminescent layer should have a thickness of less than 40 ⁇ m and be arranged on a support and also have an alcohol-soluble, transparent, conductive front electrode layer.
  • the layers mentioned should be able to be produced in a casting process.
  • the ease of manufacture and good durability of the luminous element according to WO 2013/091604 A1 should be ensured by the presence of a protective colloid.
  • the luminous element on a carrier should have the following layers: an adhesive layer which improves the adhesion of the overlying layers to the carrier, a transparent and electrically conductive layer as the front electrode, a layer which can be excited by an AC electric field Leuchtsubstanz contains as he, an insulating layer with high dielectricity, a layer of high conductivity as a return electrode, conductors as a connection of the front electrode, a barrier layer and contacts and connections for an AC voltage source.
  • a powder or wet paint in the form of a polyester or acrylate for electrostatic coating of an object is known in which to a transparent paint powder and / or wet paint, a powder of a luminescent and / or reflective substance, such as strontium aluminate, and organic or inorganic Pigments that glow in the dark after charging by UV radiation in the dark have been added.
  • a lacquer should be obtainable in that luminescent and / or reflective particles together with at least partially transparent powder coating particles and / or wet paint in an electrostatic high voltage field in which the surface of the object to be coated forms a potential surface moves to the surface of the article and to you are attached firmly.
  • electroluminescent coatings are applied only on absolutely smooth, non-absorbent substrates. In many cases this is due to special processes such as screen printing and special tools such as paint guns. It is also disadvantageous that it is not possible to obtain surfaces which are as smooth as usual in the craft industry, for example grinding, for smoothing substrates, as would be required for conventional electroluminescent coating systems.
  • a vitrified coating system comprising, in order, a) a back electrically conductive layer, b) a dielectric luminescent layer, c) a front electrically conductive transparent or translucent layer, and d) an electrically insulating barrier layer.
  • the barrier layer can also serve as a sealing layer.
  • At least one of the layers a), b), c) and d), in particular all of these layers, are obtainable by means of brush, roller, in particular paint roller, trowel, trowel and / or doctor blade application, or are obtained in this way receive.
  • the luminous coating system according to the invention is accordingly distinguished by the fact that it can be applied to a variety of substrates using typical painting application methods, as are customary in the artisan building trades.
  • the inventive luminous coating system on all surfaces or substrates are applied, which are common in building related trades, such as floors, ceilings, walls or more generally objects or bodies made of concrete, masonry, plastic or wood or the like.
  • the rear electrically conductive layer a) is preferably not transparent, in particular not translucent. It can be based on a one- or two-component system.
  • the rear electrically conductive layer a) of the coating system according to the invention is generally formed from a system consisting of or containing at least one binder and at least one electrically conductive substance or filler, in particular based on carbon, for example carbon black, graphite, carbon nanotubes and / or Graphene, or formed from a system consisting of or containing poly (3,4-ethylenedioxythiophene) polystyrenesulfonate (PEDOT: PSS) or polyaniline or formed from a system consisting of or containing metal wires, in particular in the form of metal mesh.
  • PEDOT poly (3,4-ethylenedioxythiophene) polystyrenesulfonate
  • PEDOT polyaniline
  • the metal wires or the wires of the metal fabric are preferably metal nanowires, in particular Silbewanodrällten.
  • the rear electrically conductive layer a) is preferably also characterized in that it can be applied or processed by means of a brush, paint rollers, spatula, trowel and / or doctor blade. With the compositions specified above, it is possible in this case to apply reverse electrically conductive layers a), which have good running, leveling and crack-slurrying properties.
  • the rear electrically conductive layer a) of the coating system according to the invention may alternatively or additionally also be in the form of a fabric, or may contain the aforementioned substances.
  • the weight ratio is from the solids content of the binder to the solids content of the electrically conductive substances, e.g. the electrically conductive fillers, in the rear electrically conductive layer a) in the range of 0.5: 1 to 1.5: 1 and preferably in the range of 0.8: 1 to 1.2: 1, based on the total dry mass of the Layer a) forming components.
  • the dielectric luminescent layer b) can be based on or consist of a one- or two-component system.
  • the dielectric luminescent layer b) is not transparent, especially not translucent.
  • the dielectric luminescent layer b) preferably comprises a, in particular electrically insulating, backward dielectric layer b1), consisting of or containing electrically non-conductive binders and electrically non-conductive fillers, and a, in particular electrically insulating, frontward luminescent layer b2), wherein, in particular in addition to the at least one layer a), c) and d) or in addition to all layers a), c) and d), at least one of the layers b1) and b2), in particular both layers, by means of brush, roller, in particular roller , Spatula, trowel and / or doctor job is available or is obtained.
  • the above-described embodiment has proven to be more useful in technical terms and safer in operation compared to the embodiment in which the luminescent layer and the electrical layer
  • the rear, electrically insulating, dielectric layer b1) generally contains an electrically non-conductive binder and / or electrically non-conductive fillers.
  • the rear dielectric layer b1) is formed in a preferred embodiment from a system consisting of or containing at least one non-electrically conductive binder and at least one non-electrically conductive filler.
  • suitable non-conductive binders and non-conductive fillers are known to those skilled in the art.
  • Suitable binders for the rear, electrically insulating, dielectric layer b1) are known to those skilled in the organic binder in question. By way of example, reference is also made to silicatic and calcitic fillers.
  • At least one filler selected from a first group consisting of talc, mica, precipitated calcium carbonates, ground calcium carbonates, natural silicas, artificial silicas and feldspars. Preference is given to electrically non-conductive fillers with high permittivity. At least one such filler is preferably selected from a second group consisting of alumina, yttria, zirconia, hafnia, tantalum oxide, lanthana, titania, calcium copper titanate, lead zirconium Titanate and barium titanate. Barium titanate is particularly preferably used for this purpose.
  • the layer b1) comprises at least one, in particular at least two, and very particularly preferably at least three of the said fillers from the first and / or second group. It is also preferred if the non-conductive fillers predominantly from the above-mentioned first and / or second groups in particular at least 55% by weight, preferably at least 75% by weight, very particularly preferably at least 85% by weight, of the fillers (each dry fraction) are selected from the first and / or second group. In one embodiment, it is preferred if at least one filler from the first group and at least one filler from the second group is included.
  • composition which forms the rear, electrically insulating, dielectric layer b1) can also be applied or processed by means of a brush, paint roller, spatula, trowel and / or doctor blade.
  • the components of this composition which, after application to the rear electrically conductive layer a) form the rear, electrically insulating, dielectric layer b1), are selected such that the critical pigment volume concentration (KPVK) is always undershot by at least 5%, and more preferably by at least 10%. In this way, it is possible to reduce or minimize the number of less impact-resistant air pores.
  • KPVK critical pigment volume concentration
  • compositions specified above it is possible in this case to apply rear, electrically insulating, dielectric layers b1) which are particularly smooth, leveling, thin-layered and crack-slurring and have high permittivity.
  • the components of the composition which form the rear electrically conductive layer a) are selected such that the critical pigment volume concentration (KPVK) is always exceeded.
  • Such coating systems of the invention have proved to be particularly useful, which further have a, in particular smooth or smoothed and / or non-capillary active, substrate for the attachment or support of the rear electrically conductive layer. In this way one obtains very reliably a permanently functioning luminous coating system.
  • The, in particular electrically insulating, frontward luminescent layer b2) is preferably formed from a one- or two-component system. It is preferably transparent or translucent.
  • the frontward luminescent layer b2) is preferably formed from a System consisting of or containing at least one non-electrically conductive binder, optionally at least one non-electrically conductive filler, and at least one electroluminescent particulate material.
  • the electroluminescent particulate material is preferably based on Cu, Au, Mn, Ag, Fe, Pb, P, As, Sb, Sn, V, Tl, Sc, Co, Ni, Tm, Tb, Dy, Gd, Yb, Sm and or Eu doped ZnS, ZnSe, SrS, CaS and / or CdS, in particular ZnS, or on barium aluminum sulfate doped with said elements, gallium nitride, gallium sulfide, gallium selenide and / or strontium aluminate or any mixtures of the aforementioned substances.
  • the frontward luminescent layer b2) is usually based on at least one binder and at least one filler.
  • the frontward luminescent layer b2) preferably contains at least one electroluminescent pigment as electroluminescent particulate material.
  • non-conductive binders and non-conductive fillers are preferably used.
  • Particularly suitable binders in this case are those with which it is possible to protect the electroluminescent pigments from moisture.
  • alkyd resin, epoxy resin, acrylate, and polyurethane binders may be mentioned here.
  • Suitable binders also include the class of UV-curing binders.
  • UV-curing binders UV-curing acrylate binders are preferred.
  • acrylate binder are suitable in which the curing is not carried out by means of UV radiation, but for example thermally.
  • polyurethane binders with 2K polyurethane systems being particularly suitable among these polyurethane binders.
  • the critical pigment volume concentration (KPVK) is always undershot, preferably by at least 5% and particularly preferably by at least 10%. In this way it is possible to minimize the number of less impact-resistant air pores in this layer.
  • the compositions specified above can be used to apply frontward luminescent layers b2) which are well-running, leveling, thin-layered, electrically insulating, transparent to opaque and electroluminescent.
  • the frontward ones Luminous layer b2) forming composition is preferably applied or processed by means of brush, paint roller, spatula, trowel and / or doctor blade.
  • electroluminescent particulate materials which have an average particle size in the range from 10 ⁇ m to 100 ⁇ m and preferably in the range from 20 ⁇ m to 40 ⁇ m.
  • the frontward electrically conductive layer c) can be formed in a preferred embodiment from a system containing or consisting of carbon fibers and / or carbon nanotubes (CNTs) and / or silver nanowires (SNWs) or containing or consisting of graphene or containing or consisting of poly (3,4-ethylenedioxythiophene) polystyrenesulfonate (PEDOT: PSS).
  • this frontward electrically conductive layer a) may also consist of or contain polyaniline.
  • the frontward electrically conductive layer a) to consist of a system comprising or consisting of at least one binder and at least one electrically conductive fiber material or containing or consisting of at least one metal oxide, in particular indium tin oxide, antimony tin oxide, Fluorine-zinc oxide and / or aluminum-zinc oxide, to form.
  • the composition forming the frontward electrically conductive layer c) is preferably applied or processed by means of a brush, roller, in particular paint roller, spatula, trowel and / or doctor blade.
  • the frontward electrically conductive layer c) can be made very thin.
  • the frontward electrically conductive layer c) is present as a substantially transparent or translucent layer.
  • the frontward electrically conductive layer c) of the coating system according to the invention can alternatively also be formed in the form of a fabric or contain the substances mentioned above conductive substances.
  • the barrier layer d) is generally based on a one- or two-component system, which is preferably substantially transparent or translucent.
  • the barrier layer d) generally contains an electrically non-conductive binder and optionally also at least one electrically non-conductive filler.
  • the barrier layer d) is formed in a preferred embodiment of a system consisting of or containing at least a non-electrically conductive binder and at least one non-electrically conductive filler.
