KR20010032482A - 광변환 물질 및 그의 제조를 위한 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 매트릭스, 인회석 및 하기 화학식의 1종 이상의 유러퓸 착화합물을 포함하는 광변환 물질에 관한 것이다:
Mex mMy 3Rz n
상기 식에서,
mx + 3y = nz이고; Mex m= Mex' m'+ Mex" m"+ ...이고; Rz n= Rz' n'Rz" n"+...이고;
mx = m'x' + m"x" +...이고;
nz = n'z' + n"z" +... 이고; x≥1.0≥y≥0.01이고,
Me는 이트륨, 란탄, 세륨, 프라세오디뮴, 네오디뮴, 사마륨, 유러퓸, 가돌리늄, 디스프로슘, 홀뮴, 에르븀, 이테르븀, 알루미늄, 비스무트, 주석, 티탄, 망간, 칼슘, 바륨, 아연, 카드뮴, 나트륨, 칼륨, 루비듐, 세슘으로 구성된 군으로부터 선택된 금속을 나타내고; R은 산소, 황, 불소, 염소, 브롬, 인, 붕소, 바나듐, 몰리브덴, 텅스텐, 게르마늄으로 구성된 군으로부터 선택된 원소, 또는 이들의 화합물을 나타내고, m 및 n은 각각 Me 또는 R 이온의 전하를 나타낸다. 상기 광변환 물질을 제조하기 위한 조성물은 0.01 내지 10.0중량%의 인회석; 0.01 내지 10.0중량% 착화합물; 및 나머지 중량%의 매트릭스 형성제, 예를 들어 중합체, 섬유, 유리 형성 조성물, 래커/접착제 형성 물질을 포함한다.

Description

광변환 물질 및 그의 제조를 위한 조성물{LIGHT-CONVERTING MATERIAL AND COMPOSITION FOR PRODUCING THE SAME}
본 발명의 목적은 자외선을 적색광으로 변환시키고, 그러한 능력을 장기간 유지할 수 있는 광변환 물질을 제공하는 데에 있다.
이러한 문제는 시급한 것으로서 특히 제 1차적으로, 피부의 태양 화상을 초래하고 및 피부 흑색종과 같은 종양 질환을 야기하는 것으로 알려진 태양 자외선 방사 및 기술적 자외선 방사(자외선 방사)로부터 사람, 동물 및 식물을 보호할 필요성 때문이다. 제 2차적으로는, 많은 문헌이 적색광의 유용한 효과를 기술하고 있으며, 적색광은 촉매효소, 과산화물(superoxide) 스캐빈저 및 글루타티온 환원제의 활성을 증진시키고(Y.A.Vladimirov et al., "Free Radical Biol. Med.", N5, 1988, p.281-286) 이는 세포에 손상을 주는 활성 산소의 양을 줄이며, DNA 및 단백질 합성을 증진시키고(T.I.Karu"Photobiology of low-power laser therapy" in V.S. Letokhov et al."Laser Science and technology", Harwood Academic Publishers, Chur, Switzerland, 1989), 이는 태양 화상으로부터 상처 부위의 치유 및 피부의 회복을 증진시킨다. 또한, 적색광 방사(파장, 600-630㎚)는 녹색 잎의 클로로필-b에 의해 가장 효과적으로 흡수된다. 따라서, 광합성의 속도가 빠르며, 식물의 녹색량이 상대적으로 증가하며, 온실에서의 수확량이 증가하고, 성숙기간이 보다 더 단축된다(Stoy V., Physiol. Plant., 1965, v. 14, p.963-971; Inada K., Plant and cell physiol., 1976, v.17 p.355-365; GB2158833).
자외선 방사를 흡수하거나(US 4081300; JP 53-136050; 1991년 7월 8일 발행된 JP A3-158130; FR 24119955, 조화된 자외선 방출을 제공(WO 94/1735)할 수 있는 매트릭스 및 활성 첨가제를 함유한 물질이 알려졌다. 활성 첨가제로서 물질은 카본 블랙 및 프탈로시아닌 다이즈(JP 53-136050), 벤조페논 또는 아즈이미도벤젠(FR 2419955), 트리-엔-부틸(페닐) 살리실산염 또는 2-히드록시-4-메톡시벤조페논(JP A3-158103), 다이즈, 시안 또는 비올렛와 합성된 살리실산, 시트릭산 및 옥살산 화합물(WO 94/1735)를 포함한다. 상기 매트릭스가 열가소성 중합체 필름내로 배출되거나(US 4081300, JP 53-136050, FR 2419955), 천연 또는 합성섬유 소재로 제조되거나(JP A3-158103), 열가소성 중합체의 플레이트 형태로 제조되거나(WO 94/1735), 비섬유 소재, 실 또는 래커로 제조된다(WO 94/1735). 필름 유사 물질이 농업분야에서 온실의 보호를 위해 주로 사용된다(US 4081300, JP 53-136050, FR 2419955). 섬유 유사 물질이 지붕 후드나 차일의 제작중에 사용되도록 설계되고(JP A3-158103), 플레이트 유사 물질이 지붕 후드, 차일 및 수평지붕 오버레이의 제작에 사용된다(WO 94/1735).
그럼에도 불구하고, 이들 모든 소재가 자외선을 적색광으로 변환시키지 못한다.
광변환 물질(CH 667463, GB 2158833)이 매트릭스 및 활성 첨가제로서 하나 이상의 희토류 금속(유로피움, 사마륨, 테르비움, 가돌리늄)의 배위 화합물을 함유하는 것으로 알려졌으며, 이는 광의 자외선 성분을 오렌지-적색 스펙트럼 범위(580-750㎚)로 변환시킨다. 상기 매트릭스가 열가소성 중합체의 필름으로 배출된다. 이러한 물질 제조를 위한 조성물은 활성 첨가제(0.001-5.0 중량%) 및 매트릭스 형성 성분(95-99.99 중량%)를 함유한다. 상기 조성물은 활성 성분으로서 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리염화비닐, 폴리카르보네이트(PC), 폴리스티렌, 폴리메틸 메트아크릴레이트 및 이들의 공중합체로 부터 선택된 하나 이상의 중합체를 함유한다. 또한, 이러한 물질은 그의 광변환력을 60일 이하 유지한다. 이들 물질의 제조를 위해 사용된 희토류 금속의 화합물이 배위화합물에 관여함에 따라, 이는 광 작용하에 쉽게 분해될 수 있다.
매트릭스 및 활성 첨가제로서 광의 자외선 성분을 오렌지 내지 적색 스펙트럼 범위(580-750㎚)로 변환시킬 수 있는 화학식[(La1-XEuX)O]m(Lig)n(상기식에서, Lig는 불소, 염소, 브롬, 산소, 황, 세슘이다)인 하나 이상의 조성 화합물을 함유하는 광변환 물질이 알려졌다(RU 205999). 상기 물질은 열가소성 중합체의 필름 형태로 제조된다. 이러한 물질의 제조를 위한 상기 조성물은 활성 첨가제 (0.05- 1.0중량%) 및 매트릭스 형성제(99.0-99.95중량%)를 함유한다. 상기 조성물은 매트릭스 생성제로서 폴리에틸렌, 공중합체 또는 에틸렌과 비닐 아세트산염(EVA) 또는 폴리(에틸렌 테레프탈산염)으로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상의 중합체를 포함한다.
상기 물질은 또한 광원 스펙트럼의 자외선 성분을 적색광으로 변환시킬 수 있다. 이러한 물질은 희토류 금속중의 모든 옥소할로겐화물 및 특히 옥소셀레나이드가 공기중, 특히 수분이 존재하는 경우에 분해되므로, 그 활성을 단지 300일 이내로 유지한다.
본 발명은 복합 물질, 특히 농업, 의약, 생명공학 및 광 산업에서 사용되는 광변환 물질에 관한 것이다.
발명의 개요
본 발명의 주요 목적은 광변환 물질이 자외선을 적색광으로 변환시키는 능력을, 동일한 강도의 변환하에서 광, 공기 및 수분의 작용에 대한 활성 첨가제의 내성을 증강시킴에 의해 연장시키는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 광변환 능력을 가진 물질을 제조하는데 적합한 물질의 비축을 확장하는 데에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 그 물질의 열-반사 능력을 증가시키는 데에 있다.
본 발명의 상기 목적은 자외선을 주황색-적색 스펙트럼 범위로 변환시키는 매트릭스 및 활성 첨가제를 포함하는 광변환 물질의 생성을 제공함으로써 이루어진다. 본 발명에 따라, 본 물질은 활성 첨가제로서 각각에 대하여 하기 화학식을 갖는 사마륨(Ⅲ), 테르븀(Ⅲ), 또는 가돌리늄(Ⅲ) 중의 어느 하나의 착화합물 하나 이상과 함께 인회석 및 화학식 Mex mEuy 3Rz n인 하나 이상의 유러퓸(Ⅲ) 착화합물, 또는 그의 화합물의 혼합물을 포함한다:
Mex mMy 3Rz n,
여기서, mx+3y=nz, Mex m=Mex' m'+Mex" m"+..., Rz n=Rz' n'+Rz" n'+...,
mx=m'x'+m"x"+..., nz=n'z'+n"z"+..., x≥1.0≥y≥0.01
Me는 이트륨, 란탄, 세륨, 프라세오디뮴, 네오디뮴, 사마륨, 유러퓸, 가돌리늄, 디스프로슘, 홀뮴, 에르븀, 이테르븀, 알루미늄, 비스무스, 주석, 티타늄, 망간, 칼슘, 바륨, 아연, 카드뮴, 나트륨, 칼륨, 루비듐, 세슘으로 구성된 군으로부터 선택된 금속을 나타내고,
M은 유러퓸, 사마륨, 테르븀, 가돌리늄으로 구성된 군으로부터 선택된 금속을 나타내며;
R은 산소, 황, 불소, 염소, 브롬, 인, 붕소, 바나듐, 몰리브덴, 텅스텐, 게르마늄, 및 상호 조합으로 구성된 군으로부터 선택된 요소를 나타내고,
m 및 n은 각각 Me 또는 R 이온의 전하이다.
