KR20090084810A - 확인용 인광 조성물 - Google Patents

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KR20090084810A
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사티쉬 아그라왈
에드워드 킹슬리
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퍼포먼스 인디케이터, 엘엘씨
사티쉬 아그라왈
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Abstract

방출 신호가 부분적으로 또는 전체적으로 전자기적 스펙트럼의 적외선 영역인 광발광 인광 물질 및 광발광 형광 물질을 함유한 광발광 조성물을 개시한다. 또한 고 강도 및 고 지속성인, 방출 신호가 부분적으로 또는 전체적으로 전자기적 스펙트럼의 적외선 영역인 광발광 인광 물질 및 광발광 형광 물질을 함유한 광발광 조성물을 개시한다.
Figure 112009020215946-PCT00001
광발광 조성물, 인광, 형광, 고강도, 고지속성

Description

확인용 인광 조성물{PHOSPHORESCENT COMPOSITIONS FOR IDENTIFICATION}
본 발명은 일반적으로 광발광 조성물에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 방출 신호가 부분적으로 또는 전체적으로 전자기적 스펙트럼의 적외선 영역 내에 있는, 광발광 인광 물질 및 광발광 형광 물질을 함유한 광발광 조성물에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 고 강도 및 고 지속성을 지닌 방출 신호가 부분적으로 또는 전체적으로 전자기적 스펙트럼의 적외선 영역 내에 있는, 광발광 인광 물질 및 광발광 형광 물질을 함유한 광발광 조성물에 관한 것이다.
전자기적 스펙트럼의 가시광선 영역에서 방출하는 광발광 인광 물질을 함유하는 광발광 물질 및 조성물이 개시되었다. 예를 들어, 다양한 기초적 활성인자, 보조-활성인자 및 보상인자를 함유한 금속 황화물 안료가 제조되었으며, 이들은 380 - 400 nm에서 흡광되며 450 - 520 nm의 방출 스펙트럼을 지닌다. 개발된 황화(sulfide) 광발광 인광 물질의 추가적인 예는 자청색광을 방출하는 CaS:Bi; 청색광을 방출하는 CaStS:Bi; 녹색광을 방출하는 ZnS:Cu; 및 황색 또는 주황색광을 방출하는 ZnCdS:Cu를 포함한다.
용어 인광의 "지속성"은 일반적으로 조사(照射)의 중단 후 시료의 인광이 눈 감도의 한계치로 감소하는데 걸리는 시간으로 정의된다. 용어 "장시간 지속성 인광 체"는 단지 20 내지 40분의 지속 시간을 지닌, ZnS:Cu, CaS:Eu, Tm 및 이와 유사한 물질을 의미하는 것으로 역사적으로 사용되어 왔다.
최근, 12-16 시간까지의 현저히 높은 지속성을 나타내는 인광 물질이 보고되었다. 이러한 인광체는 일반적으로 알카리 토류 알루민산염(산화물), 알카리 토류 규산염, 또는 알카리 토류 알루미노-규산염이 될 수 있는 호스트 매트릭스를 포함한다.
이러한 고 발광 강도 및 지속성 인광체는 예를 들어, MAl2O3 또는 MAl2O4에 의하여 제공될 수 있으며, 여기서 M은 복수개의 금속을 포함할 수 있으며, 최소한 이들 중의 하나는 알카리 토금속 예컨대 칼슘, 스트론튬, 바륨 및 마그네슘이다. 이러한 물질은 일반적으로 활성인자로서 유로퓸을 보유하며, 보조-활성인자로서 하나 이상의 희토류 물질을 추가적으로 사용할 수 있다. 예컨대 고 강도 및 고 지속성 인광체의 예는, 예를 들어, 미국 특허 US 5,424,006, US 5,885,483, US 6,117,362 및 US 6,267,911 B1에서 참고할 수 있다.
고강도 및 고지속성 규산염이 미국 특허 5,839,718에서 개시되었으며, 예컨대 SrBaO.MgMO.SiGe:Eu:Ln 이며, 여기서 M은 베릴륨, 아연 또는 카드뮴이고, Ln은 3A족 원소인 희토류 물질, 스칸듐, 티타늄, 바나듐, 크롬, 망간, 이트륨, 지르코늄, 니오븀, 몰리브덴, 하프늄, 탄탈륨, 텅스텐, 인듐, 탈륨, 인, 비소, 안티몬, 비스무스, 주석, 및 납으로 구성되는 군으로부터 선택된다.
적외선 영역에서 방출하는 인광 물질만을 포함하는 광발광 조성물이 보고된 바 있다. 이러한 인광 물질은 도핑된 ZnCdS로 구성되어 있다. 이러한 물질은 가시광선 영역으로의 관찰가능한 테일 방출을 보유하는 것으로 알려져 있으며 결과적으로 비노출 마킹에 활용될 수 없다. 이러한 인광체는 "적외선 인광체 분말의 라미네이트 판넬"로서의 용도가 보고되었으며, 다른 물질을 함유하는 조성물로 제형화되지 않았다. 전술한 바와 같이, ZnS계 인광체는 알루민산염 광발광 안료, 특히 알카리 토금속 산화 알루민산염에 비하여 현저하게 열등한 잔광 특성을 보유한다. 따라서 놀랍게도 이러한 물질 또는 이로부터 제조된 라미네이트 판넬은 비노출 검출 또는 활성화 및 검출이 공간적으로 및 시간적으로 분리되어 있는 검출 응용에 사용될 수 없다.
ZnS 인광 물질과 형광 물질의 조합을 함유한 광발광 조성물이 또한 개시되었다. 그러나 이러한 형광 물질의 사용에 의하여 차징(charging, 활성) 방사선이 변화되거나 또는 가시광선 일광 또는 방출 색이 변화되는 것이 제한된다. ZnS 인광 물질의 흡광 스펙트럼은 기본적으로 전자기적 스펙트럼의 장파 UV 및 청색 영역에 존재하기 때문에, 적절한 잔광의 달성을 위하여 형광 물질의 입사된 천연 방사선 일부의 다운쉬프트가 요구된다. 이와 함께, 설명된 형광 물질은 응집체로서 존재하며, 이는, 이들이 고분자 수지 내에서 분자적으로 분산되지 않는다는 것을 의미하고, 결과적으로 방출 효율을 낮추게 된다.
광발광 조성물은 일련의 형광 물질을 함유하는 것으로 고안되었다. 형광 물질 중의 하나가 방사선을 흡광 및 방출하며, 이 방사선은 수반 형광 물질에 의하여 흡광되며, 그 다음 최종 적외선 방출을 조사한다. 이해하는 바와 같이, 형광 물질 의 사용은 흡광성 방사선이 제거되는 경우 계속적인 방출을 제공하지 못한다. 이러한 조성물은 장래 검출가능한, 즉, 활성화가 중단된 후에 적외선의 계속적 방출을 제공하지 못한다. 검출 직전에 물질을 활성화할 필요성에 의하여 검출 부위에서 장치를 활성화하는 것이 요구되며, 이에 의하여 융통성 및/또는 휴대성이 제한된다.
광발광 조성물 및 특히 인광성 및 형광 물질을 모두 함유하는 광발광 조성물화에 대한 기존의 노력은 일차적으로 가시광선 영역에서의 방출에 관한 것이었다. 전자기적 스펙트럼의 적외선 영역 내에서 방출하는 인광성 및 형광 물질을 포함하는 광발광 조성물을 제공하는 것에 주목하지 않았다. 따라서 방출, 부분적으로 또는 전체적으로 적외선 영역 내에서의 방출이 활성화가 중단된 후 계속되는, 즉, 활성화 및 검출이 시간적으로 분리된 광발광 조성물에 대한 수요가 존재한다. 공간적으로 분리된 활성화 및 검출에 대한 수요도 존재하며, 즉, 검출 시간에 활성화가 요구되지 않고, 검출시에 수반되거나 존재하는 활성화 장비가 요구되지 않는다. 방출이 부분적으로 또는 전체적으로 적외선 영역이며, 고 강도 및 지속성인 광발광 조성물의 개발은 고도로 공간적 및 시간적 분리를 가능하게 하며, 즉, 활성화가 중단된 후에 대상체로부터 멀리 이격된 곳에서 검출할 수 있도록 하는 것이다.
대상체를 독특하게 마킹하고 확인하는 방법은 고안되고 주목을 받았으나, 이러한 방법은 비노출 검출이 가능하지 않다. 많은 경우에 있어서, 예를 들어, 전장에서의 아군의 확인, 마킹의 확인은 적군에게는 관찰이 불가능할 필요가 있으며, 또는 예를 들어, 위조 방지 기술에 있어서, 마킹의 확인은 위조자에 의한 이러한 마킹의 검출가능성을 회피하도록 숨길 필요가 있다. 비노출 마킹, 인간 관찰자(특 이적 검출 장비 없는)에 의해서는 일반적으로 관찰이 불가능하나 아군에 의해서는 관찰 가능한 마킹은 전투 장비, 또는 개인의 스텔스 검출용으로 전장에서 높은 가치를 갖게 될 것이다. 이러한 마킹은 스텔스 전투 작전에 가치가 있을 수 있으며, 또는 추적 및 제거를 위한 적군 표적을 비노출하며 마킹하는데 가치있을 수 있다.
일반적으로 육안으로 보이는 미소화 입자의 마킹 그룹에 기초한 인증 및 확인 방법이 제안되었으며, 여기서 각 그룹의 각각의 입자는 선택된 동일한 크기, 모양 및 색을 띤다. 확인은 선택된 수의 그룹의 입자 집단을 확인될 물체로 전이시키고, 그 다음 고 배율로 마킹된 물체를 검사하여 확인하는 것으로 확립되어 있으며, 이는 확대 장치를 물체에 근접시킬 필요가 있다. 이러한 방법은 검출을 위하여 대상체를 근접시켜야한다는 점에서 제한이 있다는 것을 용이하게 알 수 있다.