  • Suitable non-conductive binders and non-conductive fillers are known to those skilled in the art.
  • Suitable binders for the barrier layer d) are, for example, organic binders known to the person skilled in the art.
  • silicate and calcitic fillers for suitable non-conductive fillers.
  • transparent or translucent fillers such as quartz or alabaster are preferably used.
  • fillers such as glass beads, glass bubbles and / or plastic beads such as PMMA beads can be used for the barrier layer. Particularly good results with regard to the transparency or translucency of this layer are obtained when the barrier layer is substantially or completely unfilled, i. without addition of fillers remains.
  • the barrier layer protects the electroluminescent system from environmental stresses and, on the other hand, protects the environment from the electrical voltage in this electroluminescent system.
  • the composition forming the barrier layer d) is preferably applied or processed by means of a brush, paint roller, spatula, trowel and / or doctor blade. Particularly preferred are the components of this composition, which form the barrier layer d) after application to the frontward electrically conductive layer c), selected such that the critical pigment volume concentration (KPVK) is always below, preferably by at least 5% and especially preferably at least 10%. Most preferably, the barrier layer d) contains no fillers. For this case, the KPVK goes against infinity. In this way, it is possible to minimize the number of less impact-resistant air pores.
  • the compositions specified above can readily be applied to the front-side, electrically conductive layer c), which is very smooth, leveling, substantially transparent or translucent and electrically insulating.
  • Such luminous coating systems according to the invention which further comprise at least one electrical insulation layer between the substrate and the back electrically conductive layer, between the back electrically conductive layer and the back dielectric layer, between the back dielectric layer and the front luminous layer . between the frontward luminescent layer and the frontward electrically conductive transparent or translucent layer and / or between the frontward electrically conductive transparent or translucent layer and the barrier layer.
  • Such luminous coating systems according to the invention are very particularly preferred, which furthermore have at least one electrical insulation layer between the substrate and the rear electrically conductive layer.
  • the composition forming the electrical insulation layer is preferably applied or processed by means of a brush, paint roller, spatula, trowel and / or doctor blade.
  • the electrical insulation layer is present between the rear electrically conductive layer and the rear dielectric layer.
  • the electrical insulation layer may be based, for example, on 2K polyurethane systems having a first and a second component, aqueous two-component polyurethane systems being preferred.
  • the weight ratio of the first to the second components K is usually in the range from 10: 1 to 2: 1, preferably in the range from 5: 1 to 3: 1.
  • the weight ratio of the first to the second components K of a suitable 2K aqueous polyurethane system is 4: 1.
  • Suitable aqueous 2-component polyurethane water-based systems are based, for example, on hydroxy-functional polyesters, e.g.
  • the first component may comprise a hydroxy-functional polyacrylate dispersion, e.g. 60% by weight, a defoamer, e.g. 2.5% by weight, a substrate wetting additive, e.g. 0.5% by weight, a leveling additive, e.g. 1.0% by weight, a thickener, e.g.
  • first and second components are present in the 2K mixture, preferably in a ratio of 75% by weight (dry content of the first component) to 25% by weight (dry content of the second component).
  • the at least one binder and the at least a backside electrically conductive layer comprising a filler a) has a pigment / volume concentration (PVK) above the critical pigment / volume concentration.
  • the rear dielectric layer b1), the frontward luminescent layer b2), the frontward electrically conductive transparent or translucent layer c) and / or the electrically insulating barrier layer d), preferably the layers b1), b2), c) and d) has a pigment / volume concentration (PVK) below the critical pigment / volume concentration.
  • all layers b1), b2), c) and d) have a pigment / volume concentration (PVK) below the critical pigment / volume concentration, preferably at least 5, except layer a) of the luminous coating system according to the invention Percent, and more preferably at least 10 percent below the critical pigment / volume concentration.
  • PVK pigment / volume concentration
  • the at least one binder of the rear electrically conductive layer a), the rear dielectric layer b1), the frontward luminescent layer b2), the frontward electrically conductive transparent or translucent layer c) and / or the electrically insulating barrier layer d) are based Alkyd resins, epoxy resins or polyurethanes, in particular polyurethanes. It is particularly suitable if the rear dielectric layer and / or the frontward luminescent layer on alkyd resins, epoxy resins, acrylate resins, in particular UV-curing acrylate resins, or polyurethanes, in particular polyurethanes, and / or UV-curing binders are based or formed thereof. In principle, it is possible to resort to UV-curing binders for the layers mentioned, preference being given to UV-curing acrylate resins.
  • direct means that the affected layers are arranged directly adjacent to one another, in particular applied to one another and one after the other.
  • the mean distance between the rear electrically conductive layer and the front-side electrically conductive transparent or translucent layer is substantially constant.
  • Such coating systems according to the invention are also preferred in which the rear dielectric layer is reflective or in which the rear dielectric layer is designed to scatter the light.
  • the electroluminescent particulate material is preferably, in particular substantially uniformly, embedded in the binder of the dielectric luminescent layer b) or the front luminescent layer b2).
  • Such objects according to the invention are preferred, which further comprise a device for generating an alternating electrical voltage field in the dielectric luminescent layer b) or in the frontward luminescent layer b2).
  • the AC electric field is in a suitable embodiment at a frequency in the range of 100 to 5000 Hz, preferably in the range of 100 to 800 Hz, in particular wherein the voltage is greater than 100 V, in particular greater than 150 V and more preferably greater than 200 V.
  • luminous walls, floors and ceilings can be produced, preferably with typical application methods.
  • an electroluminescent system which emits light when an alternating voltage is applied.
  • the luminous coating system according to the invention thereby provides a capacitor which is constantly reloaded when alternating voltage is applied.
  • the rear electrically conductive layer a) and the frontward electrically conductive transparent or translucent layer c) are the electrodes of the capacitor.
  • an electric field is formed between the two electrodes of the capacitor, in which the energy that is supplied to the capacitor by the charging is stored.
  • the electroluminescent particulate material present in the luminous layer b) or in the frontward luminous layer b2) derives its energy from the change in this electric field.
  • the energy stored in the capacitor is maximum, but the field strength of the electric field no longer changes, so that the electroluminescent particulate material which has illuminated during the charging process, goes out.
  • translucent means that a corresponding translucent layer is translucent.
  • Transparency means that the layer is transparent (translucent) and the light is not or only partially dispersed when the layer passes through. The same applies to several layers.
  • the transmittance in the case of translucency and optionally in the case of transparency is preferably> 0.2, ie more than 20% of the incident visible light is transmitted.
  • the transmittance T is defined as the quotient between the light intensity behind one or possibly several layers and the intensity in front of said layer or layers.
  • the degree of transmittance is determined at a wavelength of 450 nm, 550 nm and / or 650 nm. It is sufficient for the definition or invention if the transparency characteristic is satisfied for at least one of said wavelengths, but preferably at least for the wavelength 650 nm. It is particularly preferred if the transmittance for all three wavelengths has said values.
  • the average layer thicknesses of the individual layers forming the luminous coating system are often in the range of 10 to 2000 ⁇ m. Such layer thicknesses can be easily obtained with a brush, roller, trowel, spatula or squeegee.
  • generally voltages greater than 100 V, in particular greater than 150 V and particularly preferably greater than 200 V are applied, preferably the frequency of the AC electric field in the range from 100 to 5000 Hz, in particular Range of 100 to 800 Hz, lies.
  • the rear electrically conductive layer a) should preferably have a minimum thickness of at least 20 ⁇ m, in particular at least 30 ⁇ m, preferably at least 40 ⁇ m. Furthermore, this layer thickness should preferably not exceed 2000 ⁇ m, in particular 200 ⁇ m, preferably 100 ⁇ m. Particular preference is given to layer thicknesses of the layer a) in the range from 20 to 600 .mu.m, in particular from 25 to 250 .mu.m, preferably from 25 to 100 .mu.m, very particularly preferably from 40 to 80 .mu.m. It has been shown that excellent results are achieved, in particular in the range from 50 to 70 ⁇ m. If the stated lower limits are considerably undershot, the conductivity can be lowered and adversely affect the functionality of the coating according to the invention.
  • the layer b1) should preferably have a layer thickness of at least 20 ⁇ m, in particular at least 30 ⁇ m, preferably at least 40 ⁇ m. It is also preferred if the layer thickness of the layer b1) is not more than 500 ⁇ m, preferably not more than 300 ⁇ m, in particular not more than 200 ⁇ m, particularly preferably not more than 160 ⁇ m. Particular preference is given to layer thicknesses of the layer b1) in the range from 20 to 300 .mu.m, in particular from 30 to 200 .mu.m, preferably from 40 to 160 .mu.m, very particularly preferably from 60 to 120 .mu.m. It has been shown that to lower Layer thicknesses may not provide optimal insulation effect. Furthermore, it has been found that excessively selected layer thicknesses can, according to experience, have disadvantages with regard to the luminous effect.
  • the layer b2) preferably has a layer thickness of at least 15 ⁇ m, in particular at least 20 ⁇ m, preferably at least 30 ⁇ m. It is also preferred if the layer thickness is not more than 300 ⁇ m, preferably not more than 150 ⁇ m, in particular not more than 120 ⁇ m, particularly preferably not more than 80 ⁇ m. Particular preference is given to layer thicknesses of the layer b1) in the range from 15 to 150 ⁇ m, in particular from 20 to 120 ⁇ m, preferably from 20 to 80 ⁇ m, very particularly preferably from 30 to 70 ⁇ m.
  • the layer thickness of the layer b1) is greater than the layer thickness of the layer b2), in particular at least 25% larger, preferably at least 50% larger, very particularly preferably at least twice as large.
  • the layer thickness of layer b which preferably results from the sum of the layer thicknesses of b1) and b2), is not more than 500 ⁇ m, in particular not more than 300 ⁇ m, preferably not more than 250 ⁇ m, completely more preferably not more than 200 microns, is.
  • the layer c) preferably has a layer thickness of at least 5 ⁇ m, in particular at least 10 ⁇ m, preferably at least 20 ⁇ m. It is also preferred if the layer thickness is not more than 100 ⁇ m, preferably not more than 80 ⁇ m, in particular not more than 60 ⁇ m, particularly preferably not more than 40 ⁇ m. Particular preference is given to layer thicknesses of the layer c) in the range from 5 to 100 ⁇ m or 80 ⁇ m, in particular 10 to 60 ⁇ m, preferably 10 to 40 ⁇ m, very particularly preferably 10 to 30 ⁇ m.
  • the conductivity can be ensured, wherein the transparency and / or translucency is also optimized.
  • the layer c) is thinner than each of the layers a), b), and d), preferably also thinner than the layers b1) and / or b2).
  • the layer d) preferably has a layer thickness which is at least 30 ⁇ m, preferably at least 60 ⁇ m, particularly preferably at least 100 ⁇ m.
  • the layer thickness d) can in principle be chosen to be very large, so that the layer is several centimeters thick.
  • the layer is preferably not more than 10 mm, in particular not more than 1 mm, preferably not more than 5000 ⁇ m, particularly preferably not more than 2500 ⁇ m, thick.