여기서, 활성 첨가제는 매트릭스의 내부 또는 매트릭스의 표면에 걸쳐 분산될 수 있다.
그 물질은 그 물질의 0.02 중량% 이상의 양으로 활성 첨가제를 포함한다.
매트릭스는 광을 투과하도록 제조된다.
그 물질은 인회석으로서 결정 격자 내에 천연 또는 합성 인회석을 화학식 Ca10(PO4)6R'2(여기서, R'는 F, Cl, 또는 OH)에 대응하여 미세하게 분할된 상태로, 또는 그의 혼합물을 어떠한 비율로든 포함한다.
그 물질은 조성물로서, nz가 3, R이 화학식 MexMyOGal의 O, Gal, Gal은 F, Cl, Br; 또는 nz가 6, R이 화학식 MexMyO2Hal의 O, Hal, Hal이 S 또는 Se; 또는 화학식 MexMyO2S1±0,2; 또는 nz가 6, R이 화학식 MexMy(VO4)2의 VO4; 또는 R이 MexMy(BO3)z'(PO4)z"의 BO3, PO4; 또는 R이 화학식 MexMy(VO4)z'(PO4)z"의 VO4, PO4; 또는 화학식 R이 MexMy(VO4)z'(PO4)z"(BO3)z"의 VO4, PO4, BO3; 또는 R이 화학식 MexMy(BO2)z'(WO4)z"; 또는 MexMy(BO2)z'(MoO4)z"의 BO2, WO4, MoO4; 또는 그의 화합물의 혼합물인 하나 이상의 조성물을 포함한다.
따라서, 화학식 MexMyOGal 또는 MexMyO2Hal의 화합물로서, 그 물질은 800 내지 1200℃에서 알칼리성 할로겐화물 또는 할코게나이드의 매질 중에서 Me 및 M 산화물의 고용체의 처리 생성물을 포함하고; 화학식 MexMyO2S1±0,2의 화합물로서, 그 물질은 1200℃에서 아황산성 매질 중에서 Me 및 M 산화물의 처리 생성물을 포함하며; 화학식 MexMy(VO4)2의 화합물로서, 그 물질은 900 내지 1100℃에서 고체상 Me 및 M 산화물의 바나딘산 암모늄과의 상호작용 생성물을 포함하고; 화학식 MexMy(BO3)z'(PO4)z'의 화합물로서, 그 물질은 900 내지 1100℃에서 고체상 Me 및 M의 붕산 및 인산 암모늄과의 상호작용 생성물을 포함하며; 화학식 MexMy(VO4)z'(PO4)z'의 화합물로서, 그 물질은 100 내지 1200℃에서 고체상 Me 및 M 금속 산화물이 바나딘산염 및 인산 암모늄과 상호작용하여 생성된 생성물을 포함하고; 화학식 MexMy(VO4)z'(PO4)z"(BO3)z의 화합물로서, 그 물질은 800 내지 1100℃에서 고체상 Me 및 M 산화물이 붕산 뿐만 아니라 바나딘산염 및 인산 암모늄과 상호작용하여 생성된 생성물을 포함하며; 화학식 MexMy(BO2)z'(WO4)z"의 화합물; 또는 MexMy(BO2)z'(MoO4)z'의 화합물로서, 그 물질은 1100 내지 1200℃에서 고체상 Me 및 M 산화물, 텅스텐(몰리브덴) 및 붕산의 상호작용 생성물을 포함한다.
그 물질은 추가로, [E(TTA)3(Phen)], [E(TTA)3(TPhPO)2], (DPhG)H[E(TTA)4], (DPhG)H[E(HFAA)4], [E(HFAA)3(Phen)], [E(HFAA)3(TPhPO)2], (DPhG)H[E4(AA)4], [E(AA)3(Phen)], [E(BB)3(Phen)], [E(TFA)3(Phen)], (DPhG)H[E(TFA)4], [E(Capr)3(Phen)], [E2(Ter)3(Phen)2], [E(NO3)3(Phen)2]로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상의 금속 E의 배위 화합물을 포함하고,
E는 유러퓸, 사마륨, 테르븀, 가돌리늄으로 구성된 군으로부터 선택된 금속을 나타내며;
H는 수소 이온을 나타내고; TTA는 테노일트리플루오로아세토네이트 음이온을 나타내며, HFAA는 헥사플루오로아세틸아세토네이트 음이온을 나타내고, BB는 벤조일벤조에이트 음이온을 나타내며, AA는 아세틸아세토네이트 음이온을 나타내고, TFA는 트리플루오로아세테이트 음이온을 나타내며, Capr은 카프로네이트 음이온을 나타내고, Ter은 테레프탈레이트 음이온을 나타내며, Phen은 1,10-페난트롤린을 나타내고, TPhPO는 트리페닐포스핀 옥시드를 나타내며, DPhG는 멜라닐린을 나타낸다.
금속 E의 배위 화합물로서, 그 물질은 80-90℃에서 수성 알코올중의 유러퓸(Ⅲ), 사마륨(Ⅲ), 테르븀(Ⅲ) 또는 가돌리늄(Ⅲ) 나이트레이트 및 테노일트리플루오로아세톤, 헥사플루오로아세틸아세톤, 또는 아세틸아세톤, 벤조일벤존, 또는 테레프탈산 및 1,10-페난트롤린, 또는 트리페닐포스핀 옥시드, 또는 멜라닌의 변형 생성물을 포함할 수 있다.
본 발명의 물질은 필름, 플레이트 또는 직물 또는 비섬유/섬유 물질의 형태로 수득되는 매트릭스를 함유할 수 있다.
매트릭스는 열가소성 중합체로 제조될 수 있다.
매트릭스는 가용성 중합체로 제조될 수 있다.
매트릭스는 폴리메틸 메타크릴레이트, 폴리부틸메타크릴레이트, 폴리카르보네이트(PC), 폴리(에틸렌 테레프탈레이트) 및 이들의 유도체로 이루어진 군으로부터 선택되는 폴리에스테르, 폴리프로필렌, 폴리비닐 클로라이드, 폴리스티렌, 폴리에틸렌 및 이들의 유도체로 이루어진 군으로부터 선택되는 폴리올레핀, 폴리아미드 및 이것의 유도체, 또는 이들 중합체의 공중합체 또는 혼합물로 제조될 수 있다.
매트릭스는 섬유성 물질(면, 실크, 울, 마, 이들의 혼합물을 포함하는 천연 섬유, 비스코스, 아세테이트, 카프롱, 나일론, 폴리아미드, 폴리에스테르, 이들의 공중합체, 혼합물 또는 배합물을 포함하는 합성 섬유) 또는 이들 섬유성 물질의 혼합물로 제조될 수 있다.
매트릭스는 실리케이트 또는 개질된 실리케이트 유리로 제조될 수 있다.
매트릭스는 유기성 유리로 제조될 수 있다.
물질은 또한 라카 또는 접착제를 포함할 수 있다.
라카 또는 접착제로서, 물질은 실리콘, 폴리에스테르, 폴리에폭시, 에폭시 수지 또는 이들의 혼합물을 함유할 수 있다.
언급된 본 발명의 목적은 또한 매트릭스 형성제 및 활성 첨가제와 관련하여 광 형성 물질을 생성하기 위한 조성물을 제공함으로서 달성된다. 활성 첨가제로서, 조성물은 인회석 및 하나 이상의 화학식 Mex mMy 3Rz n의 유러퓸(III) 착화합물 또는 이 화합물의 혼합물, 하나 이상의 사마륨(III), 테르븀(III) 또는 가돌리늄(III)의 착화합물(이들은 하기 화학식을 갖는다)을 함유한다:
Mex mMy 3Rz n
상기에서, mx + 3y = nz, Mex m= Mex' m'+ Mex" m"+... , Rz n= Rz' n'+ Rz" n"+ ...,
mx = m'x' + m"x" + ..., nz = n'z' + n"z" + ..., x≥1.0≥y≥0.01
Me는 이트륨, 란탄, 세륨, 프라세오디뮴, 네오디늄, 사마륨, 유러퓸, 가돌리늄, 디스프로슘, 홀뮴, 에르븀, 이테븀, 알루미늄, 비스무트, 주석, 티탄, 망간, 칼슘, 바륨, 아연, 카드뮴, 나트륨, 칼륨, 루비듐, 세슘으로 이루어진 군으로부터 선택된 금속이고;
M은 유러퓸, 사마륨, 테르븀, 가돌리늄으로 이루어진 군으로부터 선택된 금속이고;
R은 산소, 황, 불소, 염소, 브롬, 인, 붕소, 바나듐, 몰리브덴, 텅스텐, 게르마늄 또는 이들의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 원소, 또는 이들의 화합물을 나타내고,
m 및 n은 각각 Me 또는 R 이온의 전하를 나타낸다.