다른 방법은 전자기적 스펙트럼의 가시광선 영역 흡광 최대값이 다른 최소한 두개의 광색성 화합물의 혼합물을 담체 조성물로 통합하는 단계를 포함한다. 인증 또는 확인은 검출 직전에 광색성 화합물을 활성화하고 및 후속적으로 디스플레이 데이터를 조사하는 것을 요구한다. 검출 전의 이러한 활성화는 시간적인 분리를 허용하지 않으며, 즉, 대상체가 그 시점 이후에 활성화, 이동 및 검출이 되지 않으며, 또한 어두운 환경하에서는 검출되지 않는다.
물체가 2 이상의 형광 물질을 포함하는 잉크로 마크되며, 데이지 체인 기작 내에서 하나의 형광 염료로부터의 방출이 제2 형광 염료에 의하여 흡광되고 재발산되는 다른 시스템이 개시되었다. 후속적인 방출은 적외선 영역으로 낮아진다. 이해하는 바와 같이, 형광 물질의 기초적 특성은 차징된 공급원이 제거되면 방출이 즉 시 종결된다는 것이다. 따라서 인증은 검출 직전에 자외선으로 대상체를 활성화 또는 여기시키는 단계, 및 그 다음으로 후속적인 방출을 신속하게 검출하는 단계를 포함한다. 활성화 공급원이 제거되는 경우, 확인이 중단된다. 결과적으로, 활성화 및 검출은 시간적으로 분리될 수 없다. 추가적으로, 활성화 장비가 검출 시점에 제공될 필요가 없고, 따라서 이러한 방법은 검출시 융통성 및 휴대성이 허용되지 않는다.
전술한 논의에서 본 바와 같이, 확인 및 검출에 유용한 부분적으로 또는 전체적으로 전자기적 스펙트럼의 적외선 영역에서 방출하는 광발광 조성물에 대한 수요가 존재한다. 추가적으로 대상체 및/또는 이의 활성원으로부터 공간적으로 분리되어있는 대상체의 검출 활동을 가능하게 하는 광발광 물질에 대한 수요가 존재하며, 즉, 검출이 대상체 및/또는 이의 활성화 공급원과 이격되어 수행될 수 있으며, 또한 여기서, 검출은 활성화로부터 시간적으로 분리되어 있을 수 있으며, 즉, 검출은 활성화된 이후의 시점에서 발생할 수 있다. 활성화 및 검출의 분리에 의하여 검출 활동의 융통성 및 휴대성이 허용된다는 사실에 유의하여야 한다.
최적 발광 성능을 위하여, 특이적 광발광 인광 물질 및 이러한 물질의 혼합물은 여기 상태 또는 환경적 고려 등의 다양한 조건에서 사용되도록 변형될 필요가 있다는 것을 이해하여야 한다. 광발광 성분을 보호하기에 적합한 방수 제형, 및 광분해성 분해를 최소화하는 조성물이 발견되었다. 광발광 물질의 선택 후, 광발광 조성물의 방출 강도 및/또는 지속성은 광발광 인광 물질의 분배, 첨가제의 사용, 및 조성물이 도포되는 방법에 의하여 크게 영향 받는다는 사실을 주목하여야 한다.
조성 물질, 예컨대 수지, 분산제, 습윤제, 증점제, 등의 부적절한 선택 및 사용은 조성물에서 방사되는 방출 강도를 감소시킬 수 있다. 이는, 예를 들어, 제형화된 물질의 조작시 또는 제형화된 물질의 도포 후 광발광 인광 성분의 응집 또는 침전에 기인하여 발생한다. 방출 강도 및/또는 지속성의 감소는 불완전한 여기 및/또는 방출된 방사선의 산란에 기인할 수 있다. 광발광 방출의 산란은 광발광 인광 물질의 응집에 기인하거나 또는 광발광 인광 안료 분산을 안정화하기 위하여 선택된 하나 이상의 첨가제에 의한 전자기적 방사선 산란의 결과일 수 있다. 최종 결과는 방출 강도 및/또는 지속성의 저하로 나타날 것이다.
가시광선의 전자기적 방사선을 흡광하여 광발광 조성물에 주광색을 부여하는 안료 형태의 착색제의 사용은, 이러한 착색제가 광발광을 흡광하지 못하거나, 또는 이들의 사용에 의하여 방출색이 변화하는 경우에도, 광발광의 산란 또는 광발광 인광 물질의 부적절한 차징에 의하여 광발광 강도 및/또는 지속성의 저하가 될 수 있다. 따라서, 흡광용 착색제를 사용하여 광발광 대상체의 주간 식별성 및 야간 방출 모두를 변화시킬 수 있는 반면, 이러한 사용에 의하여 방출 강도 및/또는 지속성을 저하시키게된다. 이는 대부분의 주광색 조성물의 강도 및/또는 지속성이 낮은 이유이다. 추가적으로, 이의 사용은 주간 색상 및 야간 방출이 동일한 족의 색상이 되는 것을 방해한다.
다양한 첨가제를 사용하여 분산, 침전방지 및 기타 조성 특성이 부여된 광발광 인광성 조성물이 개시되었다. 이러한 첨가제는 알키드 수지 및 유동성 변화를 위한 변형 캐스터 오일, 현탁용 충전재로 사용되는 합성 셀룰로오스 수지 결합제와 실리카계 분말, 주간색을 부여하기 위한 착색제로서 흡광용 안료, "결정성 충전재", 및 2차 안료 입자를 포함한다. 이러한 첨가제를 함유한 조성물은, 일반적으로 고체 입자화 상태에 있으며, 산란 현상에 의하여, 이들을 발산하는 대상체로부터의 방출의 강도 및/또는 지속성을 저하시키게 되며, 이는 전술한 바와 같다.
따라서, 방출 강도가 높고, 지속성이 있으며, 방출이 부분적으로 또는 전체적으로 전자기적 스펙트럼의 적외선 영역에 있는 안정적인 광발광 조성물의 수요가 존재한다는 사실은 전술한 논의에 나타나 있으며, 이러한 방출은 비노출 방법(확인용 마킹이 일반적으로 관찰가능하지 않음) 또는 다른 대상체의 확인 또는 검출 방법에 적합하며, 이러한 방법은 활성화 및 검출이 공간적으로는, 예컨대 검출되는 대상체 및/또는 활성화 장치로부터 이격되고, 시간적으로는, 예컨대, 활성화 이후의 시점에 검출될 수 있게, 활성화와 검출 양자가 분리되도록 설계되었다. 이와 함께, 확인 또는 검출 과정에 사용되는 휴대용 검출기에 대한 수요가 존재한다.
발명의 개요
본 발명은 방출 신호가 부분적으로 또는 전체적으로 전자기적 스펙트럼의 적외선 영역 내에 존재하는 광발광 인광 물질 및 광발광 형광 물질을 함유한 광발광 조성물을 제공한다. 이와 함께, 본 발명은 고 강도 및 고 지속성인, 방출 신호가 부분적으로 또는 전체적으로 전자기적 스펙트럼의 적외선 영역 내에 존재하는 광발광 인광 물질 및 광발광 형광 물질을 함유한 광발광 조성물을 제공한다.
광발광 조성물을 사용하는 이러한 방법의 주요 장점은, 하기하는 바와 같이, 이들이 특화된 공급원 없이도 활성화되거나 또는 여기될 수 있다는 것이다. 즉, 대상체가 필수적으로 대부분의 주간과 오전, 정오, 또는 오후, 및 흐린 기상시에도 자연발생적 조명으로 차징될 수 있다. 따라서 본 발명은 확인 또는 검출 시점에서 활성화 장비가 필요없다. 추가적으로, 고 방출 강도 및 지속성 광발광 조성물을 사용하는 경우, 하기하는 바와 같이, 대상체를 확인 또는 검출하는 방법은 야간, 즉, 활성화가 중단된 상당시간 후, 및 상당한 거리가 이격되어 실행될 수 있다.
제1 특징으로서, 본 발명은 유효량의 하나 이상의 광발광 인광 물질 및 하나 이상의 광발광 형광 물질을 함유하는 광발광 조성물을 제공하며, 여기서 하나 이상의 광발광 인광 물질은, 조성물에 입사하는 여기원으로부터의 전자기 방사선 또는 광발광 물질로부터의 방출, 또는 둘 모두에 의하여 활성화되는 경우, 전자기적 에너지를 선택적으로 흡광 및 방출하고, 여기서 하나 이상의 광발광 형광 물질은 하나 이상의 광발광 물질의 방출을 선택적으로 흡광하고, 전자기적 에너지를 방출하여 선택된 방출 신호를 발산함으로써, 일부 또는 전부의 방출 신호가 전자기적 스펙트럼의 적외선 영역 내에 존재하게되며, 광발광 물질은 광발광 물질 중의 하나의 방출이 다른 광발광 물질의 흡광과 일치하도록 선택되고, 여기서 선택된 방출 신호는 하나 이상의 선택된 광발광 형광 물질로부터의 방출이고, 이러한 방출은 다른 광발광 물질 중의 하나에 의하여 본질적으로 흡광되지 않는다.
제2의 특징으로서, 본 발명은 유효량의 하나 이상의 광발광 인광 물질 및 하나 이상의 광발광 형광 물질을 함유하는 광발광 조성물을 제공하며, 여기서 하나 이상의 광발광 인광 물질은, 조성물에 입사하는 여기원으로부터의 전자기 방사선 또는 광발광 물질로부터의 방출, 또는 둘 모두에 의하여 활성화되는 경우, 전자기적 에너지를 선택적으로 흡광 및 방출하고, 여기서 하나 이상의 광발광 형광 물질은 하나 이상의 광발광 물질의 방출을 선택적으로 흡광하고, 전자기적 에너지를 방출하여 선택된 방출 신호를 발산함으로써, 일부 또는 전부의 방출 신호가 전자기적 스펙트럼의 적외선 영역 내에 존재하게되며, 광발광 물질은 광발광 물질 중의 하나의 방출이 다른 광발광 물질의 흡광과 일치하도록 선택되고, 여기서 선택된 방출 신호는 하나 이상의 선택된 광발광 형광 물질로부터의 방출이고, 이러한 방출은 다른 광발광 물질 중의 하나에 의하여 본질적으로 흡광되지 않으며, 여기서 추가적으로 광발광 인광 물질은 방출 신호가 고 지속성 및 고 강도를 보유하도록 선택된다.