  • Particular preference is given to layer thicknesses of layer d) in the range from 50 to 1 mm, in particular from 60 to 5000 ⁇ m, preferably from 60 to 2500 ⁇ m, very particularly preferably from 100 to 2000 ⁇ m.
  • the said layer thickness of the layer d) usually provides adequate protection.
  • the layer a) has an average, in particular absolute, layer thickness in the range 20 to 600 microns, and / or the layer b) over an average, in particular also absolute, layer thickness of a maximum of 500 ⁇ M, and / or the layer c) over an average, in particular absolute, layer thickness in the range of 5 to 80 microns, and / or the layer d) over an average, in particular also absolute, layer thickness of at least 60 microns.
  • such an embodiment has proven to be particularly suitable, in which the layer a) over an average, in particular absolute, layer thickness in the range of 20 to 600 microns and the layer b) over an average, in particular also absolute, layer thickness of not more than 500 ⁇ M, and the layer c) have an average, in particular absolute, layer thickness in the range of 5 to 80 microns and the layer d) have an average, in particular also absolute, layer thickness of at least 60 microns.
  • the layer thicknesses increase in the order c), a), b), d), in particular wherein the layer thickness of b1) is preferably greater than the layer thickness of b2). It has been found that the specified coating systems obtained in this way give particular luminous and resistant coatings.
  • a layer thickness is basically an average layer thickness, unless express reference is made to an absolute layer thickness.
  • the layer thickness shall be determined in accordance with EN ISO 2808: 2007 (method 6A). It should also be noted that the layer thicknesses obtained are production-related can vary locally. This depends in particular on the application method. It is familiar to the person skilled in the art to determine the layer thickness over a cross-section or possibly several cross-sections which are representative.
  • the coating system according to the invention With the coating system according to the invention, even larger areas, for example, greater than 1 m 2 , can be made contiguous and free electroluminescent without further ado, even with demanding geometries such as sphere, rod, column, corner or edge. Consequently, the present invention eliminates the size limitation previously associated with electroluminescent films. These usually allow only an electroluminescent area of about 1 m 2 .
  • the present invention is accompanied by the surprising finding that the luminous coatings according to the invention can also be applied to surfaces which are not absolutely smooth and / or absorbent, even with the tools commonly used in building ancillary industries such as brushes, rollers, in particular paint rollers, spatulas, trowels and / or doctor blade, with even large-scale decorative lighting images are available.
  • the well-known in the craft usual measures for smoothing surfaces can be omitted. This is attributable inter alia to the fact that even with the components which form the individual layers of the luminous coating system according to the invention, a smoothing of substrate surfaces and a compensation of the absorbency of substrates succeed.
  • the luminous coating system of the present invention even under site conditions on a relatively rough and absorbent substrate such as a gypsum board in such a manner as to obtain a luminous image.
  • the luminous coating system according to the invention can also be applied to mineral substrates such as concrete, screed and masonry or to an old paint or a plasterboard substrate.
  • For mounting the luminous coating systems according to the invention it is no longer necessary to resort to highly specialized experts and to complex tools which are usually used for applying electroluminescent coating systems, such as screen printing and paint guns. Such methods and tools tools are usually not available on a construction site.
  • the luminous coating system 1, as in FIG. 1 is formed by the rear electrically conductive layer 2, the electrically insulating, backward dielectric layer 4, the electrically insulating frontward luminescent layer 6, the frontward electrically conductive transparent or translucent layer 8 and the electrically insulating barrier layer 10.
  • the individual layers of the conductive coating system 1 can be applied by brush, roller, spatula, trowel or doctor in the order shown.
  • the rear electrically conductive layer 2 is applied to the substrate 12.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein leuchtfähiges Beschichtungssystem, umfassend, in dieser Reihenfolge, a) eine rückwärtige elektrisch leitfähig Schicht, b) eine dielektrische Leuchtschicht, c) eine frontwärtige elektrisch leitfähige transparente oder transluzente Schicht und d) eine elektrisch isolierende Barriereschicht, wobei mindestens eine der Schichten a), b), c) und d), insbesondere sämtliche dieser Schichten, mittels Pinsel-, Rollen-, insbesondere Farbrollen-, Spachtel-. Kellen- und/oder Rakel-Auftrag erhältlich oder appliziert sind. Des Weiteren betrifft die Erfindung einen eine beschichtbare Oberfläche aufweisenden Gegenstand, insbesondere Wand, Boden oder Decke, ausgestattet mit mindestens einem erfindungsgemäßen Beschichtungssystem. Außerdem betrifft die Erfindung die Verwendung des erfindungsgemäßen Beschichtungssystems für die Herstellung von leuchtfahigen Wänden, Böden oder Decken.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein leuchtfähiges Beschichtungssystem sowie einen mindestens eine beschichtbare Oberfläche aufweisenden Gegenstand, der mit dem erfindungsgemäßen leuchtfähigen Beschichtungssystem ausgestattet ist. Ferner betrifft die Erfindung die Verwendung des erfindungsgemäßen leuchtfähigen Beschichtungssystems für die Herstellung von leuchtfähigen Wänden, Böden und Decken.
  • Großflächige Leuchtbilder sind mittlerweile aus dem Alltag nicht mehr wegzudenken. Sie werden als Werbeflächen oder als Warnhinweistafeln eingesetzt. Allerdings ist der technische Aufwand im Zusammenhang mit der Herstellung, Installation und Wartung solcher Leuchtbilder nicht selten sehr hoch. Es hat daher nicht an Versuchen gefehlt, zu alternativen Lösungen zu gelangen. Beispielsweise offenbart die WO 2013/091605 A1 ein Leuchtbild aus einem bildgebenden Material, beispielsweise einem silberhalogenid-basierten Fotomaterial, und einer Elektrolumineszenzanordnung, wobei die Elektrolumineszenzanordnung eine lichtemittierende Schicht enthaltend Pigmente, insbesondere Zinksulfid, in einer wässrigen Dispersion und eine Isolierschicht enthaltend Titandioxid in einer wässrigen Bindemittelmatrix aufweist, welche auf dem bildgebenden Material angebracht ist und mit diesem einen Mehrschichtverband ausbildet. Die Elektrolumineszenzanordnung kann in einer Ausgestaltung mittels einer Klebefolie mit einem transparenten Träger verbunden sein. Das Leuchtbild gemäß der WO 2013/091605 A1 soll einfach herstellbar sein, eine besonders gute Haltbarkeit und Helligkeit aufweisen und den Eindruck eines leuchtenden Fotos vermitteln. Von besonderer Bedeutung hierfür ist der Mehrschichtverband zwischen einem bildgebenden Material und der Elektrolumineszenzanordnung, der einen festen Verbund mit einem geringen bis gar keinem Zwischenraum zwischen bildgebendem Material und Elektrolumineszenzanordnung ermöglicht.
  • Gemäß der WO 2013/091604 A1 kann eine Elektrolumineszenzanordnung eine Leuchtschicht aufweisen, die anorganische Elektrolumineszenzteilchen, insbesondere dotiertes oder verkapseltes Zinksulfid, und in Wasser dispergierbare oder in Wasser lösliche Schutzkolloide wie Gelatine sowie gegebenenfalls einen Weichmacher enthält. Diese Leuchtschicht soll über eine Dicke von weniger als 40 µm verfügen und auf einem Träger angeordnet sein und zudem eine alkohollösliche, transparente, leitfähige Frontelektrodenschicht aufweisen. Die genannten Schichten sollen in einem Gussverfahren hergestellt werden können. Die einfache Herstellbarkeit und gute Haltbarkeit des Leuchtelements gemäß WO 2013/091604 A1 soll durch die Anwesenheit eines Schutzkolloids sichergestellt werden. In einer bevorzugten Ausgestaltung soll das Leuchtelement auf einem Träger über die folgenden Schichten verfügen: eine Haftschicht, die die Adhäsion der darüber liegenden Schichten mit dem Träger verbessert, eine transparente und elektrisch leitfähige Schicht als Frontelektrode, eine Schicht, die eine durch ein elektrisches Wechselspannungsfeld anregbare Leuchtsubstanz enthält als er, eine Isolierschicht mit hoher Dielektrizität, eine Schicht hoher Leitfähigkeit als Rückelektrode, Leiterbahnen als Anschluss der Frontelektrode, eine Barriereschicht und Kontakte sowie Anschlüsse für eine Wechselspannungsquelle.
  • Aus der DE 102 19 802 A1 ist ein Pulver- bzw. Nasslack in Form eines Polyester- oder Acrylatlacks zum elektrostatischen Beschichten eines Gegenstandes bekannt, bei dem zu einem transparenten Lackpulver und/oder Nasslack ein Pulver eines lumineszierenden und/oder reflektierenden Stoffes, z.B. Strontium-Aluminat, sowie organische oder anorganische Pigmente, die nach Aufladung durch UV-Strahlung im Dunkeln leuchten, beigemengt worden sind. Ein derartiger Lack soll dadurch erhalten werden können, dass lumineszierende und/oder reflektierende Partikel gemeinsam mit zumindest teilweise transparenten Pulverlackpartikeln und/oder Nasslack in einem elektrostatischen Hochspannungsfeld, in dem die Oberfläche des zu beschichtenden Gegenstandes eine Potentialfläche bildet, zur Oberfläche des Gegenstandes bewegt und an ihr festhaftend angebracht werden.
  • Regelmäßig wird als Einschränkung empfunden, dass elektrolumineszierende Beschichtungen nur auf absolut glatten, nicht saugenden Untergründen aufzutragen sind. Vielfach ist hierfür auf Spezialverfahren wie dem Siebdruck und Spezialwerkzeuge wie Lackpistolen zurückzugreifen. Auch ist nachteilig, dass sich selbst mit im Handwerk üblichen Maßnahmen, zum Beispiel Schleifen, zur Glättung von Untergründen nicht derart glatte Untergründe erhalten lassen, wie sie für herkömmliche elektrolumineszierende Beschichtungssysteme erforderlich wären.
  • Die aus dem Stand der Technik bekannten Lösungsansätze für großflächige Leuchtbilder sind noch stets aufwendig und fehleranfällig. Insbesondere können solche Leuchtbilder häufig nur durch fachmännisch hochqualifiziertes und spezialisiertes Personal angebracht werden. Es wäre wünschenswert, auf weniger komplexe und einfacher handhabbare Lösungen zurückgreifen zu können.
  • Daher lag der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde, leuchtfähige Beschichtungssysteme zur Verfügung zu stellen, die nicht mit den Nachteilen des Stands behaftet sind und die insbesondere eine einfache Anbringung auf großen Flächen gestatten, wobei gleichzeitig qualitativ hochwertige Leuchtbilder zugänglich sind, die dauerhaft ihre Leuchtintensität- und/oder -farbe beibehalten. Ferner lag der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, großflächige leuchtfähige Beschichtungen, insbesondere in baustellengerechter Weise, zu ermöglichen, die zudem dekorativen Ansprüchen genügen.