매트릭스 형성제로서, 본 발명의 조성물은 열가소성 또는 가용성 중합체, 섬유성 물질(천연, 합성 또는 혼합 물질), 또는 유기, 실리케이트 또는 개질된 실리케이트 유리의 제조를 위한 조성물 또는 라카/접착제 형성 물질을 하기 성분 비율(중량%)로 포함한다:
인회석 0.01 - 10.0
착화합물 0.01 - 10.0
매트릭스 형성제 나머지 양
조성물은 또한 [E(TTA)3(Phen)], [E(TTA)3(TPhPO)2], (DPhG)H[E(TTA)4], (DPhG)H[E(HFAA)4], [E(HFAA)3(Phen)], [E(HFAA)3(TPhPO)2], (DPhG)H[E4(AA)4], [E(AA)3(Phen)], [E(BB)3(Phen)], [E(TFA)3(Phen)], (DPhG)H[E(TFA)4], [E(Capr)3(Phen)], [E2(Ter)3(Phen)2], [E(NO3)3(Phen)2]로 이루어진 군으로부터 선택되는 금속 E의 하나 이상의 배위 화합물을 하기 성분 비율(중량%)로 함유할 수 있다.
인회석 0.01 - 10.0
착화합물 0.01 - 10.0
배위 화합물 0.01 - 10.0
매트릭스 형성제 나머지 양
매트릭스 형성제로서, 조성물은 폴리(메틸 메타크릴레이트), 폴리부틸메타크릴레이트, 폴리카르보네이트(PC), 폴리(에틸렌 테레프탈레이트), 폴리프로필렌, 폴리비닐 클로라이드, 폴리스티렌, 폴리에틸렌, 폴리아미드, 이들 중합체의 유도체, 공중합체 또는 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 중합체를 함유할 수 있다.
매트릭스 형성제로서, 조성물은 또한 실리케이트 또는 개질된 실리케이트 유리를 생성하기 위한 조성물을 함유할 수 있다.
라카/접착제 형성제로서, 조성물은 실리콘, 폴리에스테르, 폴리에폭시, 에폭시 또는 이들의 혼합물을 함유할 수 있다.
천연 섬유성 물질로서, 조성물은 실크, 울, 면, 마 또는 이들의 혼합물로부터 선택되는 섬유를 함유할 수 있다.
합성 섬유질 물질로서, 상기 조성물은 비스코스, 아세테이트, 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리아크릴아미드 또는 이들의 혼합물로 구성된 군으로부터 선택된 섬유를 함유할 수 있다.
본 발명의 본질을 명확히 하기 위해, 본 발명자는 일반적인 화학식의 희토산화물 금속-인의 착화합물을 첨가제로서 간주하였으며, 제공된 물질에 포함된다:
Mex mMy 3Rz n
상기 식에서,
mx + 3y = nz, Mex m= Mex' m'+ Mex" m"+ ..., Rz n= Rz' n'+ Rz" n"+ ...,
mx = m'x' + m"x" + ..., nz = n'z' + n"z" + ..., x ≥ 1.0 ≥ y ≥ 0.01이다.
m 및 n은 각각 Me 또는 R 이온의 전하이다.
이 화학식은 이온 활성제 -Me, 형광 센터 - 이온 M, 및 또한, 화합물의 음이온 부분 - R을 포함하는 착화합물의 구조를 반영하며, 상기 R은 Me 및 M의 음전하를 보상하며, m 및 n은 각각 Me 및 R 이온의 전하이다.
활성 첨가제로서 제공된 착화합물이 헤테로폴리누클레어 착물이라는 것을 지적할 필요가 있으며, 여기서, 은이온-활성화제 -Me와 형광 센터 -M은 브릿지 기 -R을 통해 상호작용한다. 후자는 "고형 용액"의 개념을 불러일으키는데, 이는 단지 고형 용액중에서 헤테로폴리누클레어 화합물이 가장 가능하기 때문이다.
밝혀진 바와 같이(E.F. Kustov, G.A.Bandarkin, E.N.Muravyov, V.P.Orlovsky." Electronic spectra of rare earth compounds" Ed.By I.V.Tananayev. Nauka, Moscow, 1981), 유러퓸 (Ⅲ)을 함유하는 헤테로누클레어 화합물은 610 내지 630nm의 영역에서 가장 밝은 형광색을 제공한다(적색 스펙트럼 범위에서 발광 방사를 유지하는데 가장 중요한 영역). 따라서, 활성 첨가제로서 제공된 화학물의 원소 구조를 나타낸 화학식은 두가지 이상의 유형의 원자를 포함한다 - Me 및 M(여기서, x 및 y 지수로 나타낼 경우, 한정 값이 x ≥ 1.0≥ y ≥ 0.01이면, M은 적어도 Eu (Ⅲ)이어야 한다).
목적을 결정하는 조성 화합물의 안정도의 필요 조건은 유러퓸 (Ⅲ) 이온이 이 화합물중에 존재해야 한다는 점이다. 사마륨 (Ⅲ), 테르븀 (Ⅲ), 가돌리늄 (Ⅲ)의 화합물은 중요치 않은 역할을 수행한다.
x 및 y 값의 범위는 최소값 y = 0.01에 의해 결정되는데, 그 이유는, 형광 센터 -M의 성분이 적은 경우, UV선의 변형이 완만하기 때문이다: 이로부터, 값 x = 1.0이 최대값이다.
대표되는 화학식에서 착화합물의 음이온 부분은 값 R로 통합되며, 이 값은 값 Rz'와 통합되며, 이 값은 상이한 비로 다양한 구조의 음이온을 포함한다: Rz'+ Rz"+ Rz"'+ ..., 여기서, z = z' + z" + z"' + ...
예를 들어, 공지된 복합 화합물 - 이트륨의 인-유러퓸 바나듐산염 인산염의 구조는 화학식 YxEuy(PO4)(VO4)에 의해 설명된다:
상기 식에서,
Me - Yx 3, M - Euy 3, R = (PO4)1 3-+ (VO4)1 3-;
nz = 1 x 3 + 1 x 3 = 6이며;
x = 1.9, mx = 3 x 1.9 = 5.7;
y = 0.1, 3y = 3 x 0.1 = 0.3,
따라서, mx + 3y = 5.7 + 0.3 = 6,
따라서, mx + 3y = nz.
화학식 Ba(Gd)1.9Eu0.1(WO4)4의 착화합물에 대해서도 동일하다:
Mex m= Mex' m'+ Mex" m"= Ba1 2+ Gd1.9 3, My = Eu0.1 3, R = (WO4)4 2-;
z = 4, n = 2, nz = 4 x 2 = 8;
여기서, x' =1, x"=1.9, m' = 1.0, m" = 3.0,
mx = m'x' + m"x" = 2 x 1 + 3 x 1.9 = 2 + 5.7 = 7.7;
여기서, y = 0.1, 3y = 3 x 0.1=0.3,
따라서, mx + 3y = 7.7 + 0.3 = 8.0,
따라서, mx + 3y = nz.
이와 같이, 헤테로폴리머누클레어 착화합물의 제안된 화학식은 기술적 성과를 달성하기 위해 선택된 것 중 착화합물(인) 구조를 설명하는데 가장 완벽한 것으로 여겨진다.
실험적으로 밝혀진 바와 같이, 한편으로, 활성 첨가제로서 인회석(4 내지 5μm의 평균 입자 조성을 갖는 천연 또는 합성)의 사용은 광변환 물질의 구조에 포함된 착화합물의 장기간의 형광 능력을 보유하며, 다른 한편으로는, 물질의 특정한 특징인 열-반사를 증진시키고, 이를 강화시키고, 이의 제공을 연장시킨다.
또한, 본 발명자는 인회석과 착화합물의 혼합은 녹색 및 청록색 스펙트럼 범위에서 증가된 방사력을 유도한다는 것을 밝혀냈다.
고형상 고온 합성법에 의해 수득된 유러퓸 (Ⅲ), 사마륨 (Ⅲ), 테르븀 (Ⅲ) 및 가돌리늄 (Ⅲ)의 사용된 착물(헤테로폴리누클레어) 화합물은 상당히 열적으로 안정적이다. 천연 또는 합성 인회석과의 혼합은 이러한 화합물을 고융점 유기 중합체, 예를 들어, 폴리(에틸렌테레프탈레이트)(Russian equivalent of Dacron) 또는 폴리카보네이트(PC)의 구조에 포함되기에 적합하게 만든다.
유러퓸 (Ⅲ), 사마륨 (Ⅲ), 테르븀 (Ⅲ), 가돌리늄 (Ⅲ)의 배위 화합물은 녹색 및 오렌지-적색 스펙트럼 범위에서 밝은 발광을 수행하기 때문에, 활성 첨가제의 여분 성분으로 서용되며, 중합체(니트레이트 및 테레프탈레이트의 제외)에 용해되며, 무엇보다도 햇빛의 UV-성분을 흡수하기 때문에, 착화합물-인의 연장된 활동을 조장한다.
제안된 재료중의 인회석, 희토류의 착화합물 및 배위화합물의 필요 충분 함량은 실험적으로 선택된다. 재료중의 인회석 및 착화합물의 함량이 각각의 첨가제의 0.01 중량% 미만이면 비효율적인 것으로 밝혀졌는데, 이는 기술적 성과가 전혀 달성되지 않기 때문이다. 이들의 농도가 각각 10.0 중량%를 넘게 증가되면 재료중의 태양 복사선의 흡수 증가, 재료가 광투명성인 경우 재료의 희미한 투명성 및 또한 재료중의 장기간 동안의 광변환력의 보유없이도 활성 첨가제의 과다 소모를 수반한다. 상기 특정한 특징의 조합만이 약술된 목적을 달성시키는데, 즉, UV광을 적색광으로 변환시키는 재료의 장기 광변환력 및 UV선을 적색 스펙트럼 범위내로 변환시키는 동일한 세기하의 재료의 보강된 열반사 특성을 달성시킨다.