제3의 특징으로서, 본 발명은 대상체의 차징과 방출 신호의 검출이 공간적으로 및 시간적으로 분리되어 있는 광발광 조성물을 제공한다.
도 1은 전자기적 방사선의 흡광 및 방출 사이에서 발생하는 과정을 설명하는 자블론스키 다이어그램이다. 단계 A는 전자기적 방사선의 광자의 흡광이며, 흡광 물질 내의 전자는 바닥 상태로부터 여기된 에너지 상태로 여기된다. 도달한 여기상태에 따라서 전자는 IC 즉, 제1 진동 여기 상태인 S1으로의 무조사 내부 전환에 의하여 축퇴될 수 있다. 전자는 전자기적 방사선 F의 후속적인 방출과 함께 바닥 상태로 회복될 수 있다. 이 과정을 형광이라 한다. 어떠한 물질은 여기 상태로 여기되며, 이들의 전자가 계간 전이(ISC)를 하게 되고, T1 또는 T2 상태에 존재하게 된다. 이러한 상태는 장시간 동안 T1 또는 T2 상태 내에서 머무를 수 있다는 점에서 준안정이라한다. 전자가 에너지를 방출하고, 전자기적 방사선의 방출에 의하여 바닥 상태로 회복되는 경우, 이 과정을 인광(P)이라 한다. 어떠한 경우에 있어서는, T1 또는 T2 상태는 방출이 거의 없거나 전혀 없는 매우 안정한 상태이다. 이 경우에 있어서, 바닥 상태로 회복하는 전자에 의한 전자기적 방사선의 방출을 유발시키기 위하여 자극 에너지가 요구된다.
도 2는 광발광 인광성 및 광발광 형광 염료의 통합에 의한 방출 스펙트럼의 이동을 나타낸다. 차트 a)는 대표적인 흡광 스펙트럼이다, b)는 대표적인 방출 스펙트럼이며, c)는 본 발명 조성물에 의한 대표적인 순 방출 스펙트럼이다. 도시한 바와 같이, 광발광 인광 물질은 여기원으로부터 A1에서의 방사선을 흡광한다. 광발광 인광체는 방사선 E1을 계속적으로 방출할 수 있으며, 이는 E2에서 방사선을 방출하는 흡광 스펙트럼 A2와 중복된다. E2는 다시 방사선 E3를 방출하는 흡광 A3와 중첩되도록 설계되었다. 이 과정은 최종적으로 소망하는 방출을 확보할 때까지 계속될 수 있으며 이 경우에 있어서는 E5이다. 차트 c)에서 볼 수 있는 바와 같이, 조성물은 약 780 nm에서 방사선을 방출하도록 설계되었다.
도 3은 제1 광발광층(12)이 피복된 대상체(14)를 도시하며, 이러한 제1 광발광층은 광발광 인광성, 또는 광발광 인광성 및 광발광 형광 조성물을 포함하며, 이는 추가적으로 제2 광발광층(10)으로 피복되어 있으며, 이러한 제2층은 선택된 광발광 형광 물질을 포함한다. 제2 광발광층은 보호층의 목적으로 제공되며, 즉, 제1 광발광층에 내구성을 부여한다는 사실에 주목할 수 있다.
발명의 상세한 설명
광발광 인광성 및 광발광 형광 물질을 포함하는 광발광 조성물을 개발하였으며, 이를 대상체 상에 또는 그 내부에 도포하는 경우, 대상체의 확인 또는 검출을 가능하게 한다. 광발광 인광 물질을 사용하는 주요 장점은 특별한 공급원이 필요없이 활성화되거나 또는 여기될 수 있다는 점이다. 즉, 이들은 대부분이 일광이지만 오전, 정오 또는 저녁, 및 흐린날에도 인공 광원 예컨대 금속 할라이드 램프의 보조에 의한 자연 발생적 조명으로 차징될 수 있다. 자연 또는 인공 조명에 의하여 활성화되었다면, 본 발명은 확인 또는 검출시 활성화 장비가 필요없으며 검출이 주간 및 야간에, 대상체 및/또는 이의 검출원으로부터 이격된 위치에서 뿐만아니라 대상체의 활성화가 중단된 후에도 수행할 수 있도록 한다. 추가적으로, 고 강도 및 지속성 광발광 인광성 조성물을 사용하여, 하기하는 바와 같이, 주간 또는 야간에서의 대상체 확인 또는 검출이 대상체 및/또는 이의 활성화원으로부터 상당히 이격된 거리에서, 활성화가 중단된 상당 시간 이후에 수행될 수 있다.
달리 적시한바 없다면, 본원에 사용된 백분율은 중량부로 표현되었다.
본원에 사용되는, "발광" 물질은 여기 상태로 여기된 후에 전자기적 방사선를 발산할 수 있는 물질이다.
본원에 사용되는, "광발광 조성물"은 전자기적 방사선에 의하여 여기 또는 차징 또는 활성화되는 경우, 전자 여기 상태로부터 전자기적 방사선를 발산할 수 있는 물질의 혼합물로서 정의된다.
본원에 사용되는, "형광" 물질은 전자기적 방사선에 의하여 여기 상태로 여기될 수 있는 능력을 보유하고, 여기 후 전자기적 방사선의 형태로 에너지를 급격 하게 방출하는 물질이다. 형광 물질로부터의 방출은 지속성이 없으며, 즉, 여기원이 제거된 후 방출이 본질적으로 중단된다. 방출되는 에너지는 UV, 가시광선 또는 적외선 조사의 형태가 될 수 있다.
본원에 사용되는, "인광성" 물질은 전자기적 방사선에 의하여 여기 상태로 여기되는 능력을 보유하고 있으나, 축적된 에너지가 점진적으로 방출되는 물질이다. 인광 물질로부터의 방출은 지속성이 있으며, 즉, 이러한 물질로부터의 방출은 여기원이 제거된 후 수 초, 수 분 또는 심지어 수 시간 동안 지속될 수 있다. 방출되는 에너지는 UV, 가시광선 또는 적외선 조사의 형태가 될 수 있다.
"발광", "인광" 또는 "형광"은 각각 발광, 인광성 또는 형광 물질로부터의 전자기적 방사선의 실제 방출이다.
본원에 사용되는 "발광 강도"는 광학 계측기, 예컨대 고이득 발광 검출기를 구비한 IL 1700 복사계/광도계(International Light Co, Massachusetts)에 의하여 모사되는 바와 같이 "표준 관측기"(C. J. Bartelson and F. Grum, Optical Radiation Measurements, Volume 5 - Visual Measurements (1984), 참고 자료로서 본원에 포함)에 의하여 감지되는 방출된 전자기적 방사선을 측정하여 정의된다.
본원에 사용되는 "방출 강도"는 광발광 대상체로부터의 광발광 방출의 측정에 의하여 정의되며, 이러한 측정은 광도 또는 복사계에 의한 방출 강도를 측정할 수 있는 장치로 측정되며, 이러한 방출은 가시광선 또는 적외선 또는 둘 모두이다.
본원에 사용되는 "지속성"은 조사를 중단시킨 후, 안정적인 검출 기구에 의하여 광발광 대상체로부터 발산하는 광발광 방출이 검출가능성의 한계치로 감소되 는데 걸리는 시간으로 정의된다.
본원에 사용되는 "고 지속성"은 조사를 중단시킨 후, 안정적인 검출 기구에 의하여 광발광 대상체로부터 발산하는 광발광 방출이 검출가능성의 역가로 감소되는데 걸리는 시간이 5 시간 이상인 것을 의미한다.
본원에 사용되는, "전자기적 방사선"은 자외선(UV), 가시광선 및 적외선(IR) 조사를 포함하는 전기 및 자기파 성분을 모두 포함하는 에너지의 형태이다.
본원에 사용되는, "방출 신호"는 활성화의 결과로서 광발광 조성물의 특이적 방출 스펙트럼을 의미하며, 이러한 방출은 파장 및 진폭에 의하여 특정된다.
본원에 사용되는 "광발광 조성물 상에 입사된 방사선"은 전자기적 방사선을 활성화 또는 차징하는 것을 의미하며, 입사된 전자기적 방사선 최소한 일부는 하나 이상의 광발광 물질을 최초로 여기시키게 된다.
본원에 사용되는, "스토크스 이동"은 광발광 물질의 여기 또는 활성화 파장과 방출 파장 사이의 파장의 차이를 의미한다.
본원에 사용되는, "액체 담체 매체"는 고체 상태 내에 분포되거나 및/또는 그 안에 용해된 물징을 위한 담체로서 작용하는 액체이다.
본원에 사용되는, "안정화 첨가제"는 조성물에 첨가되는 물질로서, 입자로서 제공되는 물질을 균일하게 분산시키고, 응집을 예방하고, 및/또는 액체 담체 매체 내의 고체 물질의 침전을 예방하는 물질이다. 이러한 안정화 첨가제는 일반적으로 분산제, 및/또는 유동성 개질제를 포함한다.
본원에 사용되는, "유동성 개질제"는 일반적으로 액체 분산 조성물 내에서 점성을 형성할 수 있는 물질, 즉, 액체 담체 내에 분산된 입자 물질을 함유하는 조성물로서, 이에 의하여 이러한 입자 물질의 침전을 지연시키고, 동시에 전단 도포시 점도를 상당히 저하시켜, 대상체 상에 이러한 조성물의 부드러운 도포가능성을 향상시킨다.
본원에 사용되는, "분산제"는 응집 및 침전을 지연시킬 목적으로 조성물 내의 현탁액에 분산된 입자를 유지시키기 위하여 사용되는 물질이다.
본원에 사용되는, "광안정화제"는 전자기적 방사선 활동에 의한 조성 및/또는 가시적 특성에 있어서의 열화, 분해 또는 바람직하지 않은 변화를 지연시키기 위하여 설계된 조성물의 성분을 의미한다.