  • Demgemäß wurde ein leuchtfähiges Beschichtungssystem gefunden, umfassend, in dieser Reihenfolge, a) eine rückwärtige elektrisch leitfähige Schicht, b) eine dielektrische Leuchtschicht, c) eine frontwärtige elektrisch leitfähige transparente oder transluzente Schicht und d) eine elektrisch isolierende Barriereschicht. Die Barriereschicht kann auch als Versiegelungsschicht dienen. Mindestens eine der Schichten a), b), c) und d), insbesondere sämtliche dieser Schichten, sind mittels Pinsel-, Rollen-, insbesondere Farbrollen-, Spachtel-, Kellen- und/oder Rakel-Auftrag erhältlich oder werden auf diese Weise erhalten.
  • Das erfindungsgemäße leuchtfähige Beschichtungssystem zeichnet sich demgemäß dadurch aus, dass es mit malertypischen Applikationsmethoden, wie sie im handwerklichen Baunebengewerbe üblich sind, auf vielfältigen Untergründen aufgebracht werden kann. Beispielsweise kann das erfindungsgemäße leuchtfähige Beschichtungssystem auf allen Oberflächen bzw. Untergründen aufgetragen werden, die im Baunebengewerbe gängig sind, wie Böden, Decken, Wänden oder ganz allgemein Gegenständen bzw. Körpern aus Beton, Mauerwerk, Kunststoff oder Holz oder dergleichen.
  • Die rückwärtige elektrisch leitfähige Schicht a) ist vorzugsweise nicht transparent, insbesondere auch nicht transluzent. Sie kann auf einem ein- oder zweikomponentigen System basieren. Die rückwärtige elektrisch leitfähige Schicht a) des erfindungsgemäßen Beschichtungssystems wird dabei im Allgemeinen gebildet aus einem System, bestehend aus oder enthaltend mindestens ein Bindemittel und mindestens einen elektrisch leitfähigen Stoff bzw. Füllstoff, insbesondere auf Kohlenstoffbasis, beispielsweise Ruß, Graphit, Carbon-Nanotubes und/oder Graphen, oder gebildet aus einem System bestehend aus oder enthaltend Poly(3,4-ethylendioxythiophen)polystyrolsulfonat (PEDOT:PSS) oder Polyanilin oder gebildet aus einem System bestehend aus oder enthaltend Metalldrähte, insbesondere in Form von Metallgewebe. Bei den Metalldrähten bzw. den Drähten des Metallgewebes handelt es sich vorzugsweise um Metallnanodrähten, insbesondere Silbewanodrällten. Die rückwärtige elektrisch leitfähige Schicht a) zeichnet sich vorzugsweise auch dadurch aus, dass sie mittels Pinsel, Farbrollen, Spachtel, Kelle und/oder Rakel aufgebracht bzw. verarbeitet werden kann. Mit den vorangehend spezifizierten Zusammensetzungen lassen sich dabei rückwärtige elektrisch leitfähige Schichten a) auftragen, die gut verlaufend, egalisierend und rissverschlämmend sind. Die rückwärtige elektrisch leitfähige Schicht a) des erfindungsgemäßen Beschichtungssystems kann alternativ oder zusätzlich auch in Form eines Gewebes ausgebildet sein, oder enthaltend die vorangehend genannten Substanzen vorliegen. In einer geeigneten Ausführungsform liegt das Gewichtsverhältnis von dem Feststoffanteil des Bindemittels zu dem Feststoffanteil der elektrisch leitfähigen Stoffe, z.B. der elektrisch leitfähigen Füllstoffe, in der rückwärtigen elektrisch leitfähigen Schicht a) im Bereich von 0,5:1 bis 1,5:1 und vorzugsweise im Bereich von 0,8:1 bis 1,2:1, bezogen auf die Gesamttrockenmasse der die Schicht a) bildenden Komponenten.
  • Grundsätzlich kann für die rückwärtige elektrisch leitfähige Schicht a) auch auf Zusammensetzungen zurückgegriffen werden, wie sie nachfolgend für die frontwärtige elektrisch leitfähige transparente oder transluzente Schicht c) beschrieben werden.
  • Die dielektrische Leuchtschicht b) kann auf einem ein- oder zweikomponentigen System basieren oder hieraus bestehen. Bevorzugt ist die dielektrische Leuchtschicht b) nicht transparent, insbesondere auch nicht transluzent. Die dielektrische Leuchtschicht b) umfasst bevorzugt eine, insbesondere elektrisch isolierende, rückwärtige dielektrische Schicht b1), bestehend aus oder enthaltend elektrisch nicht leitende Bindemittel und elektrisch nicht leitende Füllstoffe, und eine, insbesondere elektrisch isolierende, frontwärtige Leuchtschicht b2), wobei, insbesondere zusätzlich zu der mindestens einen Schicht a), c) und d) oder zusätzlich zu sämtlichen Schichten a), c) und d), mindestens eine der Schichten b1) und b2), insbesondere beide Schichten, mittels Pinsel-, Rollen-, insbesondere Farbrollen-, Spachtel-, Kellen- und/oder Rakel-Auftrag erhältlich ist oder erhalten wird. Die vorangehend geschilderte Ausgestaltung hat sich in technischer Hinsicht als zweckdienlicher und im Betrieb als sicherer gegenüber der Ausführungsform, bei der die Leuchtschicht und die elektrische Schicht in einem vorliegen, erwiesen.
  • Die rückwärtige, elektrisch isolierende, dielektrische Schicht b1) enthält in der Regel ein elektrisch nicht leitendes Bindemittel und/oder elektrisch nicht leitende Füllstoffe. Die rückwärtige dielektrische Schicht b1) wird in einer bevorzugten Ausgestaltung gebildet aus einem System bestehend aus oder enthaltend mindestens ein nicht elektrisch leitendes Bindemittel und mindestens einen nicht elektrisch leitenden Füllstoff. Solche geeigneten nicht leitenden Bindemittel und nicht leitende Füllstoffe sind dem Fachmann bekannt. Als geeignete Bindemittel für die rückwärtige, elektrisch isolierende, dielektrische Schicht b1) kommen dem Fachmann bekannte organische Bindemittel in Frage. Exemplarisch sei ferner auf silikatische und calcitische Füllstoffe verwiesen. Besonders geeignet ist mindestens ein Füllstoff ausgewählt aus einer ersten Gruppe bestehend aus Talkum, Glimmer, gefällten Calciumcarbonaten, gemahlenen Calciumcarbonaten, natürlichen Kieselsäuren, künstlichen Kieselsäuren und Feldspate. Bevorzugt greift man auf elektrisch nicht leitende Füllstoffe mit hoher Permittivität zurück. Bevorzugt sind hier elektrisch nicht leitende Füllstoffe mit einer Permittivität von mindestens 5. Mindestens ein solcher Füllstoff ist vorzugsweise ausgewählt aus einer zweiten Gruppe bestehend aus Aluminiumoxid, Yttriumoxid, Zirconiumoxid, Hafniumoxid, Tantaloxid, Lanthanoxid, Titandioxid, Calcium-Kupfer-Titanat, Blei-Zirconium-Titanat und Bariumtitanat. Besonders bevorzugt kommt hierfür Bariumtitanat zum Einsatz. Vorzugsweise umfasst die Schicht b1) mindestens einen, insbesondere mindestens zwei und ganz besonders bevorzugt mindestens drei der genannten Füllstoffe aus der ersten und/oder zweiten Gruppe. Auch ist es bevorzugt, wenn die nicht leitenden Füllstoffe überwiegend aus den vorstehend genannten ersten und/oder zweiten Gruppen ausgewählt werden, insbesondere mindestens 55 Gew%, vorzugsweise mindestens 75 Gew%, ganz besonderes bevorzugt mindestens 85 Gew%, der Füllstoffe (jeweils Trockenanteil) aus der ersten und/oder zweiten Gruppe ausgewählt werden. In einer Ausgestaltung ist es bevorzugt, wenn mindestens eine Füllstoff aus der ersten Gruppe und mindestens ein Füllstoff aus der zweiten Gruppe enthalten ist.
  • Auch die die rückwärtige, elektrisch isolierende, dielektrische Schicht b1) bildende Zusammensetzung kann mittels Pinsel, Farbrolle, Spachtel, Kelle und/oder Rakel aufgetragen bzw. verarbeitet werden.
  • Besonders bevorzugt werden die Komponenten dieser Zusammensetzung, die nach Aufbringung auf die rückwärtige elektrisch leitfähige Schicht a) die rückwärtige, elektrisch isolierende, dielektrische Schicht b1) bilden, derart ausgewählt, dass die kritische Pigment-Volumen-Konzentration (KPVK) stets unterschritten wird, bevorzugt um mindestens 5 % und besonders bevorzugt um mindestens 10 %. Auf diese Weise gelingt es, die Anzahl der weniger durchschlagsfesten Luftporen zu reduzieren bzw. minimieren.
  • Mit den vorangehend spezifizierten Zusammensetzungen lassen sich dabei rückwärtige, elektrisch isolierende, dielektrische Schichten b1) auftragen, die besonders gut verlaufend, egalisierend, dünnschichtig und rissverschlämmend sind sowie eine hohe Permittivität aufweisen.
  • Besonders bevorzugt werden, alternativ oder zusätzlich, die Komponenten der Zusammensetzung, die die rückwärtige elektrisch leitfähige Schicht a) bilden, derart ausgewählt, dass die kritische Pigement-Volumen-Konzentration (KPVK) stets überschritten wird.
  • Solche erfindungsgemäßen Beschichtungssysteme haben sich als besonders zweckmäßig erwiesen, die ferner einen, insbesondere glatten oder geglätteten und/oder nicht kapillaraktiven, Untergrund für die Anbringung oder Auflage der rückwärtigen elektrisch leitfähigen Schicht aufweisen. Auf diese Weise erhält man regelmäßig sehr zuverlässig ein dauerhaft funktionsfähiges leuchtfähiges Beschichtungssystem.
  • Die, insbesondere elektrisch isolierende, frontwärtige Leuchtschicht b2) wird vorzugsweise aus einem ein- oder zweikomponentigen System gebildet. Sie ist vorzugsweise transparent oder transluzent. Die frontwärtige Leuchtschicht b2) wird bevorzugt gebildet aus einem System bestehend aus oder enthaltend mindestens ein nicht elektrisch leitendes Bindemittel, gegebenenfalls mindestens einen nicht elektrisch leitenden Füllstoff, sowie mindestens ein elektrolumineszierendes partikuläres Material. Das elektrolumineszierende partikuläre Material basiert vorzugsweise auf mit Cu, Au, Mn, Ag, Fe, Pb, P, As, Sb, Sn, V, Tl, Sc, Co, Ni, Tm, Tb, Dy, Gd, Yb, Sm und/oder Eu dotiertem ZnS, ZnSe, SrS, CaS und/oder CdS, insbesondere ZnS, oder auf mit den genannten Elementen dotiertem Bariumaluminiumsulfat, Galliumnitrid, Galliumsulfid, Galliumselenid und/oder Strontiumaluminat oder beliebigen Mischungen der vorangehend genannten Substanzen.