제안된 재료의 생성을 위한 매트릭스 형성제의 선택이 이러한 재료로 제조되는 생성물의 적용 분야에 좌우된다는 것을 지적할 필요가 있다. 예를 들어, 재료를 고온실 및 온실 덮개용으로 사용하고자 하는 경우, 매트릭스가 필름으로 광투명성 압출되어야 하는 것이 명백하다. 이 경우, 임의의 공지된 열가소성 또는 가용성 필름 형성 중합체, 예를 들어 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리부틸메타크릴레이트, 폴리카르보네이트(PC), 폴리(에틸렌 테레프탈레이트), 폴리프로필렌, 폴리비닐클로라이드, 폴리스티렌, 폴리에틸렌, 폴리아미드가 매트릭스 형성제로서 사용될 수 있다. 매트릭스 형성제로서의 열가소성 중합체는, 생물공학용 장치, 예를 들어 미생물 및 세포 배양물의 배양을 위한 페트리 디쉬, 시험관, 분리용 플라스크, 모세관을 생성시킬 뿐만 아니라 동절기 온실 보호, 고정된 일광욕실 및 동물용 건물을 위한 플레이트를 생성시키기 위한 광변환성 재료를 수득하는데 사용될 수 있다.
매트릭스 형성제로서의 실리케이트(또는 기타) 유리를 수득하기 위한 조성물은, 제안된 재료를 예를 들어 글레이즈(glaze) 하우스 및 사무실용 건물 뿐만 아니라 동물용 온실 및 건물에 적용하고자 하거나, 유리, 자동차, 선바이저 및 차일을 제조하는데 사용하고자 하는 경우에 사용될 수 있다.
매트릭스 형성제로서의 천연 및/또는 합성 파이버는 예를 들어 차광 루프 후드 및 차일을 제조하고, 또한 차광천을 생성시키는데 필요한 광변환성 텍스타일 천을 수득하기 위해 사용될 수 있다. 합성, 특히 합성 섬유를 사용하는 경우, 광변환성 결합된 직물을 제조하고, 이것을 농업분야에서 보호 재료로서 사용할 수 있다.
바람직한 구체예의 설명
인회석(천연 또는 합성), 유러퓸 착화합물 및 추가 응용에 적합한 매트릭스 형성제가 제안된 재료를 생성시키는데 사용된다.
천연 인회석으로서, 평균 입자 조성이 4 내지 5㎛인 무색 미세결정성 인회석을 사용하는 것이 보다 편리하다.
합성 인회석을 수득하는 방법은 공지되어 있고, 하기 문헌에 상세히 기재되어 있다 (불소인회석 및 수산화인회석을 생성시키는 방법은 문헌[Yu. K.Voron'ko, A.V.Gorbachov, A.A.Zverev, A.A.Sobol', N.N.Morozov, E.N.Murav'ev, Sh.A.Niyazov and V.P.Orlovskii in the article entitled "Raman Scattering and Luminescence Spectra of Compounds with the Structure of Apatite Ca5(PO4)3F and Ca5(PO4)3OH. Activated with Eu3+ Jons. "Inorganic Materials. 1992, v. 28,13, p. 442; and by G.V.Rodicheva, V.P.Orlovskii, N.M.Romanova, A.V.Steblevskii, G.E.Sukhanova. Physicochemical Investigation of an Khibini Apatite and Its Comparison to Hydroxyapatite. Russian Journal of Inorganic Chemistry, 1996, v. 41,15, p.728]에 기재되어 있고, 수산화인회석을 수득하는 방법은 문헌[V.P.Orlovskii, Zh. A.Ezova, G.V.Rodicheva, E.M.Koval, G.E.Sukhanova, in their article entitled 'Conditions for the formation of hydroxyapatite CaCl2(NH4)2HPO4-NHOH-HO system (25oC). Russian Journal of Inorganic Chemistry, 1992, v. 37,14, p.443]에 기재되어 있다).
활성 첨가제 성분으로서의 착화합물을 수득하는 방법도 또한 공지되어 있다[참고문헌: E. F. Kustov, G. A. Bandarkin, E. N. Muraviov, V. P. Orlovsky. "Electronic spectra of rare-earth compounds" Ed. by I. V. Tananayev. "Science", Moscow., 1981; "Rare-earth compounds, silicates, germanates, phosphastes, arsenates, vanadates", series "Chemistry of rare elements", Science Moscow, 1983].
유러퓸, 사마륨, 테르븀 및 가돌리늄의 배위 화합물을 수득하는 방법은, L. R. Melby, N. J. Rose, E. Abramson, J. C. Caris의 논문인 "Synthesis and Fluorescence of some Trivalent Lanthanide Complexes", J. Amer. Chem. Soc., 1964, v. 86, 23, p.5117에 공지되었고 또 설명되어 있다.
활성 첨가제 성분으로서의 착화합물은 통상의 고온 합성법에 의해 수득된다(E. F. Kustov, G. A. Bandarkin, E. N. Muraviov, V. P. Orlovsky. "Electronic spectra of rare-earth compounds" Ed. by I. V. Tananayev. "Science", Moscow, 1981). 이 방법에 따라 이트륨(III)(또는 다른 관련된 금속)의 산화물과 조합되어 유러퓸(III), 사마륨(III), 테르븀(III) 또는 가돌리늄(III)의 산화물이, 화합물의 양이온부(R)를 형성하는 대응 구성요소와 섞이고, 1,100∼1,200℃에서 수 시간 동안 유지된다. 이러한 방식으로 수득된 클링커(clinker)는 이후 세척, 건조 및 분쇄된다.
특정 착화합물-형광체(phosphors)를 수득하는 방법이 이하의 실시예에 의해 설명된다.
실시예 1. 산화란탄 100.0g, 산화유러퓸 5.7g을 혼합하여, 바나듐산염(vanadate) 37.8g과 인산암모늄 48.1g의 혼합물에 더한다. 이렇게 얻어진 혼합물(퓨젼 혼합물(fusion mixture))가 유리섬유(glasscarbon)로부터 포드(pod)에 채워지고 1,200∼1,250℃에서 4시간 동안 태운다(incinerated). 이후 포드는 서서히 냉각되고 배출된다. 클링커는 탈이온수에 의해 걸러지고, 4㎛의 평균 미세 구조(mean fine structure)까지 세분된다. 조성물(composite compound)의 구조는 식 La1,9Eu0,1(VO4)(PO4)에 해당된다.
실시예 2. 90.0g의 산화이트륨과 10.0g의 산화유러퓸을 혼합하고, 이 혼합물을 95℃에서 질산에 용해한 뒤, 이렇게 얻어진 용액에 수산화암모늄을 첨가하고, 25℃까지 냉각하여 이트륨과 수산화유러퓸의 균질한(homogeneous) 혼합물을 여과함으로써 분리한다.
그리고 회화(incineration)를 위해, 30g의 자유황(free sulfur), 100.0g의 탄산나트륨 및 2.0의 불화리튬, 침전물을 함유하는 융합 혼합물을 준비한다. 이 혼합물을 유리섬유 포드에 넣고 1,220∼1,260℃에서 4시간 내에 태운다. 이후 포드는 서서히 냉각되고 배출된다. 클링커는 탈이온수에 의해 걸러지고, 4㎛의 평균 미세 구조까지 세분된다. 조성물의 구조는 식 Y1,9Eu0,1O2S1에 해당된다.
실시예 3. 100.0g의 산화이트륨과 8.2g의 산화유러퓸을 혼합하고, 이 융합 혼합물에 109.1g의 바나듐산 암모늄(ammonium vanadate)을 더한다. 이 혼합물을 유리섬유 포드에 넣고 900∼1,100℃에서 4시간 내에 태운다. 이후 포드는 서서히 냉각되고 배출된다. 클링커는 탈이온수에 의해 걸러지고, 5㎛의 평균 미세 구조까지 세분된다. 조성물의 구조는 식 Y1,95Eu0,1(VO4)2에 해당된다.
실시예 4. 산화란탄 100.0g과 산화유러퓸 5.7g을 혼합하고, 이 융합 혼합물에 48.13g의 인산암모늄과 19.96g의 붕산을 첨가한다. 이 혼합물을 유리섬유 포드에 넣고 900∼1,100℃에서 4시간 동안 태운다. 이후 포드는 서서히 냉각되고 배출된다. 클링커는 탈이온수로 처리되어, 4㎛의 평균 미세 구조까지 세분된다. 합성 화합물의 구조는 식 La1.9Eu0.1(BO3)(PO4)에 해당된다.
실시예 5. 실시예 4 에서와 같이 기초 혼합물이 산화 이트륨 100.0g, 산화 유러퓸 8.2g, 인산 암모늄 69.5g 및 붕산 28.8g을 함유한다. 얻어진 합성 화합물의 구조는 식 Y1.9Eu0.1(BO3)(PO4)에 해당된다.
실시예 6. 산화 이트륨 100.0g과 산화 유러퓸 4.0g을 혼합한다. 바나듐산염 63.8g 및 인산 암모늄 40.6g 뿐 아니라, 붕산 5.6g을 상기 얻어진 혼합물에 첨가한다. 상기 혼합물은 탄소유리질로 이루어진 주머니 내에 적재되어 1200-1250℃에서 4시간 이하로 소각된다. 그 다음, 상기 주머니를 서서히 냉각하여 방출한다. 클링커를 이온이 제거된 물로 처리하여 평균 4 미크론의 미세 구조까지 분별한다. 복합적 합성 화합물의 구조는 식 Y1.95Eu0.05(VO4)1.2(PO4)0.6(BO3)0.2에 해당된다.
실시예 7. 실시예 6에서와 같이 기초 혼합물이 산화 이트륨 100.0g, 산화 유러퓸 8.2g, 바나듐산염 54.5g, 인산 암모늄 48.6g 및 붕산 8.6g을 함유한다. 합성 화합물의 구조는 식 Y1.9Eu0.1(VO4)1.0(PO4)0.7(BO3)0.3에 해당된다.