본원에 사용되는, "층"은 최소한 하나의 막-형성 고분자 수지를 함유하는 조성물에 의한 막이며, 총 막 중량의 0-5 중량% 범위의 잔여 액체 담체 매체로 특정되며 실질적으로 건조하다.
본원에 사용되는 "비노출하며 확인하는 또는 확인"은 대상체를 확인 또는 검출하는 활동을 의미하며, 여기서, 이러한 확인 또는 검출에 사용되는 광발광 마킹은 일반적으로 주간 또는 야간(스텔스 마킹)시 인간 관찰자에 의하여 관찰되지 않으며, 여기서 추가적으로, 이러한 광발광 마킹으로부터의 방출은 확인 또는 검출의 목적으로 관측을 위하여 특이적 검출 장비를 필요로 한다.
본원에 사용되는 "공간적으로 및 시간적으로 분리된" 것이란 검출이 활성화가 중단된 후에 수행(시간적으로)될 수 있을 뿐만 아니라 검출이 대상체 및/또는 이 활성화 공급원으로부터 이격되어 발생(공간적으로) 할 수 있는 것을 의미한다.
본원에 사용되는 "CAS #"는 미국 화학회 산하 Chemical Abstracts Service(CAS)에 등록된 모든 화학적 화합물, 고분자, 생물학적 서열, 혼합물 및 합금에 할당된 독특한 인식번호이다.
이론에 합치하지는 않으나, 선택된 광발광 인광 물질은 입사된 활성화 전자기적 방사선, 예를 들어, 전자기적 스펙트럼의 자외선 및/또는 가시광선 부분을 흡광하며, 전자는 바닥 상태에서 여기 상태로 여기된다고 알려져 있다. 인광 물질의 여기 상태 전자는 계간 전이라고하는 전환을 하며, 여기서, 전자가 여기 상태에 포획되고 및 서서히 바닥 상태로 돌아가면서 전자기적 방사선의 후속적인 방출, 예를 들어, 전자기적 스펙트럼의 가시광선 영역의 방출을 한다. 인광 물질의 여기 상태로부터 방출되는 시간은 약 10-3 초 내지 수시간에서 심지어는 수일이 될 수도 있다. 이러한 방식으로 여기된 인광 물질로부터의 방출된 방사선은 입사된 방사선이 중단된 상당시간 이후에도 지속될 수 있다.
광발광 물질로부터의 방출 방사선 에너지는 일반적으로 입사된 활성화 방사선의 에너지보다 낮은 에너지이다. 이러한 에너지의 차이를 "스토크스 이동"이라 한다.
적합한 인광 물질은 공지의 금속 황화 인광체 예컨대 ZnCdS:Cu:Al, ZnCdS:Ag:Al, ZnS:Ag:Al, ZnS:Cu:Al(미국 특허 3,595,804) 및 희토류 성분과 동시 활성화되는 금속 황화물(예컨대 미국 특허 3,957,678)이다. 금속 황화물 안료보다 방출 강도가 더 높고, 방출 지속성이 더 긴, 본 발명에 적합한 인광체는 주 물질로 서 일반적으로 알카리 토류 알루민산염, 또는 알카리 토류 규산염을 포함하는 조성물을 포함한다. 주 물질은 일반적으로 활성 인자로서 유로퓸을 포함하고, 종종 하나 이상의 보조-활성인자 예컨대 란탄계 원소(예컨대, 란탄, 세륨, 프라세오디뮴, 네오디뮴, 사마리움, 가돌리늄, 테르븀, 디스프로슘, 홀뮴, 에르븀, 툴륨, 이테르븀, 및 루테튬), 주석, 망간, 이트륨, 또는 비스무스를 포함한다. 이러한 광발광 인광체의 예는 미국 특허 5,424,006에 설명되어 있다.
고 방출 강도 및 지속성 인광 물질은 MO.mAl2O3:Eu2+, R3+의 화학식을 지닌 알카리 토금속 알루민산염 산화물이 될 수 있으며, 여기서 m은 1.6 내지 약 2.2의 범위의 수이며, M은 알카리 토금속(스트론튬, 칼슘 또는 바륨)이고, Eu2+는 활성인자이고, 및 R은 하나 이상의 란탄계 3가 희토류 물질(예컨대, 란탄, 세륨, 프라세오디뮴, 네오디뮴, 사마리움, 가돌리늄, 테르븀, 디스프로슘, 홀뮴, 에르븀, 툴륨, 이테르븀, 루테튬), 이트륨 또는 비스무스 보조-활성인자이다. 이러한 인광체의 예는 미국 특허 6,117,362에 설명되어 있다.
고 방출 강도 및 지속성 인광체는 화학식 Mk Al2O4:2xEu2+, 2yR3+의 알카리 토류 알루민산염 산화물이 될 수 있으며, 여기서 k=l-2x-2y이고, x는 약 0.0001 내지 약 0.05의 범위의 수이고, y는 약 x 내지 3x의 범위의 수이고, M은 알카리 토금속(스트론튬, 칼슘 또는 바륨)이고, Eu2+는 활성인자이고, R은 하나 이상의 3가 희토류 물질(예컨대 란탄, 세륨, 프라세오디뮴, 네오디뮴, 사마리움, 가돌리늄, 테르 븀, 디스프로슘, 홀뮴, 에르븀, 툴륨, 이테르븀, 루테튬), 이트륨 또는 비스무스 보조-활성인자이다. 이러한 인광체의 예는 미국특허 6,267,911B1에 설명되어 있다.
본 발명에 사용되는 인광체는 또한 주 매트릭스 내의 Al3+ 의 일부가 2가 이온 예컨대 Mg2+ 또는 Zn2+로 치환되어 있는 것들 및 알카리 토금속 이온(M2+)이 1가 알칼리 금속 이온 예컨대 Li+, Na+, K+, Cs+ 또는 Rb+으로 치환된 것을 포함한다. 이러한 인광체의 예는 미국 특허 6,117,362 및 6,267,911B1에 설명되어 있다.
고 강도 및 고 지속성 규산염을 본 발명에 사용할 수 있으며, 이는 예컨대 미국 특허 5,839,718에 보고된 바 있고, 예컨대 Sr.BaO.Mg.MO.SiGe:Eu:Ln이며 여기서 M은 베릴륨, 아연 또는 카드뮴이고, Ln은 희토류 물질, 3A족 원소인, 스칸듐, 티타늄, 바나듐, 크롬, 망간, 이트륨, 지르코늄, 니오븀, 몰리브덴, 하프늄, 탄탈륨, 텅스텐, 인듐, 탈륨, 인, 비소, 안티몬, 비스무스, 주석, 및 납으로 구성되는 군으로부터 선택된다. 특히 유용한 것은 디스프로슘, 네오디뮴, 툴륨, 주석, 인듐, 및 비스무스이다. 이러한 화합물 내의 X는 최소한 하나의 할로겐 원자이다.
본 발명에 적합한 다른 인광 물질은 화학식 MO.Al2O3.B2O3:R의 알카리 토류 알루민산염이며, 여기서 M은 하나 이상의 알카리 토금속(스트론튬, 칼슘 또는 바륨 또는 이들의 조합)의 조합이고, R은 Eu2+ 활성인자와, 최소한 하나의 3가 희토류 물질 보조-활성인자(예컨대, 란탄, 세륨, 프라세오디뮴, 네오디뮴, 사마리움, 가돌리늄, 테르븀, 디스프로슘, 홀뮴, 에르븀, 툴륨, 이테르븀, 루테튬), 비스무스 또는 망간의 조합이다. 이러한 인광체의 예는 미국 특허 5,885,483에 설명되어 있다.
MAl2O4 형태의 알카리 토류 알루민산염이 미국 특허 5,424,006에 설명되어 있으며, 본 발명에 적합하다.
본 발명에 사용되는 인광체는 공여 시스템 및 수용체 시스템을 포함하는 인광체를 포함하며, 예컨대 미국 특허 6,953,536 B2에 설명되어 있다.
전술한 인광 물질은 일반적으로 전자기적 스펙트럼의 UV 또는 UV/가시광선 영역 부근을 흡광하고, 후속적으로 390 - 700 nm의 방출을 한다.
이해하는 바와 같이, 다수의 다른 인광체가 본 발명에 유용하다. 이러한 유용한 인광체는 문헌 [Yen and Weber, Inorganic phosphors: 조성물, preparation and optical properties, CRC Press, 2004]에 설명되어 있다.
이론이 정립되지는 않았으나, 선택된 광발광 형광 물질은 입사된 활성화 전자기적 방사선, 예를 들어, 전자기적 스펙트럼의 자외선, 가시광선 및/또는 적외선 부분을 흡광하며, 전자는 바닥 상태에서 여기 상태로 여기된다. 이러한 광발광 형광 물질의 경우, 전자는 급속히 바닥 상태로 회귀하면서 전자기적 방사선, 예를 들어, 자외선, 가시광선 및/또는 적외선 방사선을 방출한다. 광발광 형광 물질 내에서 여기 상태로부터 발생되는 방출 시간은 약 10-8 초이다. 광발광 형광 물질로부터의 계속적인 방출은 활성화 에너지가 중단되는 경우 중단된다. 방출 에너지는 일반적으로 입사된 활성화 방사선의 에너지보다 낮다.
본 발명에 유용한 선택된 광발광 형광 물질은 가시광선 및/또는 적외선을 흡 광하고 가시광선 및/또는 적외선을 방출하는 광발광 형광 물질을 포함한다. 예를 들어, 가시광선을 흡광하고 가시광선을 방출하는 광발광 형광 물질은, 예를 들어, 쿠마린 예컨대 쿠마린 4, 쿠마린 6, 및 쿠마린 337; 로다민 예컨대 로다민 6G, 로다민 B, 로다민 101, 로다민 19, 로다민 110, 및 설파로다민 B; 나일 레드 및 크레실 바이올렛을 포함하는 페녹사존; 스티릴; 카보스티릴; 스틸벤; 및 플루오레세인을 포함한다. 전자기적 스펙트럼의 가시광선 영역을 흡광하고 가시광선 및 원적외선 영역을 방출하는 광발광 형광 물질의 예는, 예를 들어, 나일 블루, IR 140(CAS# 53655-17-7), IR 125(CAS# 3599-32-4), 및 DTTCI(CAS# 3071-70-3)를 포함한다. 하기 표 1은 본 발명에 적합한 광발광 형광 물질의 일부의 흡광 및 방출 특성이다.