  • Die frontwärtige Leuchtschicht b2) basiert üblicherweise auf mindestens einem Bindemittel und mindestens einen Füllstoff. Die frontwärtige Leuchtschicht b2) enthält bevorzugt mindestens ein elektrolumineszierendes Pigment als elektrolumineszierendes partikuläres Material. In einer vorteilhaften Ausgestaltung wird hierfür auf Zinksulfid-Pigmente zurückgegriffen. Bevorzugt kommen hierbei nicht deckende Pigmente und/oder Füllstoffe zum Einsatz. Ferner wird bevorzugt auf nicht leitende Bindemittel und nicht leitende Füllstoffe zurückgegriffen, beispielsweise auf solche, wie sie vorangehend für die dielektrische Schicht b1) beschrieben sind. Besonders geeignete Bindemittel sind hierbei solche, mit denen es gelingt, die elektrolumineszierenden Pigmente vor Feuchtigkeit zu schützen. Exemplarisch seien hierfür Alkydharz-, Epoxidharz-, Acrylat-, und Polyurethan-Bindemittel genannt. Geeignete Bindemittel umfassen auch die Klasse der UV-härtenden Bindemittel. Unter den UV-härtenden Bindemitteln sind UV-härtende Acrylat-Bindemittel bevorzugt. Daneben sind selbstverständlich auch solche Acrylat-Bindemittel geeignet, bei denen die Härtung nicht mittels UV-Strahlung, sondern beispielsweise thermisch erfolgt. Ganz besonders bevorzugt wird auf Polyurethan-Bindemittel zurückgegriffen, wobei unter diesen Polyurethan-Bindemitteln 2K-Polyurethan-Systeme besonders geeignet sind.
  • Auch wird für die frontwärtige Leuchtschicht b2) bevorzugt dafür Sorge getragen, dass die kritische Pigment-Volumen-Konzentration (KPVK) stets unterschritten wird, bevorzugt um mindestens 5 % und besonders bevorzugt um mindestens 10 %. Auf diese Weise gelingt es, die Anzahl der weniger durchschlagsfesten Luftporen auch in dieser Schicht zu minimieren. Mit den vorangehend spezifizierten Zusammensetzungen lassen sich dabei frontwärtige Leuchtschichten b2) auftragen, die gut verlaufend, egalisierend, dünnschichtig, elektrisch isolierend, transparent bis opak und elektrolumineszent sind. Auch die die frontwärtige Leuchtschicht b2) bildende Zusammensetzung wird bevorzugt mittels Pinsel, Farbrolle, Spachtel, Kelle und/oder Rakel aufgetragen bzw. verarbeitet.
  • Als besonders zweckmäßig hat es sich erwiesen, solche elektrolumineszierenden partikulären Materialien zu verwenden, die eine mittlere Korngröße im Bereich von 10 µm bis 100 µm und bevorzugt im Bereich von 20 µm bis 40 µm aufweisen.
  • Die frontwärtige elektrisch leitfähige Schicht c) kann in einer bevorzugten Ausgestaltung gebildet werden aus einem System enthaltend oder bestehend aus Carbonfasern und/oder Carbon-Nanotubes (CNTs) und/oder Silber-Nanodrähten (SNWs) oder enthaltend oder bestehend aus Graphen oder enthaltend oder bestehend aus Poly(3,4-ethylendioxythiophen)-polystyrolsulfonat (PEDOT:PSS). Alternativ oder zusätzlich kann diese frontwärtige elektrisch leitfähige Schicht a) auch aus Polyanilin bestehen oder dieses enthalten. Ferner ist es möglich, die frontwärtige elektrisch leitfähige Schicht a) aus einem System enthaltend oder bestehend aus mindestens einem Bindemittel und mindestens einem elektrisch leitfähigen Fasermaterial oder enthaltend oder bestehend aus mindestens einem Metalloxid, insbesondere Indium-Zinn-Oxid, Antimon-Zinn-Oxid, Fluor-Zink-Oxid und/oder Aluminium-Zink-Oxid, zu bilden.
  • Auch die die frontwärtige elektrisch leitfähige Schicht c) bildende Zusammensetzung wird bevorzugt mittels Pinsel, Rolle, insbesondere Farbrolle, Spachtel, Kelle und/oder Rakel aufgetragen bzw. verarbeitet werden. Die frontwärtige elektrisch leitfähige Schicht c) kann sehr dünnschichtig ausgebildet sein. Insbesondere liegt die frontwärtige elektrisch leitfähige Schicht c) als im Wesentlichen transparente oder transluzente Schicht vor. Die frontwärtige elektrisch leitfähige Schicht c) des erfindungsgemäßen Beschichtungssystems kann alternativ auch in Form eines Gewebes gebildet aus oder enthaltend die vorangehend genannten Substanzen leitfähigen Substanzen vorliegen.
  • Die Barriereschicht d) basiert im Allgemeinen auf einem ein- oder zweikomponentigen System, das vorzugsweise im Wesentlichen transparent oder transluzent ist. Die Barriereschicht d) enthält in der Regel ein elektrisch nicht leitendes Bindemittel und gegebenenfalls auch mindestens einen elektrisch nicht leitenden Füllstoff. Die Barriereschicht d) wird in einer bevorzugten Ausgestaltung gebildet aus einem System bestehend aus oder enthaltend mindestens ein nicht elektrisch leitendes Bindemittel und mindestens einen nicht elektrisch leitenden Füllstoff.
  • Solche geeigneten nicht leitenden Bindemittel und nicht leitenden Füllstoffe sind dem Fachmann bekannt. Als geeignete Bindemittel für die Barriereschicht d) kommen zum Beispiel dem Fachmann bekannte organische Bindemittel in Frage. Exemplarisch sei ferner für geeignete nicht leitende Füllstoffe auf silikatische und calcitische Füllstoffe verwiesen. Bevorzugt wird für die Barriereschicht d) auf transparente oder transluzente Füllstoffe wie Quarz oder Alabaster zurückgegriffen. Alternativ oder zusätzlich können für die Barriereschicht Füllstoffe wie Glaskugeln, Glashohlkugeln und/oder Kunststoffkugeln wie PMMA-Beads eingesetzt werden. Besonders gute Ergebnisse in Bezug auf die Transparenz bzw. Transluzenz dieser Schicht werden erzielt, wenn die Barriereschicht im Wesentlichen oder vollständig ungefüllt, d.h. ohne Zusatz an Füllstoffen bleibt. Die Barriereschicht schützt einerseits das elektrolumineszierende System vor Belastungen aus der Umwelt und andererseits die Umwelt vor der elektrischen Spannung in diesem elektrolumineszierenden System. Auch die die Barriereschicht d) bildende Zusammensetzung wird bevorzugt mittels Pinsel, Farbrolle, Spachtel, Kelle und/oder Rakel aufgetragen bzw. verarbeitet. Besonders bevorzugt werden die Komponenten dieser Zusammensetzung, die nach Aufbringung auf die frontwärtige elektrisch leitfähige Schicht c) die Barriereschicht d) bilden, derart ausgewählt, dass die kritische Pigment-Volumen-Konzentration (KPVK) stets unterschritten wird, bevorzugt um mindestens 5 % und besonders bevorzugt um mindestens 10 %. Ganz besonders bevorzugt enthält die Barriereschicht d) keine Füllstoffe. Für diesen Fall geht die KPVK gegen unendlich. Auf diese Weise gelingt es, die Anzahl der weniger durchschlagsfesten Luftporen zu minimieren. Die vorangehend spezifizierten Zusammensetzungen lassen sich dabei ohne weiteres auf die frontwärtige, elektrisch leitfähige Schicht c) auftragen, die sehr gut verlaufend, egalisierend, im Wesentlichen transparent oder transluzent und elektrisch isolierend sind.
  • Besonders zufriedenstellende Ergebnisse stellen sich auch für solche erfindungsgemäßen leuchtfähigen Beschichtungssysteme ein, die ferner mindestens eine elektrische Isolationsschicht zwischen dem Untergrund und der rückwärtigen elektrisch leitfähigen Schicht, zwischen der rückwärtigen elektrisch leitfähigen Schicht und der rückwärtigen dielektrischen Schicht, zwischen der rückwärtigen dielektrischen Schicht und der frontwärtigen Leuchtschicht, zwischen der frontwärtigen Leuchtschicht und der frontwärtigen elektrisch leitfähigen transparenten oder transluzenten Schicht und/oder zwischen der frontwärtigen elektrisch leitfähigen transparenten oder transluzenten Schicht und der Barriereschicht aufweisen. Hierbei sind solche erfindungsgemäßen leuchtfähigen Beschichtungssysteme ganz besonders bevorzugt, die ferner mindestens eine elektrische Isolationsschicht zwischen dem Untergrund und der rückwärtigen elektrisch leitfähigen Schicht aufweisen. Auch die die elektrische Isolationsschicht bildende Zusammensetzung wird bevorzugt mittels Pinsel, Farbrolle, Spachtel, Kelle und/oder Rakel aufgetragen bzw. verarbeitet.
  • Besonders bevorzugt liegt die elektrische Isolationsschicht zwischen der rückwärtigen elektrisch leitfähigen Schicht und der rückwärtigen dielektrischen Schicht vor. Die elektrische Isolationsschicht kann zum Beispiel auf 2K-Polyurethansystemen mit einer ersten und einer zweiten Komponente basieren, wobei wässrige 2K-Polyurethansysteme bevorzugt sind. Das Gewichtsverhältnis der ersten zur zweiten Komponenten K liegt üblicherweise im Bereich von 10:1 bis 2:1, bevorzugt im Bereich von 5:1 bis 3:1. In einer zweckmäßigen Ausführungsform liegt das Gewichtsverhältnis der ersten zur zweiten Komponenten K eines geeigneten wässrigen 2K-Polyurethansystems bei 4:1. Geeignete wässrige 2K-Polyurethanwasserlacksysteme basieren zum Beispiel auf hydroxyfunktionellen Polyestern, z.B. hydroxyfunktionelle Acrylharzen, als erste Komponente bzw. als Bestandteil der ersten Komponente und aliphatischen Polyisocyanaten als sogenanntem Härte als zweite Komponente bzw. als Bestandteil der zweiten Komponente, beispielsweise einem 2K-Gemisch aus Isophorondiisocynat und Hexamethylen-1,6-diisocyanat. Beispielsweise kann in einer bevorzugten Ausführungsform die erste Komponente eine hydroxyfunktionelle Polyacrylatdispersion, z.B. 60 Gew%, einen Entschäumer bzw. Entlüfter, z.B. 2,5 Gew%, ein Substratnetzadditiv, z.B. 0,5 Gew%, ein Verlaufsadditiv, z.B. 1,0 Gew%, einen Verdicker, z.B. 1,0 Gew%, und Wasser, z.B. 35,0 Gew%, enthalten und die zweite Komponente auf ein aliphatisches Polyisocyanat, z.B. auf Basis von Hexamethylen-1,6-diisocyanat (HDI) zurückgehen. Die vorangehend spezifizierten ersten und zweiten Komponenten liegen dabei in dem 2K-Gemisch bevorzugt in einem Verhältnis von 75 Gew% (Trockenanteil der erste Komponente) zu 25 Gew% (Trockenanteil der zweite Komponente) vor.