실시예 8. 산화 이트륨 100.0g과 산화 유러퓸 8.2g을 혼합하고, 산화 텅스텐 108.1g 및 붕산 28.8g을 이 혼합물에 첨가한다. 상기 혼합물을 탄소유리질로 이루어진 주머니 내에 적재하여 900-1000℃에서 4시간 이하로 소각한다. 그 다음, 상기 주머니를 서서히 냉각하여 방출한다. 클링커를 이온이 제거된 물로 처리하여 평균 4㎛의 미세 구조까지 분별한다. 합성 화합물의 구조는 식 Y1.9Eu0.1(BO2)2(WO4)2에 해당된다.
실시예 9. 실시예 8에서와 같이 기초 혼합물이 산화 텅스텐 대신 산화 몰리브덴 67.1g을 함유한다. 복합적 합성 화합물의 구조는 식 Y1.9Eu0.1(BO2)2(MoO4)2에 해당한다.
실시예 10. 질산 바륨 26.1g, 산화 가돌리늄 65.2g, 산화 유러퓸 7.0g을 산화 몰리브덴 43.2g을 혼합한다. 상기 혼합물은 탄소유리질로 이루어진 주머니 내에 적재되어 600℃에서 2시간 동안 소각된 다음, 1100℃에서 2시간 동안 소각된다. 상기 주머니를 서서히 냉각하여 방출한다. 클링커를 이온이 제거된 물로 여과하여 평균 5㎛의 미세 구조까지 분별한다. 얻어진 합성 화합물의 구조는 식 BaGd1.8Eu0.2(MoO4)4에 해당된다.
실시예 11. 산화 이트륨 23.0g, 산화 유러퓸 3.5g 및 나트륨 불화물 0.9g을 혼합한다. 얻어진 혼합물을 알런덤 주머니에 넣고 1100-1200℃에서 4시간 이하로 소각한다. 그 다음, 주머니를 서서히 식혀서 방출한다. 클링커를 이온이 제거된 물로 여과하여 평균 4㎛의 미세 구조까지 분별한다. 얻어진 합성 화합물의 구조는 식 Y0.9Eu0.1OF에 해당된다.
실시예 12. 실시예 2에서와 같이 기초 혼합물이 산화 유러퓸 대신 산화 사마륨 10.0g을 함유한다. 복합적 합성 화합물의 구조는 식 Y1.9Sm0.1O2S1에 해당한다.
실시예 13. 실시예 2에서와 같이 기초 혼합물이 산화 유러퓸 대신 산화 테르븀 10.0g을 함유한다. 복합적 합성 화합물의 구조는 식 Y1.9Tb0.1O2S1에 해당한다.
실시예 14. 실시예 2에서와 같이 기초 혼합물이 산화 유러퓸 대신 산화 가돌리늄 10.0g을 함유한다. 복합적 합성 화합물의 구조는 식 Y1.9Gd0.1O2S1에 해당한다.
실시예 15. 실시예 2에서와 같이 기초 혼합물이 란탄 32.6g, 산화 유러퓸 4.0g, 자유 황 15.0g, 탄산 나트륨 50.0g 및 불화 리튬 1.3g을 함유한다. 얻은 복합 화합물의 구조는 화학식 La1.9Euo.1O2S1에 대응한다.
실시예 16. 실시예 4에서와 마찬가지로, 기본 혼합물은 유러퓸 산화물 대신 5.6g의 사마륨 산화물을 포함한다. 얻은 복합 화합물의 구조는 화학식 La1.9Smo.1(BO3)(PO4)에 대응한다.
실시예 17. 실시예 4에서와 마찬가지로, 기본 혼합물은 5.5g의 유러퓸 산화물 대신 테르븀 산화물을 포함한다. 얻은 복합 화합물의 구조는 화학식 La1.9Tbo.1(BO3)(PO4)에 대응한다.
실시예 18 내지 19에 의하여 설명된 바와 같이, 유러퓸, 사마륨, 테르븀 및 가돌리늄의 제시된 배위 화합물은 80 내지 90℃에서 수성 알코올 매질에서 상대적인 산 및 염기로 질산염을 처리함으로써 얻을 수 있다.
실시예 18. 4.46g의 유러퓸(Ⅲ) 질산염은 가열중인 50 ml의 에탄올에 용해된다. 10 ml의 에탄올내의 8.89g 테노일트리플루오로아세톤, 15 ml의 에탄올내의 8.44g의 멜라닐린(melaniline)이 얻은 용액에 첨가된다. 상기 용액은 냉각되며, 침전물은 걸러진다. 거른액은 증기가 없다. 얻은 비결정성-결정질 중량은 화학식(DPhG)H[Eu(TTA)4]에 따르는 구조를 가진다.
실시예 19. 4.46g의 유러퓸(Ⅲ) 질산염은 50 ml의 온수에 용해된다. 에탄올 10ml내의 3.4g의 1.10-펜안트롤린(phenantrolyne)은 얻은 용액에 첨가된다. 결정질의 침전물은 즉시 침전된다. 상기 용액은 냉각되며, 침전물은 유리 다공성 막상에 걸려지며 냉수로 세척되며 그리고나서 에탄올 및 에스테르로 세척된다. 얻은 화합물의 구조는 화학식[Eu(NO3)3(Phen)2]에 대응한다.
실시예 1 내지 17에서는 상업적 생산에 이용할 수 있는 복합 화합물의 합성을 설명한다.
매트릭스를 포함하는 광변환 물질 및 활성 첨가제를 생산하는 방법은 CH 667463, GB 2158833에 설명된 중합체 필름 또는 시트를 얻는 방법과 유사하며, 매트릭스는 필름 또는 판으로 압출되며 열 가소성 또는 가용성 중합체로부터 얻을 수 있다.
실시예 20. 광변환 물질을 제조하기 위하여, 99.8 kg의 과립화된 폴리에틸렌, 0.1 kg의 천연 인회석 및 매트릭스 형성 화합물로서 4 ㎛의 보통 흩어진 구조(mean dispersed structure)의 미세한 분말의 형상의 Y1.9Eu0.1(V04)1.5(PO4)0.5구조의 0.1 kg의 복합 화합물을 포함하는 화합물을 이용한다. 이 화합물은 혼합기내에 놓이며, 그때 철저하게 섞여지며 100 내지 150 ㎛의 박막으로 압출된다.
얻은 상기 물질은 매트릭스 및 0.1중량%의 천연 첨가제 및- 0.1중량%의 상기 이트륨-유러퓸 바나듐산염 인산염-활성 첨가제를 포함한다. 활성 첨가제는 필름내로 압출된 매크릭스를 따라 분배된다.
얻은 상기 물질의 광학적 특성은 표 1에 설명된다. 280 내지 400 nm의 범위의 일광의 변환의 양자 효율이 85%까지 상승되며 580 내지 750 nm의 범위내의 광 투명도는 82%이며, 형광 특성의 안정도는 650일 이상이다.
상기 물질은 고온실 및 온실을 덮기 위하여 이용되는 투명한 필름의 형태이다.
실시예 21 내지 35는 표 1에 설명된다.
표 1에는 실시예 20에서 설명된 바와 같이 얻은 광변환 재료의 특성이 설명되며, 상이한 구조의 복합 화합물의 다른 양 및 천연 및/또는 합성 첨가제의 다른 양이 활성 첨가제로서 이용된다. 생산된 물질의 특성과 프로토타입(prototype)의 유사한 특성(실시예 36, 표 1의 마지막 라인)을 비교할 때, 상기 물질은 이 변환의 동일한 강도(발광의 안정도)하에서 650 일까지 적색선 스펙트럼 범위내로 UV-광선의 변환의 광변환 성능을 보유한다는 것을 알 수 있다.
실시예 37 내지 45는 표 2에 표시된다.
표 2는 실시예 20에서 설명된 바와 같이 필름내로 압출된 광변환 물질의 특성을 설명하며, 상이한 중합체는 매트릭스 형성제로서 이용되며, 복합체 및 상이한 구조의 배위 화합물의 상이한 양 및 천연 및/또는 합성 인회석의 상이한 양이 활성 첨가제로서 이용된다.
표 2에서 볼 수 있듯이, 이 물질을 생산하는 매트릭스 형성 작용제로서 이용되는 중합체의 특성들은 제시된 물질에서 광변환 성능을 보유하는 기간 동안 영향을 미치지 않는다.
더욱이, 활성 첨가제로의 천연 및/또는 합성 인회석의 첨가는 광변환 물질을 강화시킨다. 예를 들면, 실시예 20에서 상술된 바와 같이, 특히 폴리에틸렌의 필름의 형상에서 매트릭스를 포함하며 활성 첨가제로서 각 첨가제의 0.075중량%에 의하여 천연 및 합성 인회석을 포함하며 복합 화합물로서 Y1.95Eu0.05O2S의 0.1중량%(실시예 26)를 포함하며, 또는 합성 인회석의 0.15중량% 및 Y1.95Eu0.05O2S의 0.1중량%(실시예 34)를 포함하는 물질은 인장 강도에서 10% 만큼 프로토타입을 초과하며 갭에서 물질의 신장은 2배 초과한다.
상기 물질들의 열 보유 특성들이 프로토타입의 열 보유 특성과 비교하여 강화되는 것을 볼 수 있다. 예를 들면, 외기 토양 온도 및 프로토타입과 비교하여 첨가제를 포함하는 물질로 보온되는 온실에서의 토양 온도 사이의 차이는 2 내지 5℃인 반면, 상기 경우에서 온실이 실시예 26 및 34에서 설명된 물질로 보온되는 상기 온도들의 차이는 7 내지 8 ℃에 도달한다.
실시예 46 내지 48은 표 3에 설명된다.