형광 CAS # 최대 흡광(nm) 최대 방출(nm)
쿠마린 6 38215-35-0 458 505
로다민 110 13558-31-1 510 535
로다민 19P 62669-66-3 528 565
로다민 6G 989-38-8 530 556
나일 레드 7385-67-3 550 650
나일 블루 53340-16-2 633 672
IR 676 56289-64-6 676 720
- IR-676은 1,1',3,3,3',3'-헥사메틸-4,5,4',5'-디벤조인도디카보시아나이드
광발광 인광 물질이 선택된 광발광 형광 물질과 혼합되는 경우, 광발광 인광 물질의 방출은 광발광 형광 물질에 의하여 흡광되고 광발광 인광체를 여기시킬 때 사용된 에너지보다 낮은 에너지로 하방 스토크스 이동을 나타내는 후속적인 방출을 한다. 광발광 형광 물질로부터의 방출 에너지는 이러한 방사선을 흡광하도록 선택된 제2 광발광 형광 물질에 의하여 흡광될 수 있다. 제2 광발광 형광 물질은 제1 광발광 형광 물질로부터 방출된 에너지 보다 낮은 에너지로 하방 스토크스 이동을 나타낸다. 추가적인 광발광 형광 물질이 선택된 방출이 달성될 때까지 추가적으로 스토크스 이동을 나타내도록 선택될 수 있다. 선택된 방출은 부분적으로 또는 전체적으로 전자기적 스펙트럼의 적외선 영역 내에 존재하도록 선택될 수 있다. 일반적으로, 단일 광발광 인광성 또는 광발광 형광 물질에 대한 스토크스 이동은 20 내지 100 nm의 범위이다. 보다 긴 스토크스 이동을 생성하기 위하여, 다중 광발광 형광 물질을 사용하여 캐스케이딩 스토크스 이동을 생성할 수 있다. 캐스케이딩 스토크스 이동은 다른 광발광 형광 물질에 의한 하나의 광발광 물질의 방출의 연속적인 흡광 및 보다 긴 파장의 재-방출에 의하여 생성된다. 수차례 수행되는 경우 50 nm를 현저히 초과하는 스토크스 이동은 중단될 수 있다.
광발광 인광성 및/또는 광발광 형광 물질을 포함하는 조성물의 양자 효능은 다수의 인자에 의존하며, 예컨대 다른 광발광 물질의 흡광 스펙트럼을 지닌 광발광 물질 중의 하나의 방출 스펙트럼 사이의 오버랩의 정도 및 광발광 형광 물질이 결합 매트릭스를 포함하는 고분자 내에서 분자적으로 분산된 정도 등이다. 광발광 형광 물질이 고분자 내에서 분자적으로 분산되거나 또는 선택된 고분자 또는 고분자들 내에서 고체 상태 용액으로서 존재하기 위하여, 광발광 형광 물질이 액체 담체 매체의 용액 내에 존재하고, 선택된 고분자와 융화되는 것이 필수적이다.
광발광 인광 물질과 광발광 형광 물질의 선택된 혼합에 의하여 입사된 전자기적 에너지, 예를 들어, 자외선, 가시광선, 또는 이들의 조합에 의하여 차징 또는 활성화 되고, 부분적으로 또는 전체적으로 적외선을 방출하는 조성물이 된다. 활성화된 광발광 인광 물질은 활성화 방사선이 제거되고 장시간 경과 후에도 발광을 계속적으로 할 수 있기 때문에, 광발광 조성물은 부분적으로 또는 전체적으로 전자기적 스펙트럼의 적외선 영역에서 발광을 지속한다.
본 발명 조성물의 활성화 및 이들의 후속적인 방출의 검출은 별개의 장소에서 다른 시점에서 수행될 수 있다는 것은 용이하게 이해할 수 있다. 따라서, 조성물을 대상체에 도포할 수 있으며 전자기적 방사선으로 차징할 수 있다. 조사를 중단시키고, 즉 활성화를 중단하고 장시간 경과 후에도 검출이 가능하므로 방출이 계속되는 동안 대상체를 다른 장소로 이동시킬 수 있다.
선택된 광발광 형광 물질은 전술한 광발광 인광성 및 광발광 형광 물질을 함유하는 광발광 조성물 내로 추가적으로 통합되어 여기원과 외부 전자기적 광원으로부터 최초로 활성화되는 선택된 광발광 물질의 흡광 스펙트럼을 최적으로 결합시킨다.
이러한 특성을 나타내는 본 발명의 광발광 형광 물질이 인광 물질을 포함하는 광발광 조성물과 혼합될 수 있거나 또는 이들이 이러한 광발광 조성물의 위 또는 아래, 또는 양쪽의 피복 내에 존재할 수 있다.
유효량의 하나 이상의 광발광 인광 물질, 하나 이상의 광발광 형광 물질, 하나 이상의 액체 담체, 하나 이상의 고분자 결합제, 하나 이상의 광안정화제, 하나 이상의 유동성 개질제, 및 하나 이상의 분산제를 포함하는 광발광 조성물이 부분적으로 또는 전체적으로 전자기적 스펙트럼의 적외선 영역의 방출 신호를 발산하도록 선택될 수 있다는 사실이 알려져 있다. 또한 전술한 특정 알카리 토금속 인광 물질을 선택하여, 방출 신호가 고 강도 및 지속성을 지니도록 할 수 있다는 사실도 알려져 있다.
고 강도 및 지속성을 지닌 발광 물질의 최적 성능을 위하여, 특이적 광발광 물질 및 이러한 물질의 혼합물은 다양한 상태에서 사용될 수 있도록 개질될 수 있으며, 예를 들어, 여기 조건 또는 환경적 고려 등이 있다. 광발광 인광성 입자를 보호하기 적합한 방수 조성물 및 광분해성 분해를 최소화하는 조성물을 발견하였다. 광발광 인광 물질 및/또는 이들의 성능을 강화하는 어떠한 추가적인 광발광 형광 물질의 선택 이외에, 광발광 조성물의 방출 강도 및/또는 지속성은 광발광 인광 물질이 분산된 방법 및 첨가제가 사용된 방법 둘 모두 뿐만 아니라 조성물이 도포된 방법에도 크게 영향을 받는다는 것에 유의하여야 한다.
조성물 물질, 예컨대 결합제, 분산제, 습윤제, 유동성 개질제, 광안정화제, 등의 부적절한 선택 및 사용은 조성물로부터 방사되는 방출 강도를 감소시킬 수 있다. 이는, 예를 들어, 제형화된 물질의 취급시 또는 제형화된 물질의 도포 후 광발광 인광 입자의 응집 또는 침전에 기인하여 발생한다. 방출 강도 및/또는 지속성의 감소는 불완전한 여기 및/또는 방출된 방사선의 산란에 기인한다. 광발광 방출의 산란은 광발광 인광 물질의 응집에 기인하거나 광발광 인광 안료 분산을 안정화시키기 위하여 선택된 하나 이상의 첨가제에 의한 전자기적 방사선 산란의 결과이다. 이러한 최종 결과는 방출 강도 및 지속성을 저하시킨다.
광발광 조성물에 주광색을 부여하기 위하여, 가시광선 전자기적 방사선를 흡광하는 안료 형태의 착색제의 사용은, 심지어 이들이 광발광 방출을 흡광하지 못하더라도, 광발광 방출의 산란 또는 광발광 인광 물질의 부적절한 차징에 의하여 광발광 강도 및 지속성의 저하를 가져올 수 있다. 따라서, 흡광 착색제는 광발광 대상체의 주간 외관을 변화시키기위하여 사용될 수 있으나, 이러한 사용은 방출 강도 및 지속성을 저하시키는 결과가 된다.
선택된 광발광 물질의 여기 스펙트럼 내에서 전자기적 방사선를 흡광하지 않으며, 선택된 광발광 물질과 융화되는 광발광 물질을 위한 이러한 고분자 결합제 수지의 선택이 중요하다. 그렇지 않으면, 광발광 물질의 여기가 억제되므로 중요하다. 또한 선택된 고분자 물질이 방출 강도에 최소한으로 영향을 미쳐야 한다, 즉, 광발광을 현저하게 퀀칭시키지 않아야 바람직한 것이다. 본 발명의 조성물에 적합한 결합제 수지는 아실레이트, 예를 들어 NeoCryl® B-818, NeoCryl® B-735, NeoCryl® B-813, 및 이들의 조합을 포함하며, 이들 모두는 DSM NeoResins®로 구득가능한 용매 용해성 아크릴 수지, 폴리염화비닐, 폴리우레탄, 폴리카보네이트, 및 폴리에스테르, 및 이들의 조합이다.
액체 담체는, 예를 들어, 광발광 조성물을 위하여 선택된 광발광 형광 물질의 용해도를 허용하는 광발광 물질에 악영향을 미치지 않는 어떠한 용매도 될 수 있다. 액체 담체를 선택하는데 있어서, 고분자가 액체 담체 내에 용해된 경우, 고분자 용액은 투명하여야 하고 혼탁성을 부여하여서는 아니된다, 그렇지 않으면, 방출 강도 전달에 악영향을 미치게 된다. 일반적으로, 고도의 극성 용액은 방출 퀀칭 가능성을 증가시키므로, 따라서, 일반적으로, 회피하여야 한다. 적합한 액체 담체는 글리콜, 글리콜 에테르, 글리콜 아세테이트, 케톤, 탄화수소 예컨대 톨루엔 및 크실렌을 포함한다.