  • Besonders gute Resultate stellen sich auch mit derartigen erfindungsgemäßen leuchtfähigen Beschichtungssystemen ein, bei denen die das mindestens eine Bindemittel und den mindestens einen Füllstoff umfassende rückwärtige elektrisch leitfähige Schicht a) eine Pigment/Volumen-Konzentration (PVK) oberhalb der kritischen Pigment/Volumen-Konzentration aufweist. Auch ist es bevorzugt, wenn dagegen alternativ oder vorzugsweise zusätzlich die rückwärtige dielektrische Schicht b1), die frontwärtige Leuchtschicht b2), die frontwärtige elektrisch leitfähige transparente oder transluzente Schicht c) und/oder die elektrisch isolierende Barriereschicht d), vorzugsweise die Schichten b1), b2), c) und d), eine Pigment/Volumen-Konzentration (PVK) unterhalb der kritischen Pigment/Volumen-Konzentration aufweist. Hierbei ist insbesondere bevorzugt, dass sämtliche Schichten b1), b2), c) und d) außer der Schicht a) des erfindungsgemäßen leuchtfähigen Beschichtungssystem eine Pigment/Volumen-Konzentration (PVK) unterhalb der kritischen Pigment/Volumen-Konzentration aufweisen, bevorzugt mindestens 5 Prozent und besonders bevorzugt mindestens 10 Prozent unterhalb der kritischen Pigment/Volumen-Konzentration.
  • In einer zweckmäßigen Ausgestaltung basieren das mindestens eine Bindemittel der rückwärtigen elektrisch leitfähigen Schicht a), der rückwärtigen dielektrischen Schicht b1), der frontwärtigen Leuchtschicht b2), der frontwärtigen elektrisch leitfähigen transparenten oder transluzenten Schicht c) und/oder der elektrisch isolierenden Barriereschicht d) auf Alkyd-Harzen, Epoxid-Harzen oder Polyurethanen, insbesondere Polyurethanen. Besonders geeignet ist es, wenn die rückwärtige dielektrische Schicht und/oder die frontwärtige Leuchtschicht auf Alkyd-Harzen, Epoxid-Harzen, Acrylat-Harzen, insbesondere UV-härtenden Acrylat-Harzen, oder Polyurethanen, insbesondere Polyurethanen, und/oder UV-härtenden Bindemitteln basieren bzw. hieraus gebildet sind. Grundsätzlich kann für die genannten Schichten auf UV-härtende Bindemittel zurückgegriffen werden, wobei UV-härtende Acrylat-Harze bevorzugt sind.
  • Grundsätzlich ist es auch möglich, dass zwischen den Schichten a), b), c) und d), insbesondere a), b1), b2), c), und d), weitere Schichten anzutreffen sind, solange die Reihenfolge der Schichten a), b), c) und d), insbesondere a), b1), b2), c), und d), nicht verändert wird. Gleichwohl ist es erfindungsgemäß bevorzugt, wenn auf die Schicht a) direkt die Schicht b) und daraufhin c), insbesondere auf die Schicht a) direkt die Schicht b1) und auf die Schicht b2) direkt die Schicht c) folgt, wobei vorzugsweise auf die Schicht c) direkt die Schicht d) folgt. Direkt bedeutet dabei, dass die betroffenen Schichten unmittelbar aneinander liegend angeordnet sind, insbesondere aufeinander und nacheinander aufgetragen wurden. Vielfach hat sich als vorteilhaft erwiesen, darauf zu achten, dass bei den erfindungsgemäßen leuchtfähigen Beschichtungssystemen der mittlere Abstand zwischen der rückwärtigen elektrisch leitfähigen Schicht und der frontwärtigen elektrisch leitfähigen transparenten oder transluzenten Schicht im Wesentlichen konstant ist.
  • Auch solche erfindungsgemäßen Beschichtungssysteme sind bevorzugt, bei denen die rückwärtige dielektrische Schicht reflektierend oder bei denen die rückwärtige dielektrische Schicht das Licht streuend ausgestaltet ist.
  • Besonders gute Dauergebrauchseigenschaften gehen auch mit solchen erfindungsgemäßen Beschichtungssystem einher, bei denen die dielektrische Leuchtschicht b) oder die frontwärtige Leuchtschicht b2) gegen Sauerstoff und/oder Feuchtigkeit geschützt in dem Beschichtungssystem eingebettet vorliegt.
  • Das elektrolumineszierende partikuläre Material liegt bevorzugt, insbesondere im Wesentlichen gleichmäßig, in dem Bindemittel der dielektrischen Leuchtschicht b) oder der frontwärtigen Leuchtschicht b2) eingebettet vor.
  • Mit dem erfindungsgemäßen Beschichtungssystem lassen sich ohne Weiteres beschichtbare Oberflächen aufweisende Gegenstände wie Wände, Böden und Decken beschichten.
  • Solche erfindungsgemäßen Gegenstände sind bevorzugt, die ferner eine Vorrichtung zur Erzeugung eines elektrischen Wechselspannungsfeldes in der dielektrischen Leuchtschicht b) oder in der frontwärtigen Leuchtschicht b2) aufweisen. Das elektrische Wechselspannungsfeld liegt dabei in einer geeigneten Ausgestaltung bei einer Frequenz im Bereich von 100 bis 5000 Hz, vorzugsweise im Bereich von 100 bis 800 Hz, insbesondere wobei die Spannung größer als 100 V, insbesondere größer 150 V und besonders bevorzugt größer 200 V ist.
  • Mit dem erfindungsgemäßen leuchtfähigen Beschichtungssystem lassen sich, vorzugsweise mit malertypischen Applikationsmethoden, leuchtfähige Wände, Böden und Decken herstellen.
  • Mit dem erfindungsgemäßen leuchtfähigen Beschichtungssystem wird ein elektrolumineszentes System zur Verfügung gestellt, das beim Anlegen einer Wechselspannung Licht aussendet. Das erfindungsgemäße leuchtfähige Beschichtungssystem stellt dabei einen Kondensator zur Verfügung, der beim Anlegen von Wechselspannung ständig umgeladen wird. Die rückwärtige elektrisch leitfähige Schicht a) und die frontwärtige elektrisch leitfähige transparente oder transluzente Schicht c) sind die Elektroden des Kondensators. Die dielektrische Leuchtschicht b) bzw. die elektrisch isolierende, rückwärtige dielektrische Schicht b1) und die elektrisch isolierende, frontwärtige Leuchtschicht b2) fungieren als isolierendes Dielektrikum, das sowohl die Durchschlagfestigkeit als auch die Kapazität des Kondensators erhöht.
  • Beim Ladevorgang bildet sich zwischen den beiden Elektroden des Kondensators ein elektrisches Feld aus, in dem die Energie, die dem Kondensator durch das Laden zugeführt wird, gespeichert ist. Das in der Leuchtschicht b) bzw. in der frontwärtigen Leuchtschicht b2) vorliegende elektrolumineszierende partikuläre Material bezieht seine Energie aus der Änderung dieses elektrischen Feldes. Ist der Kondensator vollständig geladen, ist zwar die im Kondensator gespeicherte Energie maximal, aber die Feldstärke des elektrischen Feldes ändert sich nicht mehr, so dass das elektrolumineszierende partikuläre Material, das während des Ladevorgangs geleuchtet hat, verlischt.
  • Im Sinne der vorliegenden Erfindung bedeutet transluzent, dass eine entsprechende transluzente Schicht lichtdurchlässig ist. Transparenz bedeutet hingegen, dass die Schicht lichtdurchlässig (transluzent) ist und das Licht beim Durchtritt der Schicht nicht oder nur anteilig gestreut wird. Analoges gilt für mehrere Schichten.
  • Vorzugsweise beträgt der Transmissionsgrad bei der Transluzenz und ggf. bei der Transparenz > 0,2, d.h. mehr als 20 % des einfallenden sichtbaren Lichts wird transmittiert. Der Transmissionsgrad T ist definiert als der Quotient zwischen der Lichtintensität hinter einer oder ggf. mehreren Schichten und der Intensität vor besagten Schicht bzw. Schichten. Vorzugsweise ist der so bestimmte Transmissionsgrad einer transparenten Schicht, insbesondere der Schicht c), der Schicht d) und/oder beider Schichten zusammen, im Sinne der Vorliegenden Erfindung > 0,4, insbesondere > 0,55, vorzugsweise > 0,65, insbesondere > 0,8. Bestimmt wird der Transmissionsgrad bei einer Wellenläge von 450 nm, 550 nm und/oder 650 nm. Für die Definition bzw. Erfindung hinreichend ist es, wenn die Transparenzeigenschaft für mindestens eine der genannten Wellenlängen erfüllt ist, vorzugsweise jedoch zumindest für die Wellenlänge 650 nm. Insbesondere bevorzugt ist es, wenn der Transmissionsgrad für alle drei genannten Wellenlängen besagte Werte aufweist.
  • Bei der Transparenz ist es bevorzugt, wenn weniger als 40%, insbesondere weniger als 25%, und ganz besonders bevorzugt weniger als 10% der transmittierten Strahlung gestreut wird.
  • Die durchschnittlichen Schichtdicken der das leuchtfähige Beschichtungssystem bildenden individuellen Schichten liegen häufig im Bereich von 10 bis 2000 µm. Derartige Schichtdicken lassen sich gut mit Pinsel, Rolle, Kelle, Spachtel oder Rakel erhalten. Um mit Hilfe des erfindungsgemäßen Beschichtungssystems zu einem leuchtenden System zu gelangen, werden im Allgemeinen Spannungen größer 100 V, insbesondere größer 150 V und besonders bevorzugt größer 200 V angelegt, wobei vorzugsweise die Frequenz des elektrische Wechselspannungsfeld im Bereich von 100 bis 5000 Hz, insbesondere im Bereich von 100 bis 800 Hz, liegt.
  • Es hat sich gezeigt, dass die rückwärtige elektrisch leitfähige Schicht a) vorzugsweise eine Mindestdicke von mindestens 20 µm, insbesondere mindestens 30 µm, vorzugsweise mindestens 40 µm, aufweisen sollte. Ferner sollte diese Schichtdicke vorzugsweise 2000 µm, insbesondere 200 µm, vorzugsweise 100 µm nicht überschreiten. Besonderes bevorzugt sind Schichtdicken der Schicht a) im Bereich von 20 bis 600 µm, insbesondere 25 bis 250 µm, vorzugsweise 25 bis 100 µm, ganz besonders bevorzugt 40 bis 80 µm. Es hat sich gezeigt, dass insbesondere im Bereich 50 bis 70 µm hervorragende Ergebnisse erzielt werden. Werden die genannten Untergrenzen erheblich unterschritten, kann die Leitfähigkeit sich erniedrigen und die Funktionsfähigkeit der erfindungsgemäßen Beschichtung negativ beeinträchtigen.