표 3은 규산염(실시예 46, 47, 48), 폴리 아크릴산메틸(실시예 47), 활성 첨가제를 함유하는 래커 조성물에 코팅된 표면을 갖는 폴리카르보네이트 유리(실시예 46)로 만들어진 광변환 판과 같은 물질의 특성을 보여준다. 실시예 46 내지 48에 따라 제조된 상기 물질은 700 일내의 광변환 특성들을 보유한다.
실시예 49. 매트릭스 및 활성 첨가제로서 폴리프로필렌을 포함하는 광변환 물질을 생산하기 위하여, 0.1 kg의 복합 화합물, 0.1 kg의 합성 수산화 인회석 및 100 kg의 프로필렌 과립제를 이용한다. 상기 물질은 종래 방법을 이용하여 제조한다. 제조된 물질은 600일내의 광변환 특성을 보유한다.
실시예 50. 매트릭스로서 무명 섬유를포함하는 광변환 물질을 생산하기 위하여, 9.94 kg의 가용성 폴리우레탄의 혼합물로 포화시킨 직물 및 0.03 kg의 합성 플루오르 인회석 및 0.03 kg의 복합 화합물을 이용한다. 상기 물질은 600일내의 광변환 성능을 보유한다.
실시예 51. 매트릭스로서 폴리프로필렌을 포함하는 광변환 직물과 같은 물질을 생산하기 위하여, 96.5 kg의 중합체 과립제를 이용하며, 활성 첨가제, 0.2 kg의 천연 인회석 및 0.3 kg의 복합 혼합물로 상기 과립제를 혼합한다.
필름으로 압출된 광변환 물질의 광학 특성
실시예 매트릭스형성성분(폴리에틸렌),중량% 활성첨가제, 중량% UV-광 흡수 범위, nm 변환의 양자 효율,% 580-700nm에서의 중합체 커버링의 광투과성, % 태양 복사하에서의 발광 성질의 안정성, 일
20 99.8 천연 인회석-0.1Y1.95Eu0.1(VO4)1.5(PO4)0.5-0.1 280-400 85까지 82 650
21 99.6 천연 인회석-0.05Y1.9Eu0.1(VO4)1.2(PO4)0.8 -0.35 280-400 86까지 84 650
22 99.7 천연 인회석-0.1Y1,9Eu0.1(VO4)(PO4)-0.2 280-400 82까지 83 650
23 99.5 천연 인회석-0.2Y1.95Eu0.1(VO4)2-0.3 280-400 82까지 82 600
24 98.6 천연 인회석-0.7Y1.95Eu0.1(BO3)(PO4)-0.7 280-400 83까지 83 650
25 99.89 천연 인회석-0.01Y1.9Eu0.05O2S-0.10 280-400 81 80 650
26 99.75 인회석, 천연 및 합성 각각의 -0.075Y1.95Eu0.1O2S-0.10 280-400 83 83 650
27 99.7 인회석, 천연 및 합성 각각의 -0.1Y1.9Eu0.1(BO2)2(WO4)2-0.1 280-400 75까지 74 650
28 99.8 합성 인회석-0.1Y1,95Eu0.1(VO4)1.5(PO4)0.5-0.1 280-400 85까지 85 650
실시예 매트릭스형성성분(폴리에틸렌),중량% 활성첨가제, 중량% UV-광 흡수 범위, nm 변환의 양자 효율,% 580-700nm에서의 중합체 커버링의 광투과성, % 태양 복사하에서의 발광 성질의 안정성, 일
29 99.6 합성 인회석-0.05Y1.9Eu0.1(VO4)1.2(PO4)0.8-0.35 280-400 86까지 86 650
30 99.7 합성 인회석-0.1Y1.9Eu0.1(VO4)(PO4)-0.2 280-400 82까지 84 650
31 99.5 합성 인회석-0.2Y1.95Eu0.1(VO4)2-0.3 280-400 82까지 85 600
32 98.6 합성 인회석-0.7Y1.95Eu0.1(BO3)(PO4)-0.7 280-400 83까지 81 650
33 99.89 합성 인회석-0.01Y1.9Eu0.1O2S-0.10 280-400 82 83 650
34 99.75 합성 인회석 -0.15Y1.95Eu0.05O2S-0.10 280-400 83 84 650
35 99.7 합성 인회석 -0.2Y1.9Eu0.1(BO2)2(WO4)2-0.1 280-400 75까지 79 650
36 알공지된 물질,RU2059999,폴리에틸렌 -99.5 La1.98Eu0.02OBr-0.5 280-240 86까지 82 300
여러 중합체 기재를 사용하는 광변환 물질의 광학 특성
실시예 중합체 기재,중량% 활성첨가제, 중량% 300-400nm의 범위내의 재료에 의한 UV-광 흡수 값, % 변환 및 흡수된 UV-광의 값,% 580-700nm에서의 중합체 커버링의 광투과성, % 태양 복사하에서의 발광 성질의 안정성, 일
37 폴리에틸렌 99.35 천연 인회석-0.45Y1,9Eu0.1(VO4)1.5(PO4)0.5-0.15Y1,9Sm0.1(VO4)1.5(PO4)0.5-0.05 78 74 73 650까지
38 폴리에틸렌 99.79 천연 인회석-0.1Y1,9Eu0.1(VO4)1.2(PO4)0.8-0.1Y1,9Tb0.1(VO4)1.2(PO4)0.8-0.01 81 72 74 650까지
39 에틸렌과 비닐아세테이트의 공중합체, 4%-99.84 비닐아세테이트 천연 인회석-0.10Y1,9Eu0.1(VO4)1.2(PO4)0.6(BO3)0.2-0.05Eu(TTA)3(Phen) -0.01 81 78 73 650까지
40 폴리에틸렌-테레프탈레이트(데이크론의 러시아 당량)- 99.80 천연 인회석-0.05Y1,9Eu0.1(BO3)(PO4)-0.05Eu2(Ter)3(Phen) -0.1 78 76 77 650까지
실시예 중합체 기재,중량% 활성첨가제, 중량% 300-400nm의 범위내의 재료에 의한 UV-광 흡수 값, % 변환 및 흡수된 UV-광의 값,% 580-700nm에서의 중합체 커버링의 광투과성, % 태양 복사하에서의 발광 성질의 안정성, 일
41 폴리에틸렌 99.35 합성 인회석-0.45Y1,9Eu0.1(VO4)1.5(PO4)0.5-0.15Y1,9Sm0.1(VO4)1.5(PO4)0.5-0.05 82까지 73 77 650까지
42 폴리에틸렌 99.79 합성 인회석-0.1Y1,9Eu0.1(VO4)1.2(PO4)0.8-0.1Y1,9Tb0.1(VO4)1.2(PO4)0.8-0.01 85까지 72 74 650까지
43 에틸렌과 비닐아세트타트의 공중합체, 4%-99.84 비닐아세테이트 합성 인회석-0.10Y1.9Eu0.1(VO4)1.2(PO4)0.6(BO3)0.2-0.05(DPhG)H[Eu(TTA)4] -0.01 83까지 80 74 650까지
44 폴리에틸렌-테레프탈레이트(데이크론의 러시아 당량)- 99.80 합성 인회석-0.05Y1.9Eu0.1(BO3)(PO4)-0.05Eu2(Ter)3(Phen)2-0.1 81까지 79 79 650까지
45 폴리메틸메트아크릴레이트-99.55 합성 인회석-0.3La0.95Eu0.05O2S-0.1Eu(TTA)3(Phen) -0.05 78 74 73 650까지
바니시 조성물의 성분 및 이들을 근거한 광변환 물질의 광학 성질
예 바니시 조성물의 성분 매트릭스, 두께, nm 220-400nm의 범위내의 UV-광 흡수 값, % UV-광변환의 값,% 580-700nm에서의 재료의 광투과성, %
46 아크릴 바니시-97.6천연 인회석 -0.2Y1,9Eu0.1(VO4)1.0(PO4)0.7(BO3)0.3-2.0(DPhG)H[Eu(TTA)4]-0.2 실리케이트 유리, 4MM폴리카본네이트 유리, 2MM 8083 45-5080 7173
47 에폭시 바니시-99.5천연 인회석-0.4Y1,9Eu0.1O2S-0.4(DPhG)H[Eu(HFAA)4]-0.1 실리케이트 유리, 4MM폴리메틸레트아크릴레이트 유리, 2MM 8585 7880 6979
48 5%-나트륨 수용액실리케이트-95.5천연 인회석-4.0Y1,9Eu0.1(VO4)1.2(PO4)0.8 실리케이트 유리, 4MM 79 77 66
수득된 조성물은 혼합기내에 적재되어서 완전히 혼합되었고, 이후 혼합물은 실섬유 만큼의 깊이로 절단된 박막 내로 압출되었다. 수득된 실섬유는 이후 종래의 방법을 사용하여 광변환 직물성 재료를 제조하기 위해 사용되었다.
수득된 재료는 650일 동안 광변환 성질을 유지한다.
실시예 52. 매트릭스로서 보레이트-실리케이트 유리를 포함하는 광변환 판형 재료를 제조하기 위해, 실리케이트 유리를 제조하기 위해 사용된 조성물 98kg을 사용하고, 이러한 조성물에 1 : 2 의 비율로 천연 인회석과 인조 인회석의 혼합물 0.3kg 및 1.7kg의 복합 화합물을 추가한다.
수득된 혼합물은 혼합기 내에 넣고, 완전히 교반시킨 후, 1000℃로 가열하였다. 이후, 유리판이 통상적인 방식으로 성형되었다. 수득된 재료는 700일 동안 광변환 특성을 유지한다.
광변환 박막 형태의 제안된 광변환 재료는 상이한 기후 영역에서 토마토, 오이, 고추, 무, 당근 등을 경작하는 동안 온실을 보호하기 위해 사용되었다.