본 발명의 조성물에 유용한 광안정화제는 UV 흡광제, 일중항 산소 스케빈저, 항산화제, 및/또는 혼합물을 포함하며, 예를 들어, Tinuvin® 292, Tinuvin® 405, Chimassorb® 20202, Tinuvin® 328, 또는 이들의 조합이고 이들 모두는 Ciba® Specialty Chemicals에서 구득할 수 있다.
적합한 유동성 개질제는 고분자 우레아 우레탄 및 개질 우레아, 예를 들어, BYK® 410 및 BYK® 411(BYK-Chemie®)를 포함한다.
본 발명의 조성물에 적합한 분산제는 아크릴계 산-아크릴아미드 고분자, 아민 기능성 화합물의 염 및 산, 안료 친화성 기를 지닌 하이드록실 기능성 카르복실산 에스테르, 및 이들의 조합을 포함하며, 예를 들어 DISPERBYK®-180, DISPERBYK®-181, DISPERBYK®-108(모두 BYK-Chemie®) 및 TEGO® Dispers 710(Degussa GmbH) 이다.
다른 첨가제도 본 발명의 조성물에 포함될 수 있으며, 습윤제 예컨대 폴리에테르 실록산 공중합체, 예를 들어, TEGO® Wet 270 및 비이온성 유기 계면활성제, 예를 들어 TEGO® Wet 500, 및 이들의 조합; 및 탈기제 및 소포제 예컨대 유기 개질 폴리실록산, 예를 들어, TEGO® Airex 900를 포함한다.
본 발명 광발광 조성물에 따르면, 성분은 약 10% - 50%의 결합제 수지, 약 15% - 50%의 액체 담체, 2% - 35%의 광발광 인광 물질, 0.5% - 5.0%의 분산제, 0.2% - 3.0%의 유동성 개질제, 0.1% - 3.0%의 광안정화제, 0.2% - 2.0%의 탈기제, 0.2% - 3.0% 습윤제, 및 0.1% - 2.0% 광발광 형광 물질이 될 수 있다.
본 발명 조성물을 사용하는 전체적으로 또는 부분적으로 적외선을 방출하는 광발광 대상체를 제조하는 방법은 전술한 광발광 조성물을 대상체 상에 또는 그 내부에 도포하는 다양한 기법을 포괄한다. 예를 들어, 전술한 조성물을 대상체 상에 도포하는 기법은 대상체 상의 피복을 포함한다. 광발광 조성물을 대상체 상에 도포하는 이러한 피복 방법은 이에 한정되는 것을 아니나 스크린 프린팅, 페인팅, 스프레잉, 딥 코팅, 슬롯 코팅, 롤러 코팅, 및 바 코팅을 포함한다. 전술한 조성물을 대상체 상에 도포하는 다른 방법은 대상체 상에 인쇄를 포함한다. 광발광 조성물을 대상체 상에 도포하는 이러한 인쇄 방법은 이에 한정되는 것은 아니나 석판 인쇄, 잉크젯 인쇄, 그라비아 인쇄, 이미지 실크 스크린 인쇄 및 레이저 인쇄 및 매뉴얼 인쇄 또는 전술한 광발광 조성물에 의한 대상체 스크라이빙을 포함할 수 있다. 일반적으로, 조성물을 피복하고 건조시키면 결과 층은 물리적으로 견고해진다. 본 발명의 대상체는 추가적으로 전술한 하나 이상의 형광 물질을 함유하는 제2 조성물을 도포할 수 있다. 이러한 제2 도포 조성물은 제1 광발광 도포에 대한 보호 피복으로서 제공될 수 있다.
본 발명 조성물을 사용하는, 전체적으로 또는 부분적으로 적외선을 방출하는 광발광 대상체는 전술한 바와 같이 대상체의 제조시 광발광 조성물을 포함시킴으로써 조성물을 대상체 내로 통합시켜 제조될 수 있다. 예를 들어, 압출에 의하여 제조될 수 있는 플라스틱 대상체에 있어서, 전술한 조성물 중의 하나는 총 조성물의 2 내지 30%로 대상체 조성물을 첨가할 수 있으며, 본 발명의 방법에 의하여 확인 또는 검출될 수 있는 대상체를 생성하기 위하여 압출된다. 대상체의 제조시 조성물이 포함되는 광발광 대상체의 제조는 예컨대 몰딩, 압출, 등의 다양한 기법을 포함할 수 있다. 확인, 검출 및 인증을 위하여, 대상체는 광발광 조성물로 부분적으로 피복될 필요가 있다.
전술한 광발광 조성물 또는 대상체는 다수의 편리한 방법, 예컨대 금속 할라이드 램프, 형광 램프, 또는 충분한 양의 적절한 가시광선, UV 조사 또는 둘 모두를 포함하는 어떠한 광원, 및 일광이 구름으로 차단되는 경우를 포함하는 직접적인 또는 분산된 일광의 조사에 의한 전자기적 방사선, 예를 들어, 자외선, 근자외선 또는 이들의 조합으로 차징 또는 활성화될 수 있다. 이 시기에 충분한 방사선이 제공되어 조성물 또는 대상체를 차징 또는 활성화한다. 활성화원이 제거될 수 있으며, 대상체는 선택된 영역에서 방사선을 계속하여 방출할 것이고, 예를 들어, 활성화 방사선이 없는 암소에서 검출될 것이다.
대상체가 소망하는 방사선을 계속적으로 방출하기 때문에, 대상체의 차징 및 방출 신호의 검출은 공간적으로 및 시간적으로 분리되어 있다, 즉, 검출 단계는 활성화 단계와 별도의 시간 및 장소에서 수행될 수 있다. 이는 대상체가 활성화 장소에서 차징되고 제거되거나 또는 차징 후 차징 공급원을 제거하는 것이 가능하다. 추가적으로, 검출은 대상체 및/또는 활성화 공급원으로 이격되어 수행될 수 있다.
확인 또는 인증을 위하여, 본 발명 조성물을 함유한 광발광 대상체로부터의 선택된 방출 신호를 검출하는 검출기를 사용한다. 이러한 검출기는 광발광 방출의 증폭이 가능하거나 또는 가능하지 않다. 증폭 검출 장치의 예는 야간 투시 장치이다. 야간 투시 장치는 존재하는 가시광선, 적외선, 또는 가시광선과 적외선 모두를 검출할 수 있다. 검출 장치는 특이적 방출 신호를 검출하도록 설계될 수 있다. 필요시, 검출기는 증폭성을 포함할 수 있다. 검출기가 방출 신호의 특이적 파장을 검출하도록 설계되거나 또는 조성물이 특이적 검출기에 적합한 방사선을 방출하도록 설계될 수 있다. 본 발명의 방법 및 조성물의 특성에 기인하여, 검출은 활성화와 분리된 시간 및 공간에서 수행될 수 있다.
특정 조건에서, 검출 장비는 검출기가 방출 신호 및 이러한 가조사 사이의 구별이 불가능하기 때문에 의도한 대상체의 확인 또는 검출을 어렵게하는 외래 공급원으로부터의 방사선에 의하여 악영향을 받는다. 이러한 조건 하에서, 검출 장비, 예를 들어, 야간 투시 장치는, 외부 가시광선을 제거하는 필터를 구비하여 확인 또는 검출을 강화할 수 있다.
선택된 방출 신호에서 확보한 영상의 유형은 무정형 대상체의 형태가 되거나 또는 문자, 숫자, 또는 문자-숫자조합 마킹 및 기호, 예컨대 기하학적 모양 및 명칭의 형태로 정보적 특성을 보유할 수 있다. 이러한 방식에서, 확인 또는 검출은 최신 정보 예컨대 시간 및 날짜, 및 메시지 등을 항목별로 할 수 있다.
확인 또는 검출 방법은 방출 신호를 낼 수 있는 광발광 마킹을 생성하기 위하여 대상체 상에 또는 그 내부에 도포된 본 발명의 광발광 물질은 인간 관찰자에 의하여 검출될 수 있거나, 또는 이러한 광발광 마킹이 "스텔스 마킹", 즉, 이들이 비노출형이거나, 또는 일반적으로 주간 또는 야간에 인간 관찰자에 의하여 관찰 불가능한 방법들을 포함한다. 이러한 방법이 "스텔스 마킹"을 구현하는 경우, 이러한 마킹은 전체적으로 또는 부분적으로 적외선 스펙트럼을 방출한다. 방출이 부분적으로만 적외선 스펙트럼인 경우, 가시광선 방출 성분은 인간 관찰자에 의하여 검출되지 않을 정도로 낮다. 대상체상의 또는 그 내부의 전술한 스텔스 마킹의 확인 또는 검출은 선택된 방출 신호를 검출하기 위하여 설계된 기기를 사용하여 수행될 수 있다.
본 발명의 조성물을 사용하고, "스텔스 마킹"을 구현하는 확인 또는 검출 방법은 대상체, 인간 또는 동물의 검출 또는 확인을 위하여 사용될 수 있다. 이러한 "스텔스 마킹"이 도포될 수 있는 광발광 대상체는, 예를 들어, 피아 식별용 군사용품, 및 경로 마킹 등을 포함한다. 이러한 마킹은 선택된 개체만 관측할 수 있도록 설계된다. 스텔스 마킹으로 설계된 마킹의 예는 비행기 또는 헬리콥터 착륙장, 또는 아군의 존부를 알려주는 마킹을 포함한다.
본 발명의 조성물을 사용하고, 스텔스 및 비스텔스 마킹 모두를 구현하는 확인 또는 검출 방법은 예를 들어, 고정식 전투 장비, 이동식 전투 장비, 군용 피복, 또는 전투병이 착복하거나 수반하는 전투복 또는 탱크, 고정식 화기, 이동식 화기, 보병 이동차량, 헬리콥터, 비행기, 선박, 잠수함, 라이플, 로켓 발사기, 반자동 무기, 자동 무기, 지뢰, 잠수 장비, 잠수복, 배낭, 헬멧, 안전복, 낙하산, 및 수통 등의 확인을 가능하게 한다.