  • Es hat sich ferner gezeigt, dass die Schicht b1) vorzugsweise eine Schichtdicke von mindestens 20 µm, insbesondere mindestens 30 µm, vorzugsweise mindestens 40 µm aufweisen sollte. Auch ist es bevorzugt, wenn die Schichtdicke der Schicht b1) nicht mehr als 500 µm, vorzugsweise nicht mehr als 300 µm, insbesondere nicht mehr als 200 µm, insbesondere bevorzugt nicht mehr als 160 µm, beträgt. Besonderes bevorzugt sind Schichtdicken der Schicht b1) im Bereich von 20 bis 300 µm, insbesondere 30 bis 200 µm, vorzugsweise 40 bis 160 µm, ganz besonders bevorzugt 60 bis 120 µm. Es hat sich gezeigt, dass zu niedrigere Schichtdicken gegebenenfalls keine optimale Isolationswirkung bieten. Ferner wurde festgestellt, dass zu groß gewählte Schichtdicken erfahrungsgemäß Nachteile hinsichtlich der Leuchtwirkung aufweisen können.
  • Auch hat sich gezeigt, dass die Schicht b2) vorzugsweise eine Schichtdicke von mindestens 15 µm, insbesondere mindestens 20 µm, vorzugsweise mindestens 30 µm aufweist. Auch ist es bevorzugt, wenn die Schichtdicke nicht mehr als 300 µm, vorzugsweise nicht mehr als 150 µm, insbesondere nicht mehr als 120 µm, insbesondere bevorzugt nicht mehr als 80 µm, beträgt. Besonderes bevorzugt sind Schichtdicken der Schicht b1) im Bereich von 15 bis 150 µm, insbesondere 20 bis 120 µm, vorzugsweise 20 bis 80 µm, ganz besonders bevorzugt 30 bis 70 µm.
  • Ferner ist es bevorzugt, wenn die Schichtdicke der Schicht b1) größer ist als die Schichtdicke der Schicht b2), insbesondere um mindestens 25% größer, vorzugsweise um mindestens 50% größer, ganz besondere bevorzugt mindestens doppelt so groß.
  • Auch ist es bevorzugt, wenn die Schichtdicke der Schicht b), welche sich vorzugsweise aus der Summer der Schichtdicken von b1) und b2) ergibt, nicht mehr als 500 µm, insbesondere nicht mehr als 300 µm, vorzugsweise nicht mehr als 250 µm, ganz besonders bevorzugt nicht mehr als 200 µm, beträgt.
  • Auch hat sich gezeigt, dass die Schicht c) vorzugsweise eine Schichtdicke von mindestens 5 µm, insbesondere mindestens 10 µm, vorzugsweise mindestens 20 µm aufweist. Auch ist es bevorzugt, wenn die Schichtdicke nicht mehr als 100 µm, vorzugsweise nicht mehr als 80 µm, insbesondere nicht mehr als 60 µm, insbesondere bevorzugt nicht mehr als 40 µm, beträgt. Besonderes bevorzugt sind Schichtdicken der Schicht c) im Bereich von 5 bis 100 µm oder 80 µm, insbesondere 10 bis 60 µm, vorzugsweise 10 bis 40 µm, ganz besonders bevorzugt 10 bis 30 µm. Durch die besagte Schichtdicke der Schicht c) kann die Leitfähigkeit sichergestellt werden, wobei die Transparenz und/oder Transluzenz ebenfalls optimiert wird.
  • Insbesondere ist es bevorzugt, wenn die Schicht c) dünner ist als jede der Schichten a), b), und d), vorzugsweise auch dünner als die Schichten b1) und/oder b2).
  • Die Schicht d) weist vorzugsweise eine Schichtdicke auf, welche mindestens 30 µm, vorzugsweise mindestens 60 µm, insbesondere bevorzugt mindestens 100 µm beträgt. Die Schichtdicke d) kann grundsätzlich auch sehr groß gewählt werden, so dass die Schicht mehrere Zentimeter dick ist. Vorzugsweise ist die Schicht jedoch nicht mehr als 10 mm, insbesondere nicht mehr als 1 mm, vorzugsweise nicht mehr 5000 µm, insbesondere bevorzugt nicht mehr 2500 µm, dick. Besonderes bevorzugt sind Schichtdicken der Schicht d) im Bereich von 50 bis 1 mm, insbesondere 60 bis 5000 µm, vorzugsweise 60 bis 2500 µm, ganz besonders bevorzugt 100 bis 2000 µm. Die besagte Schichtdicke der Schicht d) bietet in der Regel einen hinreichenden Schutz.
  • In einer besonders zweckmäßigen Ausgestaltung verfügt in den erfindungsgemäßen leuchtfähigen Beschichtungssystemen die Schicht a) über eine durchschnittliche, insbesondere auch absolute, Schichtdicke im Bereich 20 bis 600 µm, und/oder die Schicht b) über eine durchschnittliche, insbesondere auch absolute, Schichtdicke von maximal 500 µM, und/oder die Schicht c) über eine durchschnittliche, insbesondere auch absolute, Schichtdicke im Bereich von 5 bis 80 µm, und/oder die Schicht d) über eine durchschnittliche, insbesondere auch absolute, Schichtdicke von mindestens 60 µm. Als besonders geeignet hat sich darüber hinaus auch eine solche Ausführungsform erwiesen, bei der die Schicht a) über eine durchschnittliche, insbesondere auch absolute, Schichtdicke im Bereich von 20 bis 600 µm und die Schicht b) über eine durchschnittliche, insbesondere auch absolute, Schichtdicke von maximal 500 µM, und die Schicht c) über eine durchschnittliche, insbesondere auch absolute, Schichtdicke im Bereich von 5 bis 80 µm und die Schicht d) über eine durchschnittliche, insbesondere auch absolute, Schichtdicke von mindestens 60 µm verfügen.
  • In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist es vorgesehen, dass die Schichtdicken in der Reihenfolge c), a), b), d) zunehmen, insbesondere wobei die Schichtdicke von b1) vorzugsweise größer ist als die Schichtdicke von b2). Es hat sich gezeigt, dass die so erhaltenen spezifizierten Beschichtungssysteme besondere leuchtkräftige und gegen widerstandsfähige Beschichtungen ergeben.
  • Bei einer Schichtdicken im Sinne der vorliegenden Erfindung handelt es sich grundsätzlich um eine durchschnittliche Schichtdicke, es sei denn, es wird ausdrücklich auf eine absolute Schichtdicke Bezug genommen. Die Schichtdicke ist gemäß EN ISO 2808:2007 (Verfahren 6A) zu bestimmen ist. Auch ist zu berücksichtigen, dass die erhaltenen Schichtdicken herstellungsbedingt lokal variieren können. Dies hängt insbesondere auch von dem Auftragungsverfahren ab. Es ist dem Fachmann in diesem Zusammenhang geläufig, die Schichtdicke über einen Querschnitt oder ggf. mehrere Querschnitte zu bestimmen die repräsentativ sind.
  • Mit dem erfindungsgemäßen Beschichtungssystem lassen sich ohne weiteres auch größere Flächen, beispielsweise größer 1 m2, zusammenhängend und frei elektrolumineszent gestalten, und das selbst bei anspruchsvollen Geometrien wie Kugel, Stab, Säule, Ecke oder Kante. Folglich wird mit der vorliegenden Erfindung die Größenlimitierung aufgehoben, die bislang mit elektrolumineszenten Folien einhergeht. Diese erlauben in der Regel nur eine elektrolumineszente Fläche von etwa 1 m2.
  • Mit der vorliegenden Erfindung geht die überraschende Erkenntnis einher, dass sich die erfindungsgemäßen leuchtfähigen Beschichtungen auch auf nicht absolut glatten und/oder saugenden Untergründen anbringen lassen, und zwar sogar mit den im Baunebengewerbe gebräuchlichen Werkzeugen wie Pinsel, Rolle, insbesondere Farbrolle, Spachtel, Kelle und/oder Rakel, wobei sogar großflächige dekorative Leuchtbilder erhältlich sind. Somit können vorteilhafter Weise auch die im Handwerk bekannten üblichen Maßnahmen zum Glätten von Untergründen entfallen. Dies ist unter anderem darauf zurückzuführen, dass bereits mit den Komponenten, die die individuellen Schichten des erfindungsgemäßen leuchtfähigen Beschichtungssystems bilden, eine Einglättung von Substratoberflächen und eine Kompensation der Saugfähigkeit von Untergründen gelingt. Demgemäß ist es möglich, selbst unter Baustellenbedingungen auf einem relativ rauen und saugenden Untergrund wie z.B. einer Gipskartonplatte das erfindungsgemäße leuchtfähige Beschichtungssystem in einer Weise aufzubringen, dass man ein Leuchtbild erhält. Das erfindungsgemäße leuchtfähige Beschichtungssystem kann dabei auch auf mineralischen Untergründen wie Beton, Estrich und Mauerwerk oder auf einem Altanstrich oder einem Gipskartonuntergrund angebracht werden. Für die Anbringung der erfindungsgemäßen leuchtfähigen Beschichtungssysteme muss nicht mehr auf hochspezialisierte Fachleute sowie auf komplexes Werkzeug, das üblicherweise für das Aufbringen elektrolumineszenter Beschichtungssysteme zum Einsatz kommt, wie Siebdruck und Lackpistole, zurückgegriffen werden. Derartige Verfahren und Werkzeuge Werkzeuge stehen auf einer Baustelle in der Regel nicht zur Verfügung.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer schematischen Zeichnung beispielhaft erläutert wird, ohne dadurch die Erfindung zu beschränken. Dabei zeigt:
    • Figur 1
    eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen leuchtfähigen Beschichtungssystems.
  • Das leuchtfähigen Beschichtungssystem 1, wie in Figur 1 dargestellt, wird durch die rückwärtige elektrisch leitfähige Schicht 2, die elektrisch isolierende, rückwärtige dielektrische Schicht 4, die elektrisch isolierende, frontwärtige Leuchtschicht 6, die frontwärtige elektrisch leitfähige transparente oder translueszente Schicht 8 und die elektrisch isolierende Barriereschicht 10 gebildet. Die einzelnen Schichten des leitfähigen Beschichtungssystem 1 können mittels Pinsel, Rolle, Spachtel, Kelle oder Rakel in der dargestellten Reihenfolge aufgetragen werden. Hierbei wird zunächst die rückwärtige elektrisch leitfähige Schicht 2 auf dem Untergrund 12 aufgebracht.
  • Die in der vorstehenden Beschreibung, in den Ansprüchen und in den Zeichnungen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln aus auch in jeder beliebigen Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.

Claims (20)

  1. Leuchtfähiges Beschichtungssystem, umfassend, in dieser Reihenfolge,
    a) eine rückwärtige elektrisch leitfähige Schicht,
    b) eine dielektrische Leuchtschicht,
    c) eine frontwärtige elektrisch leitfähige transparente oder transluzente Schicht und
    d) eine elektrisch isolierende Barriereschicht, wobei
    mindestens eine der Schichten a), b), c) und d), insbesondere sämtliche dieser Schichten, mittels Pinsel-, Rollen-, insbesondere Farbrollen-, Spachtel-, Kellen- und/oder Rakel-Auftrag erhältlich oder appliziert sind.