실시예 53. 이 실시예는 실시예 20에서 기술된 바와 같이 제조된 제안된 광변환 재료를 포함하는 상이한 박막으로 보호된 온실 내에서의 금송화(Calendula) 성장의 결과를 나타내는 표 4에 나타내었다.
광변환 특성이 없는 표준 폴리에틸렌 박막이 또한 시험 박막으로서 사용되었다.
실시예 54 . 이 실시예는 실시예 20에서 기술된 바와 같이 제조된 제안된 광변환 재료를 포함하는 상이한 박막으로 보호된 온실 내에서의 무 성장의 결과를 나타내는 표 4에 나타내었다.
광변환 특성이 없는 표준 폴리에틸렌 박막이 또한 시험 박막으로서 사용되었다.
상이한 폴리에틸렌 박막으로 보호된 온실 내에서의 금송화 성장의 생산율
실험 잎의전체 중량(g) 잎의 중량(g) 가지의중량(g) 뿌리의중량(g) 잎의 양(피스)
개방 영역 32.1±2.5 32.0±1.3 15.3±0.5 4.8±1 6.0±0.3
시험 박막 40.8±2.1 22.0±1.0 15.8±0.3 3.0±0.04 40.4±2.3
광변환 박막 102.9±4.6 61.0±3.5 36.2±1.5 5.6±0.1 92.0±3.5
상이한 폴리에틸렌 박막으로 보호된 온실 내에서의 무 성장의 생산율
실험 잎의 양(개) 입의 중량(g) 곡물의 중량(g) 식물의 높이(sm)
개방 면적 8,3±0,3 34,1±0,8 34,4±1,1 29,0±2,1
테스트 필름 7,54±0,2 35,8±0,9 40,9±1,5 30,5±2,3
광변환 필름 6,0±0,2 43,4±1,0 55,9±1,6 34,4±0,5
표 4,5에 나타난 실험 결과는 매트릭스로서 폴리에틸렌 필름을 함유한 광변환 재료가 온실의 효과적인 보호물임을 나타낸다.
따라서, 본 발명을 이용하여 변환 강도를 유지하는 650일에 이르는 적색 복사 스펙트럼 범위에서 자외선 복사를 변환시키기 위해 재료의 광변환 특성의 작용을 연장시키는 것이 가능하다.
본 발명은 광변환 특성을 갖는 생성물을 제조하기 위해 적합한 재료의 축적을 연장시키는 것이 가능하다. 또한, 매트릭스로서 열가소성 중합체를 함유한 재료를 수득함으로써, 본 발명은 재료의 열 반사 특성을 개선시키고 그 강도를 강화시킨다.
매트릭스로서 중합체 필름을 함유한 재료의 강도 강화로 인해, 적어도 4㎛의 박막을 제조하는 것이 가능하다. 따라서, 상기 재료는 온실 및 좁은 베드를 보호하고 필드 내의 농작물을 보호하기 위해 이용될 수 있다.
본 발명은 적어도 5%에 이르는 식물의 생산성을 증가시키는 이전 데이터에 따라 청록색 및 푸른색 스펙트럼 범위로의 자외선 복사 변환 강도를 증가시킬 수 있다.
산업상 이용가능성
본 발명은 온실, 동물용 빌딩 등을 보호하기 위해 농업에서 이용될 수 있다. 의료 부분에서, 태양에 의한 화상으로부터 인간을 보호하고 또는 자외선 량을 감소시키기 위한 성능으로 인해 급속한 부착을 제공하는데 효율적이다. 광 산업 분야에서는, 선 루프 후드, 차일, 의복 등을 제조하기 위해 이용되는 광변환 옷감을 제조하는데 적용되며, 생물 공학에서는, 적 스펙트럼 범위로의 자외선 복사의 변환 하에서 세포 배양 및 미생물 배양 장치의 개선에 효과적이다. 공학 분야에서는, 거주지, 사무실 빌딩, 온실, 및 동물용 빌딩에 유리를 끼우기 위해 광변환 유리를 제조하고 또한 광변환 유리 및 자동차 윈도우를 제조하는데 유용하다.

Claims (31)

  1. UV 광을 오렌지색-적색 스펙트럼 범위로 변환시킬 수 있는 활성 첨가제 및 매트릭스를 포함하는 광변환 물질로서, 상기 활성 첨가제가 인회석, 및 하기 화학식을 갖는 유러퓸(III)의 1종 이상의 복합 화합물 또는 각각에 대하여 하기 화학식을 갖는 사마륨(III) 또는 테르븀(III) 또는 가돌리늄(III)의 1종 이상의 착화합물과 상기 화합물의 혼합물인 광변환 물질 :
    Mex mMy 3Rz n
    상기 식에서,
    mx + 3y = nz이고; Mex m= Mex' m'+ Mex" m"+ ...이고; Rz n= Rz' n'Rz" n"+...이고;
    mx = m'x' + m"x" +...이고;
    nz = n'z' + n"z" +... 이고; x〉1.0〉y〉0.01 (여기에서, m 및 n은 각각 Me 또는 R 이온의 전하이다)이고,
    Me는 이트륨, 란탄, 세륨, 프라세오디뮴, 네오디뮴, 사마륨, 유러퓸, 가돌리늄, 디스프로슘, 홀뮴, 에르븀, 이테르븀, 알루미늄, 비스무트, 주석, 티탄, 망간, 칼슘, 바륨, 아연, 카드뮴, 나트륨, 칼륨, 루비듐 및 세슘으로 구성된 군으로부터 선택된 금속을 나타내고;
    M은 유러퓸, 사마륨, 테르븀 및 가돌리늄으로 구성된 군으로부터 선택된 금속을 나타내고;
    R은 산소, 황, 불소, 염소, 브롬, 인, 붕소, 바나듐, 몰리브덴, 텅스텐 및 게르마늄으로 구성된 군으로부터 선택된 원소, 또는 이들의 화합물을 나타낸다.
  2. 제 1항에 있어서, 활성 첨가제가 매트릭스 표면의 내측 또는 위에 분포됨을 특징으로 하는 물질.
  3. 제 1항에 있어서, 활성 첨가제의 양이 광변환 물질의 0.02중량% 이상임을 특징으로 하는 물질.
  4. 제 1항에 있어서, 매트릭스가 광을 투과함을 특징으로 하는 물질.
  5. 제 1항에 있어서, 인회석이 화학식 Ca10(PO4)6R2(여기에서, R은 F, Cl 또는 OH이다)에 상응하는 미세하게 분할된 상태의 결정 격자의 천연 또는 합성 인회석이거나, 어떠한 비율의 상기 화합물들의 혼합물임을 특징으로 하는 물질.
  6. 제 1항에 있어서, 착화합물이 nz=3이고, R=O이고, 화학식 MexMyOGal중의 Gal=F, Cl 또는 Br이거나; nz=6이고, R=0이고, 화학식 MexMyO2Hal 또는 MexMyO2S1±0.2중의 Hal=S 또는 Se 이거나; nz=6이고, R= 화학식 MexMy(VO4)2중의 VO4이거나; R= 화학식 MexMy(BO3)z'(PO4)z"중의 BO3, PO4이거나; R= 화학식 MexMy(VO4)z'(PO4)z"중의 VO4, PO4이거나; R= 화학식 MexMy(VO4)z'(PO4)z"(BO3)z"중의 VO4, PO4, BO3이거나; R= 화학식 MexMy(BO2)z'(WO4)z"또는 MexMy(BO2)z'(MoO4)z"중의 BO2, WO4, MoO4인 1종 이상의 화합물, 또는 이들 화합물들의 혼합물임을 특징으로 하는 물질.
  7. 제 6항에 있어서, 화학식 MexMyOGal 또는 MexMyO2Hal의 착화합물이 800 내지 1200℃ 및 알칼리성 할로겐 또는 할로겐화물 매질중에서 고형의 Me 및 M 산화물 용액을 처리하여 생성된 생성물임을 특징으로 하는 물질.
  8. 제 6항에 있어서, 화학식 MexMyO2S1±0.2의 착화합물이 1200℃ 및 황 매질중에서 Me 및 M 산화물을 처리하여 생성된 생성물임을 특징으로 하는 물질.
  9. 제 6항에 있어서, 화학식 MexMy(VO4)2의 착화합물이 900 내지 1100℃에서 암모늄 바나데이트와 고체상 Me 및 M의 상호작용에 의해 생성된 생성물임을 특징으로 하는 물질.
  10. 제 6항에 있어서, 화학식 MexMy(BO3)z'(PO4)z'의 착화합물이 900 내지 1100℃에서 붕산 및 암모늄 포스페이트와 고체상 Me 및 M 산화물과의 상호작용에 의해 생성된 생성물임을 특징으로 하는 물질.
  11. 제 6항에 있어서, 화학식 MexMy(VO4)z'(PO4)z'의 착화합물이 1000 내지 1200℃에서 바나데이트 및 암모늄 포스페이트와 고체상 Me 및 M의 상호작용에 의해 생성된 생성물임을 특징으로 하는 물질.
  12. 제 6항에 있어서, 화학식 MexMy(VO4)z'(PO)z"(BO3)z'의 착화합물이 800 내지 1100℃에서 바나데이트 및 암모늄 포스페이트 및 붕산과 고체상 Me 및 M의 상호작용에 의해 생성된 생성물임을 특징으로 하는 물질.
  13. 제 6항에 있어서, 화학식 MexMy(BO2)z'(WO4)z"또는 MexMy(BO2)z'(MoO4)z"의 착화합물이 1100 내지 1200℃에서 붕산과 고체상 Me 및 M 산화물, 텅스텐(몰리브덴)의 상호작용에 의해 생성된 생성물임을 특징으로 하는 물질.