본 발명의 조성물은 광발광 마킹이 확인 또는 검출 뿐만 아니라 최신 정보, 예컨대, 예를 들어, 시간 및 날짜, 메시지, 및 전투 요원 확인 등을 제공할 수 있는 접착층을 추가적으로 구현하도록 하여 갱신 또는 최신화할 수 있는 마킹을 구현하게 된다.
본 발명의 조성물은 운송용 운반체, 예를 들어, 버스, 비행기, 택시, 지하철, 자동차 및 오토바이의 추적을 포함하는 확인 또는 검출을 가능하게 한다.
본 발명의 조성물을 사용하고, 스텔스 또는 비스텔스 마킹을 구현하는 확인 또는 검출 방법은 스포츠 및 여가활동, 예를 들어, 사냥 및 낚시에 사용될 수 있으며, 이는 다른 사냥꾼 또는 낚시꾼을 확인 또는 추적하기 위하여 설계되었다. 스텔스 마킹은 특히 사냥에 유용하며, 이는 다른 사냥꾼을 확인 또는 검출함과 동시에, 가시광선 방출이 검출되지 않기 때문에 사냥감을 놀라지 않게하는 적외선 방출 검출 장치를 사용하여 사고를 예방할 수 있다.
스텔스 마킹을 구현하는 확인 또는 검출 조성물은 보안이 요구되는 분야에 특히 유용하다.
본 발명의 조성물은 광범위한 물품 또는 대상체에 적용되는 위조 방지 분야에 사용될 수 있다. 전술한 방법에 의하여 제조된 광발광 대상체는 위조 방지 분야, 예를 들어, 현금, 해적판 방지 분야, 예컨대 CD 또는 DVD, 명품, 스포츠 용품 등에 활용될 수 있다. 이러한 다수의 분야에 있어서, 잠재적인 위조범이 위조되는 대상체가 대상체를 인증할 마킹을 함유하고 있다는 사실을 인지하지 못하여야 한다는 것이 중요해지고 있다. 비노출 마킹은 예컨대 위조된 대상체가 보유할 수 없는 데이터 코드 또는 다른 식별 코드로 암호화될 수 있다.
본 발명의 조성물은 담체 물질, 예컨대 막, 예를 들어, 폴리에스테르, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 고무 또는 폴리염화비닐 막, 또는 금속성 플레이트, 예를 들어, 알루미늄, 구리, 아연, 황동, 은, 금, 주석, 또는 청동 플레이트 상에 광발광 물질로서 도포될 수 있다. 다른 층이 담체 물질, 예컨대 접착 물질, 예를 들어, 높거나 또는 낮은 박리 강도를 지닌 접착제 또는 자성 물질에 첨가될 수 있다. 표면상에 광발광 물질이 도포된 담체 물질은 대상체에 영구적으로 부착되거나 또는 탈착이 가능하여 확인 또는 검출을 변화, 갱신 또는 제거할 수 있다. 이러한 응용은 대상체 자체의 피복과정 없이 대상체가 본 발명의 확인 또는 검출 가능성을 보유하도록 한다. 이러한 응용에서, 정보가 구식이 된 경우, 탈착식 막 또는 플레이트의 형태로 표면상에 광발광 물질이 도포된 담체 물질은, 예를 들어, 안전 분야 또는 보안 분야의 갱신된 정보를 광발광 물질로 표면상에 도포한 또 다른 담체 물질에 의하여 대체될 수 있다.
본 발명의 조성물을 사용하고, 광발광 대상체가 광발광 탈착식 막 또는 플레이트에 의하여 생성될 수 있는 본 발명의 예시를 본원에서 설명하였다. 적합한 담체 시트, 예컨대, 예를 들어, 폴리에틸렌 테레프탈레이트는 방출층, 예컨대, 실리콘 방출층으로 1차 피복될 수 있다. 그 다음 하나 이상의 형광 물질을 포함하는 조성물을 도포할 수 있다. 이 층은 보호층으로서 제공될 수 있다. 인광 물질 또는 인광 및/또는 형광 물질 예컨대 전술한 것들을 포함하는 광발광 조성물의 층이 도포되었으며, 이후 반사층 및 접착층이 도포되었다. 방출 특성을 보유한 커버시트를 도포하였다. 사용에 있어서, 커버시트를 박리하고 접착층을 대상체에 도포하여 확인 또는 검출되도록 하였다. 추가적으로 방출층을 지닌 담체층이 제거되었으며, 광발광 대상체를 확보하였다.
본 발명의 조성물은 최소한 일부의 광발광 형광 물질은 제1 광발광층의 위 또는 아래의 제2 광발광층에 포함되어있으며, 이러한 제1 광발광층은 대상체로부터의 순 방출이 전체적으로 또는 부분적으로 적외선인 광발광 인광 물질 또는 광발광 인광성 및 광발광 형광 물질을 포함하는 광발광 대상체를 생성할 수 있게된다. 이러한 제2 광발광층은 제1 광발광층의 보호용 피복으로서 제공될 수 있다는 것을 유의하여야 한다.
본 발명 조성물을 사용하여 제조된 대상체는 방출된 전자기적 방사선의 부적절한 반사에 의하여; 표면 조도 또는 선택된 방출 신호를 흡광하는 대상체 내의 재료에 기인하여 낮은 방출 강도를 보유할 수 있다. 결과로서, 광발광 조성물로부터의 방출을 반사하는 반사층 또는 피복은 방출 신호를 반사할 수 있는 표면을 제공하는 프라이머로서 사용될 수 있다. 따라서 반사층은 담체 물질 또는 대상체 자체 위에 우선 도포되고 하나 이상의 광발광층을 그 다음 도포한다.
추가적으로, 열악한 환경 조건에 제공되는 이러한 대상체의 특정 용도에는 보호, 예를 들어, 습한 상태로부터의 보호, 기계적 마모에 대한 내구성, 및 향상된 견고성을 요한다. 이러한 응용에 있어서, 보호층의 사용이 매우 유용하다. 보호용 상부-피복을 본 발명에 의하여 제조된 대상체에 도포할 수 있다. 추가적으로 보호용 상부-피복을 전술한 반사 피복을 보유한 대상체에 도포할 수 있다. 이러한 보호용 상부-피복은 광발광 형광 물질의 일부 또는 전부를 포함할 수 있다.
실시예 1(단일층 구현)
54.47g의 에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르에 20.35g의 NeoCryl® B-818 (아크 릴 수지, DSM NeoResins®)를 혼합하였다. 이 혼합물에 1.8Og의 DisperBYK® 180 (BYK-Chemie), 0.88g의 TEGO® Wet 270 및 0.57g의 TEGO® Airex 900 (둘 다 Degussa GmbH)를 첨가하고 교반하였다. 그 다음 0.10g의 로다민 19P, 0.10g의 디클로로플루오레세인, 0.10g의 나일 블루, 0.10g의 나일 레드, 0.05g의 설파로다민 B, 0.01g의 로다민 800 및 0.01g의 3,3'-디에틸옥사트리카보시아닌 아이오다이드를 첨가하고 용해될 때까지 혼합하였다. 20.35g의 H-13, 녹색 인광체(Capricorn Specialty Chemicals)를 첨가하였다. 그 다음 1.11g의 BYK® 410를 첨가하였다. 제조된 광발광 조성물을 와이어 드로우 다운 바를 사용하여 3" x 8" 견본의 백색 Mylar® 막 상에 피복하고, 5O℃ (<5% 용매)로 12 시간 동안 건조시켜 10 밀(mils)의 건조 두께를 얻었다. 피복된 Mylar® 견본을 RPS 900 방출 분광계에 위치시켰다. 방출 신호가 720 nm로 측정되었다. 피복된 Mylar® 및 미피복된 Mylar® 견본을 150 와트 금속 할라이드 램프로부터 1피트 거리에 위치시키고 15 분간 노출하였다. 1시간 후, 견본을 암실에 넣고 제너레이션 3 초점 단안 야간 투시경을 사용하여 5 피트 거리에서 관찰하였다. 피복된 견본은 밝은, 원색의 영상을 나타내었으나, 미피복된 견본은 검출되지 않았다. 견본을 추가의 전자기적 방사선를 노출하지 않고 1시간 간격으로 모니터링하였다. 13 시간 후 피복된 견본은 투시경으로 검출가능한 방사선의 방출을 계속하였다.
실시예 2 (2층 구현)
제1층 조성물
17.80g의 에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르, 13.35g 부틸 아세테이트, 8.9Og의 에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르 및 4.45g의 에틸 알콜을 37.92g의 NeoCryl® B-818 (아크릴 수지, DSM NeoResins®)에 혼합하였다. 이 혼합물에 0.28g의 Tinuvin® 405 (Ciba Specialty Chemicals), 2.46g의 DisperBYK® 180(BYK-Chemie), 1.19g의 TEGO® Wet 270 및 0.78g의 TEGO® Airex 900(둘 모두 Degussa GmbH)를 첨가하였다. 그 다음 0.06g의 로다민 19P, 0.03g의 나일 블루, 0.06g의 나일 레드, 0.06g의 디클로로플루오레세인, 0.03g 설파로다민 B, 0.01g의 로다민 800 및 0.01g의 3,3'-디에틸옥사트리카보시아닌 아이오다이드를 첨가하고 용해될 때까지 혼합하였다. 그 다음 11.1g의 H-13, 녹색 인광체(Capricorn Specialty Chemicals) 및 1.51g의 BYK 410(BYK-Chemie)를 첨가하였다.
제2 층 조성물
61.99g의 에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르에 34.44g의 NeoCryl® B-818(아크릴 수지, DSM NeoResins®)에 혼합하였다. 이 혼합물에 2.0Og의 Tinuvin® 405(Ciba Specialty Chemicals), 0.34g의 TEGO® Wet 270 및 1.03g의 TEGO® Airex 900(둘 모두 Degussa GmbH)를 첨가하였다. 이 혼합물에 0.20g의 로다민 110을 첨가하고 용해될때까지 혼합하였다.