  2. Beschichtungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die dielektrische Leuchtschicht b) umfasst
    eine, insbesondere elektrisch isolierende, rückwärtige dielektrische Schicht b1), enthaltend elektrisch nicht leitende Bindemittel und gegebenenfalls elektrisch nicht leitende Füllstoffe, und
    eine, insbesondere elektrisch isolierende, frontwärtige Leuchtschicht b2), bestehend aus oder enthaltend mindestens ein Bindemittel, insbesondere ein Alkydharz-, Epoxidharz-, Acrylatharz- und/oder Polyurethan-Bindemittel, und mindestens ein elektrolumineszierendes partikuläres Material, insbesondere Zinksulfid, wobei, insbesondere zusätzlich zu mindestens einer der Schichten a), c) und d) oder zusätzlich zu sämtlichen Schichten a), c) und d), mindestens eine der Schichten b1) und b2), insbesondere beide Schichten, mittels Pinsel-, Rollen-, insbesondere Farbrollen-, Spachtel-, Kellen- und/oder Rakel-Auftrag erhältlich oder appliziert ist.
  3. Beschichtungssystem nach Anspruch 1 oder 2, ferner umfassend einen, insbesondere glatten oder geglätteten und/oder nicht kapillaraktiven, Untergrund für die Anbringung oder als Auflage der rückwärtigen elektrisch leitfähigen Schicht.
  4. Beschichtungssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
    die rückwärtige elektrisch leitfähige Schicht a) gebildet ist aus einem System bestehend aus oder enthaltend mindestens ein Bindemittel und mindestens einen elektrisch leitfähigen Stoff, insbesondere auf Kohlenstoffbasis, beispielsweise Ruß, Graphit, Carbon-Nanotubes und/oder Graphen, oder gebildet ist aus einem System bestehend aus oder enthaltend Poly(3,4-ethylendioxythiophen)polystyrolsulfonat (PEDOT:PSS), Polyanilin und/oder Metalldrähte, vorzugsweise Metallnanodrähte, insbesondere Silbernanodrähte, und/oder gebildet aus einem System bestehend aus oder enthaltend ein elektrisch leitfähiges Gewebe, insbesondere Metallgewebe, vorzugsweise bestehend aus oder enthaltend Metallnanodrähte, insbesondere Silberdrähte und/oder Silbernanodrähte, und/oder gebildet aus einem System bestehend aus oder enthaltend mindestens eine elektrisch leitfähige Faser.
  5. Beschichtungssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
    die rückwärtige dielektrische Schicht b1) gebildet ist aus einem System bestehend aus oder enthaltend mindestens ein nicht elektrisch leitendes Bindemittel und mindestens einen nicht elektrisch leitenden Füllstoff, insbesondere mit einer Permittivität von mindestens 5, beispielsweise umfassend Aluminiumoxid, Yttriumoxid, Zirconiumoxid, Hafniumoxid, Tantaloxid, Lanthanoxid, Titandioxid, Calcium-Kupfer-Titanat, Blei-Zirconium-Titanat und/oder Bariumtitanat.
  6. Beschichtungssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
    die frontwärtige Leuchtschicht b2) gebildet ist aus einem System bestehend aus oder enthaltend mindestens ein nicht elektrisch leitendes Bindemittel, gegebenenfalls mindestens einen nicht elektrisch leitenden Füllstoff, sowie mindestens ein elektrolumineszierendes partikuläres Material, vorzugsweise auf Basis von mit Cu, Au, Mn, Ag, Fe, Pb, P, As, Sb, Sn, V, Tl, Sc, Co, Ni, Tm, Tb, Dy, Gd, Yb, Sm und/oder Eu dotiertem ZnS, ZnSe, SrS, CaS und/oder CdS, insbesondere ZnS, oder auf Basis von Bariumaluminiumsulfat, Galliumnitrid, Galliumsulfid, Galliumselenid und/oder Strontiumaluminat.
  7. Beschichtungssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrolumineszierende partikuläre Material eine mittlere Korngröße im Bereich von 20 µm bis 40 µm aufweist.
  8. Beschichtungssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
    die frontwärtige elektrisch leitfähige Schicht c) gebildet ist aus einem System enthaltend oder bestehend aus Carbon Nanotubes (CNTs) und/oder Metallnanodrähten oder deren Gewebe, insbesondere SilberNanodrähte (SNWs) oder deren Gewebe, oder enthaltend oder bestehend aus Graphen oder enthaltend oder bestehend aus Poly(3,4-ethylendioxythiophen)polystyrolsulfonat (PEDOT:PSS) oder enthaltend oder bestehend aus Polyanilin oder aus einem System enthaltend oder bestehend aus mindestens einem Bindemittel und mindestens einem elektrisch leitfähigen Fasermaterial oder enthaltend oder bestehend aus mindestens einem Metalloxid, insbesondere Indium-Zinn-Oxid, Antimon-Zinn-Oxid, Fluor-Zink-Oxid und/oder Aluminium-Zink-Oxid.
  9. Beschichtungssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, ferner umfassend mindestens eine elektrische Isolationsschicht zwischen dem Untergrund und der rückwärtigen elektrisch leitfähigen Schicht, zwischen der rückwärtigen elektrisch leitfähigen Schicht und der rückwärtigen dielektrischen Schicht, zwischen der rückwärtigen dielektrischen Schicht und der frontwärtigen Leuchtschicht b2), zwischen der frontwärtigen Leuchtschicht b2) und der frontwärtigen elektrisch leitfähigen transparenten oder transluzenten Schicht und/oder zwischen der frontwärtigen elektrisch leitfähigen transparenten oder transluzenten Schicht und der Barriereschicht, wobei, insbesondere zusätzlich zu der mindestens einen Schicht a), b), c) oder d) oder zusätzlich zu sämtlichen Schichten a), b), c) oder d) oder zusätzlich zu der mindestens einen Schicht a), b1), b2), c) oder d) oder zusätzlich zu sämtlichen Schichten a), b1), b2), c) oder d), mindestens eine der vorangehend genannten Isolationsschichten, insbesondere sämtliche dieser Isolationsschichten, mittels Pinsel-, Rollen-, insbesondere Farbrollen-, Spachtel-, Kellen- und/oder Rakel-Auftrag erhältlich oder appliziert ist.
  10. Beschichtungssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
    die das mindestens eine Bindemittel und den mindestens einen Füllstoff umfassende rückwärtige dielektrische Schicht b1), frontwärtige Leuchtschicht b2), frontwärtige elektrisch leitfähige transparente oder transluzente Schicht c) und/oder elektrisch isolierende Barriereschicht d), insbesondere die Schichten b1), b2), c) und d), eine Pigment/Volumen-Konzentration (PVK) unterhalb der kritischen Pigment/Volumen-Konzentration (KPVK) aufweist, vorzugsweise mindestens 5 Prozent und besonders bevorzugt mindestens 10 Prozent unterhalb der kritischen Pigment/Volumen-Konzentration, und/oder wobei die rückwärtige elektrisch leitfähige Schicht a) eine Pigment/Volumen-Konzentration (PVK) oberhalb der kritischen Pigment/Volumen-Konzentration (KPVK) aufweist.
  11. Beschichtungssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
    das mindestens eine Bindemittel der rückwärtigen elektrisch leitfähigen Schicht a), der rückwärtigen dielektrischen Schicht b1), der frontwärtigen Leuchtschicht b2), der frontwärtigen elektrisch leitfähigen transparenten oder transluzenten Schicht c) und/oder der elektrisch isolierenden Barriereschicht d) auf Alkyd-Harzen, Epoxid-Harzen, Acrylaten, insbesondere UV-härtenden Acrylaten, oder Polyurethanen, insbesondere Polyurethanen, basiert.
  12. Beschichtungssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
    die rückwärtige dielektrische Schicht reflektierend ausgestaltet ist oder dass die rückwärtige dielektrische Schicht das Licht streuend ausgestaltet ist.
  13. Beschichtungssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
    die dielektrische Leuchtschicht b) oder die frontwärtige Leuchtschicht b2)gegen Sauerstoff und/oder Feuchtigkeit geschützt in dem Beschichtungssystem eingebettet vorliegt.
  14. Beschichtungssystem nach einem der Ansprüche 6 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass
    das elektrolumineszierende partikuläre Material, insbesondere im Wesentlichen gleichmäßig, in dem Bindemittel der dielektrischen Leuchtschicht b) und/oder der frontwärtigen Leuchtschicht b2) eingebettet vorliegt.
  15. Beschichtungssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
    die Barriereschicht d) keine Füllstoffe oder transparente und/oder transluzente Füllstoffe, insbesondere ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Quarz, Alabaster, Glaskugeln, Glashohlkugeln, Kunststoffkugeln, insbesondere PMMA-Beads, und deren Mischungen.
  16. Beschichtungssystem nach einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass
    die elektrische Isolationsschicht auf 2K-Polyurethansystemen basiert, insbesondere enthaltend als erste Komponente oder als Bestandteil der ersten Komponente (Komponente A) hydroxyfunktionelle Polyester, z.B. Acrylharze, und als zweite Komponente oder als Bestandteil der zweiten Komponente (Komponente B) aliphatische Polyisocyanate, vorzugsweise im Gewichtsverhältnis im Bereich von 10:1 bis 2:1, besonders bevorzugt im Bereich von 5:1 bis 3:1.
  17. Beschichtungssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
    die durchschnittliche Dicke, insbesondere auch die absolute Dicke, der Schicht c) dünner ist als die durchschnittliche Dicke, insbesondere auch die absolute Dicke, jeder der Schichten a), b) und d), insbesondere dünner als jede der Schichten a), b1), b2) und d) und/oder wobei die durchschnittlichen, vorzugsweise auch die absoluten, Schichtdicken in der Reihenfolge c), a), b), d), insbesondere c), a), b2), b1) und d) zunehmen.
  18. Ein mindestens eine beschichtbare Oberfläche aufweisender Gegenstand, insbesondere Wand, Boden oder Decke, ausgestattet mit mindestens einem Beschichtungssystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 17.
  19. Gegenstand nach Anspruch 18, ferner umfassend
    eine Vorrichtung zur Erzeugung eines elektrischen Wechselspannungsfeldes in der dielektrischen Leuchtschicht b) oder in der frontwärtigen Leuchtschicht b2), wobei das elektrische Wechselspannungsfeld vorzugsweise eine Frequenz im Bereich von 100 bis 5000 Hz, besonders bevorzugt im Bereich von 100 bis 800 Hz, aufweist, und wobei die Spannung insbesondere größer als 100 V, bevorzugt größer als 150 V und besonders bevorzugt größer als 200 V ist.
  20. Verwendung des Beschichtungssystems gemäß einem der Ansprüche 1 bis 17 für die Herstellung von leuchtfähigen Wänden, Böden oder Decken.
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