  14. 제 1항에 있어서, E가 유러퓸, 사마륨, 테르븀 및 가돌리늄으로 구성된 군으로부터 선택된 금속을 나타내고, H가 수소 이온을 나타내고, TTA가 테노일트리플루오로아세토네이트 음이온을 나타내고, HFAA가 헥사플루오로아세틸아세토네이트 음이온을 나타내고, BB가 벤조일벤조에이트 음이온을 나타내고, AA가 아세틸아세토네이트 음이온을 나타내고, TFA가 트리플루오로아세토네이트 음이온을 나타내고, Capr이 카프로네이트 음이온을 나타내고, Ter이 테레프탈레이트 음이온을 나타내고, Phen이 1,10-페난트롤린을 나타내고, TPhPO가 트리페닐포스핀옥시드를 나타내고, DPhG가 디페닐구아니딘(멜라닌)을 나타내는 [E(TTA)3(Phen)], [E(TTA)3(TPhPO)2], (DPhG)H[E(TTA)4], (DPhG)H[E(HFAA)4], [E(HFAA)3(Phen)], [E(HFAA)3(TPhPO)2], [E(AA)3(Phen)], [E(BB)3(Phen)], [E(TFA)3(Phen)], (DPhG)H[E(TFA)4], [E(Capr)3(Phen)], [E2(Ter)3(Phen)2] 및 [E(NO3)3(Phen)2]로 구성된 군으로부터 선택된, 금속 E의 1종 이상의 배위 화합물을 추가로 포함함을 특징으로 하는 물질.
  15. 제 14항에 있어서, 금속 E의 배위 화합물이 80 내지 90℃에서 수성-알코올성 매질중의 테노일트리플루오로아세톤, 헥사플루오로아세틸아세톤, 아세틸아세톤, 벤조일벤조산, 트리클로로카르복실산, 카프로산, 테레프탈산 및 1,10-페난트롤린, 트리페닐포스핀옥시드 또는 디페닐구아니딘에 의한 유러퓸(III), 사마륨(III), 테르븀(III) 또는 가돌리늄(III)의 변환 생성물임을 특징으로 하는 물질.
  16. 제 1항에 있어서, 매트릭스가 필름, 플레이트, 직물, 비섬유질 물질, 또는 섬유질 물질로 압출됨을 특징으로 하는 물질.
  17. 제 16항에 있어서, 매트릭스가 열가소성 중합체로 제조됨을 특징으로 하는 물질.
  18. 제 16항에 있어서, 매트릭스가 가용성 중합체로 제조됨을 특징으로 하는 물질.
  19. 제 16항에 있어서, 매트릭스가 폴리메틸 메타크릴레이트, 폴리부틸 메타크릴레이트, 폴리카르보네이트(PC), 폴리(에틸렌 테레프탈레이트) 및 이들의 유도체로 구성된 군으로부터 선택된 폴리에스테르, 또는 폴리프로필렌, 폴리비닐 클로라이드, 폴리스티렌, 폴리에틸렌 및 이들의 유도체로 구성된 군으로부터 선택된 폴리올레핀, 또는 폴리아미드, 또는 이들의 유도체; 또는 이들 중합체들의 공중합체, 또는 이들 중합체들의 혼합물로 제조됨을 특징으로 하는 물질.
  20. 제 16항에 있어서, 매트릭스가 면, 실크, 울, 삼 및 혼합 섬유를 포함하는 천연 섬유, 또는 폴리프로필렌, 아세테이트, 카프론, 나일론, 폴리아미드, 폴리에스테르, 이들의 공중합체, 이들의 혼합물을 포함하는 합성 섬유, 또는 천연 섬유와 합성 섬유의 혼합 섬유, 또는 혼합물로 제조됨을 특징으로 하는 물질.
  21. 제 16항에 있어서, 매트릭스가 실리케이트 또는 개질된 실리케이트 유리로 제조됨을 특징으로 하는 물질.
  22. 제 16항에 있어서, 매트릭스가 유기 유리로 제조됨을 특징으로 하는 물질.
  23. 제 1항에 있어서, 래커 또는 접착제를 추가로 함유함을 특징으로 하는 물질.
  24. 제 23항에 있어서, 래커 또는 접착제가 실리콘 또는 폴리에스테르, 또는 폴리에폭시, 또는 에폭시 수지, 또는 이들의 혼합물임을 특징으로 하는 물질.
  25. 활성 첨가제 및 매트릭스 형성제를 포함하는 광변환 물질을 제조하기 위한 조성물로서, 상기 활성 첨가제가 인회석, 및 하기 화학식을 갖는 유러퓸(III)의 1종 이상의 착화합물 또는 각각에 대하여 하기 화학식을 갖는 사마륨(III) 또는 테르븀(III) 또는 가돌리늄(III)의 1종 이상의 착화합물과 상기 화합물의 혼합물이며, 매트릭스 형성제가 열가소성 또는 가용성 중합체, 또는 섬유질 물질(천연, 합성 또는 혼합), 또는 유기 유리, 실리케이트, 또는 개질된 실리케이트 유리 또는 래커/접착제 형성 물질을 다음과 같은 성분 비율: 인회석 - 0.01 내지 10.0중량%, 착화합물 - 0.01 내지 10.0중량%, 매트릭스 형성제 - 나머지 중량% 인 조성물 :
    Mex mMy 3Rz n
    상기 식에서,
    mx + 3y = nz이고; Mex m= Mex' m'+ Mex" m"+ ...이고; Rz n= Rz' n'Rz" n"+...이고;
    mx = m'x' + m"x" +...이고;
    nz = n'z' + n"z" +... 이고; x≥1.0≥y≥0.01 (여기에서, m 및 n은 각각 Me 또는 R 이온의 전하이다)이고,
    Me는 이트륨, 란탄, 세륨, 프라세오디뮴, 네오디뮴, 사마륨, 유러퓸, 가돌리늄, 디스프로슘, 홀뮴, 에르븀, 이테르븀, 알루미늄, 비스무트, 주석, 티탄, 망간, 칼슘, 바륨, 아연, 카드뮴, 나트륨, 칼륨, 루비듐, 세슘으로 구성된 군으로부터 선택된 금속을 나타내고;
    M은 유러퓸, 사마륨, 테르븀 및 가돌리늄으로 구성된 군으로부터 선택된 금속을 나타내고;
    R은 산소, 황, 불소, 염소, 브롬, 인, 붕소, 바나듐, 몰리브덴, 텅스텐 및 게르마늄으로 구성된 군으로부터 선택된 원소, 또는 이들의 화합물을 나타낸다.
  26. 제 25항에 있어서, E가 유러퓸, 사마륨, 테르븀 및 가돌리늄으로 구성된 군으로부터 선택된 금속을 나타내고, H가 수소 이온을 나타내고, TTA가 테노일트리플루오로아세토네이트 음이온을 나타내고, HFAA가 헥사플루오로아세틸아세토네이트 음이온을 나타내고, BB가 벤조일벤조에이트 음이온을 나타내고, AA가 아세틸아세토네이트 음이온을 나타내고, TFA가 트리플루오로아세토네이트 음이온을 나타내고, Capr이 카프로네이트 음이온을 나타내고, Ter이 테레프탈레이트 음이온을 나타내고, Phen이 1,10-페난트롤린을 나타내고, TPhPO가 트리페닐포스핀옥시드를 나타내고, DPhG가 디페닐구아니딘(멜라닌)을 나타내는 [E(TTA)3(Phen)], [E(TTA)3(TPhPO)2], (DPhG)H[E(TTA)4], (DPhG)H[E(HFAA)4], [E(HFAA)3(Phen)], [E(HFAA)3(TPhPO)2], [E(AA)3(Phen)], [E(BB)3(Phen)], [E(TFA)3(Phen)], (DPhG)H[E(TFA)4], [E(Capr)3(Phen)], [E2(Ter)3(Phen)2] 및 [E(NO3)3(Phen)2]로 구성된 군으로부터 선택된, 금속 E의 1종 이상의 배위 화합물을 하기와 같은 성분 비율(중량%)로 추가로 함유함을 특징으로 하는 조성물:
    천연 인회석 0.01 - 10.0
    복합 화합물 0.01 - 10.0
    배위 화합물 0.01 - 1.00
    매트릭스 형성제 나머지 중량%
  27. 제 26항에 있어서, 매트릭스 형성제가 폴리메틸 메타크릴레이트, 폴리부틸 메타크릴레이트, 폴리카르보네이트(PC), 폴리(에틸렌 테레프탈레이트) 및 폴리프로필렌, 폴리비닐 클로라이드, 폴리스티렌, 폴리에틸렌 및 폴리아미드로 구성된 군으로부터 선택되는 중합체, 이들의 유도체, 이들 중합체들의 공중합체, 또는 이들 중합체들의 혼합물임을 특징으로 하는 조성물.
  28. 제 25항에 있어서, 매트릭스 형성제가 실리콘, 폴리에스테르, 폴리에폭시, 에폭시 수지, 또는 이들의 혼합물임을 특징으로 하는 조성물.
  29. 제 25항에 있어서, 매트릭스 형성제가 실크, 울, 면, 삼, 및 이들의 혼합물로 구성된 군으로부터 선택된 천연 섬유임을 특징으로 하는 조성물.
  30. 제 25항에 있어서, 매트릭스 형성제가 비스코스, 아세테이트, 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리아크릴아미드, 이들의 혼합물로 구성된 군으로부터 선택되는 합성 섬유임을 특징으로 하는 조성물.
  31. 제 25항에 있어서, 매트릭스 형성제가 실리케이트 또는 개질된 실리케이트 유리를 제조하기 위한 조성물임을 특징으로 하는 조성물.
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