2 층 제조
제1층 조성물을 와이어 드로우 다운 바를 사용하여 백색의 Mylar® 막의 3" x 8" 견본에 도포하고 5O℃(<5% 용매)에서 12 시간 동안 건조하여 10 밀(mils)의 건조두께를 얻었다. 제2 층 조성물을 와이어 드로우 다운 바를 사용하여 제1층 상에 도포하였으며 5O℃(<5% 용매)에서 12 시간 동안 건조하여 1 밀(mils)의 건조두 께를 얻었다.
2-층 견본을 RPS 900 방출 분광계에 위치시켰다. 방출 신호가 730 nm로 측정되었다. 견본은 150 와트 금속 할라이드 램프로부터 1 피트 거리에 위치시키고 15 분간 노출시켰다. 15분간 암실에 적응한 후에도 육안으로 관찰가능한 방출이 없는 암실 넣었다. 제네레이션 3 초점 단안 야간 투시경을 사용하여 5 피트 거리에서 측정하였으며, 견본은 밝은, 원색의 영상으로 나타났다. 13 시간 후 견본은 투시경으로 검출가능한 방사선의 방출을 계속하였다.
실시예 3
Mylar® 대신, 문자 "Danger !!!"라고 쓰인 폴리스티렌 플래카드를 사용하여 실시예 1에서 설명한 방법을 반복하였다. 플래카드를 외부에 위치시키고 대략 정오경에 나무에 고정하였다. 야간에도 플래카드는 식별되었다. 야간 투시경인, IR 민감성 고글로 관찰시, 문자가 현저하게 나타났으며, 문자를 기록할 수 있었다.

Claims (24)

  1. a. 하나 이상의 광발광 인광 물질 및,
    b. 하나 이상의 광발광 형광 물질
    의 유효량을 포함하는 광발광 조성물로서; 하나 이상의 광발광 인광 물질은 조성물에 입사된 여기원으로부터의 전자기적 방사선, 또는 다른 광발광 물질의 방출, 또는 둘 모두에 의하여 차징 또는 활성화되는 경우, 전자기적 에너지를 선택적으로 흡광하거나 방출하도록 선택되며, 하나 이상의 광발광 형광 물질이 하나 이상의 광발광 물질로부터의 방출을 흡광하고 전자기적 에너지를 방출하여 선택된 방출 신호를 발산하도록 선택됨으로써, 일부 또는 전부의 방출 신호가 전자기 스펙트럼의 적외선 영역에 존재하도록 하고, 상기 광발광 물질은 하나 이상의 광발광 물질의 방출이 다른 광발광 물질의 흡광과 일치하도록 선택되고, 선택된 방출 신호가 하나 이상의 선택된 광발광 형광 물질로부터의 방출이며, 이러한 방출이 다른 광발광 물질 중의 어느 것에 의해서도 본질적으로 흡광되지 않는 것을 특징으로 하는 광발광 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 광발광 형광 물질 중의 하나 이상은 여기원과 차징 또는 활성화를 위하여 선택된 광발광 물질의 흡광 스펙트럼이 최적으로 결합되도록 선택될 수 있는 것을 특징으로 하는 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 상기 조성물의 차징 또는 활성화와 이의 방출 신호의 검출이 시간적으로 및 공간적으로 분리되어 있는 것을 특징으로 하는 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 광발광 형광 물질은 광발광 화학식을 포함하는 액체 담체에 가용성이 되도록 선택되는 것을 특징으로 하는 조성물.
  5. 제1항에 있어서, 여기원으로부터의 방사선은 자외선, 근자외선 또는 가시광선 또는 이들의 조합인 것을 특징으로 하는 조성물.
  6. 제2항 내지 제5항 중 어느 하나의 항에 있어서, 여기원으로부터의 방사선은 자외선, 근자외선 또는 가시광선, 또는 이들의 조합이며, 여기원은 일광, 형광 램프, 금속 할라이드 램프, 또는 선택된 광발광 물질 또는 물질들을 활성화시키기에 충분한 전자기적 에너지를 지닌 다른 공급원인 것을 특징으로 하는 조성물.
  7. 제2항 내지 제3항 또는 제5항 중 어느 하나의 항에 있어서, 광발광 형광 물질은 광발광 화학식을 포함하는 액체 담체에 가용성이 되도록 선택되는 것을 특징으로 하는 조성물.
  8. a. 하나 이상의 광발광 인광 물질 및,
    b. 하나 이상의 광발광 형광 물질
    의 유효량을 포함하는 광발광 조성물로서; 하나 이상의 광발광 인광 물질은 조성물에 입사된 여기원으로부터의 전자기적 방사선, 또는 다른 광발광 물질의 방출, 또는 둘 모두에 의하여 차징 또는 활성화되는 경우, 전자기적 에너지를 선택적으로 흡광하거나 방출하도록 선택되며, 하나 이상의 광발광 형광 물질이 하나 이상의 광발광 물질로부터의 방출을 흡광하고 전자기적 에너지를 방출하여 선택된 방출 신호를 발산하도록 선택됨으로써, 일부 또는 전부의 방출 신호가 전자기 스펙트럼의 적외선 영역에 존재하도록 하고, 상기 광발광 물질은 하나 이상의 광발광 물질의 방출이 다른 광발광 물질의 흡광과 일치하도록 선택되고, 선택된 방출 신호는 하나 이상의 선택된 광발광 형광 물질로부터의 방출이고, 이러한 방출은 다른 광발광 물질 중의 어느 것에 의해서도 본질적으로 흡광되지 않으며, 인광 물질은 고 잔광 및 지속성 알칼리-토류 알루민산염 또는 알칼리-토류 규산염, 또는 이들의 조합을 포함하여 고 지속성 및 고 강도의 선택된 방출 신호를 발산하는 것을 특징으로 하는 광발광 조성물.
  9. 제8항에 있어서, 광발광 인광 물질은 유로퓸 및 란탄계열의 최소한 하나의 다른 원소, 이트륨, 주석, 망간, 또는 비스무스에 의하여 활성화된 비방사성 IIA족 금속 산화물 알루민산염을 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물.
  10. 제8항에 있어서, 광발광 형광 물질 중의 하나 이상은 여기원과 활성화를 위하여 선택된 인광 물질의 흡광 스펙트럼이 최적으로 결합되도록 선택될 수 있는 것 을 특징으로 하는 조성물.
  11. 제8항에 있어서, 상기 조성물의 차징 또는 활성화와 이의 방출 신호의 검출이 공간적으로 및 시간적으로 분리되어 있는 것을 특징으로 하는 조성물.
  12. 제8항에 있어서, 광발광 형광 물질은 광발광 화학식을 포함하는 액체 담체에 용해 되도록 선택되는 것을 특징으로 하는 조성물.
  13. 제8항에 있어서, 여기원으로부터의 방사선은 자외선, 근자외선 또는 가시광선 또는 이들의 조합인 것을 특징으로 하는 조성물.
  14. 제9항 내지 제13항 중 어느 하나의 항에 있어서, 여기원으로부터의 방사선은 자외선, 근자외선 또는 가시광선, 또는 이들의 조합이며, 여기원은 일광, 형광 램프, 금속 할라이드 램프, 또는 선택된 광발광 물질 또는 물질들을 활성화시키기에 충분한 전자기적 에너지를 지닌 다른 공급원인 것을 특징으로 하는 조성물.
  15. 제9항 내지 제11항 또는 제13항 중 어느 하나의 항에 있어서, 광발광 형광 물질은 광발광 화학식을 포함하는 액체 담체에 용해 되도록 선택되는 것을 특징으로 하는 조성물.
  16. 제8항에 있어서, 유효량의 광발광 조성물은:
    a. 하나 이상의 액체 담체
    b. 하나 이상의 고분자 결합제
    c. 하나 이상의 유동성 개질제
    d. 하나 이상의 분산제
    를 추가적으로 포함하며, 상기 광발광 인광 물질이 조성물 내에서 균일하게 분산되며, 유동성 개질제 및 분산제는 액체 담체에 가용성인 것을 특징으로 하는 조성물.
  17. 제16항에 있어서, 광발광 인광 물질은 유로퓸 및 란탄계열의 최소한 하나의 다른 원소, 이트륨, 주석, 망간, 또는 비스무스에 의하여 활성화된 비방사성 IIA족 금속 산화물 알루민산염을 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물.
  18. 제16항에 있어서, 광발광 조성물은 어떠한 추가적인 흡광성 착색 안료가 부재하는 것을 특징으로 하는 조성물.
  19. 제16항에 있어서, 광발광 형광 물질 중의 하나 이상은 여기원과 활성화를 위하여 선택된 인광 물질의 흡광 스펙트럼이 최적으로 결합되도록 선택될 수 있는 것을 특징으로 하는 조성물.
  20. 제16항에 있어서, 상기 조성물의 차징 또는 활성화와 이의 방출 신호의 검출이 공간적으로 및 시간적으로 분리되어 있는 것을 특징으로 하는 조성물.
  21. 제16항에 있어서, 광발광 형광 물질은 광발광 화학식을 포함하는 액체 담체에 가용성이 되도록 선택되는 것을 특징으로 하는 조성물.
  22. 제16항에 있어서, 여기원으로부터의 방사선은 자외선, 근자외선 또는 가시광선 또는 이들의 조합인 것을 특징으로 하는 조성물.
  23. 제17항 내지 제22항 중 어느 하나의 항에 있어서, 여기원으로부터의 방사선은 자외선, 근자외선 또는 가시광선, 또는 이들의 조합이며, 여기원은 일광, 형광 램프, 금속 할라이드 램프, 또는 선택된 광발광 물질 또는 물질들을 활성화시키기에 충분한 전자기적 에너지를 지닌 다른 공급원인 것을 특징으로 하는 조성물.
  24. 제17항 내지 제20항 및 제22항 중 어느 하나의 항에 있어서, 광발광 형광 물질은 액체 담체를 포함하는 광발광 조성물로부터 도포되며, 상기 광발광 형광 물질은 가용성인 것을 특징으로 하는 조성물.
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