PL200803B1 - Materiał świecący, sposób jego wytwarzania, zestaw materiału koloryzującego i materiału luminescencyjnego do wytwarzania materiału świecącego, oraz artykuł zawierający materiał świecący - Google Patents

Abstract

Materia l swiec acy, z lozony z matrycy wykonanej z tworzywa sztucznego, kauczuku, lub szk la, z rozproszonego w tej matrycy materia lu luminescencyjnego zawieraj acego metal ziem rzadkich, w ilo sci od 4% do 32,5% wagowych wzgl edem matrycy, oraz materia lu koloryzuj acego zawieraj acego dwutlenek tytanu o wielko sci cz asteczek mniejszych od jednego mikrometra, w ilo sci od 0,005% do 3% wagowych wzgl edem matrycy, przy czym materia l koloryzuj acy zachowuje znaczn a transmisj e swiat la emitowanego przez materia l luminescencyjny. Wynalazek dotyczy równie z sposobu wytwarza- nia materia lu swiec acego przez mieszanie powy zszych sk ladników za pomoc a maszyn o niewielkim scinaniu, zestawu materia lu luminescencyjnego i materia lu koloryzuj acego, który dodawany jest do matrycy, a tak ze artyku lu zawieraj acego materia l swiec acy. PL PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest materiał świecący, złożony z matrycy, z rozproszonego w tej matrycy materiału luminescencyjnego zawierającego metal ziem rzadkich, oraz materiału koloryzującego.

Przedmiotem wynalazku jest również sposób wytwarzania materiału świecącego złożonego z matrycy, z rozproszonego w tej matrycy materiału luminescencyjnego zawierającego metal ziem rzadkich, oraz materiału koloryzującego.

Przedmiotem wynalazku jest ponadto zestaw materiału koloryzującego i materiału luminescencyjnego zawierającego metal ziem rzadkich do wytwarzania materiału świecącego.

Przedmiot wynalazku dotyczy też artykułu zawierającego materiał świecący złożony z matrycy, oraz z rozproszonego w niej materiału luminescencyjnego zawierającego metal ziem rzadkich i materiału koloryzującego.

Ze stanu techniki są dobrze znane materiały termoplastyczne o właściwościach świecenia lub poświaty w ciemności. Jednakże materiały te w świetle dziennym są matowe, wyblakłe, zielone lub szare, przez co wytwarzane z nich artykuły nie są dobrze widoczne, a ponadto, są one pozbawione estetycznego wyglądu. Z tego powodu podjęto szereg prób mających na celu zwiększenie widoczności takich artykułów, przez dodanie do materiałów termoplastycznych materiału koloryzującego. Jednak niedogodnością takich rozwiązań jest znaczne obniżenie jaskrawości, gdyż materiały koloryzujące tłumią światło emitowane przez materiał luminescencyjny zawarty w materiale termoplastycznym, a więc zmniejszają jego poświatę. Powoduje to ściemnienie jaskrawości i skrócenie czasu życia materiału termoplastycznego z zawartym materiałem koloryzującym w porównaniu do materiału pozbawionego materiału koloryzującego.

Z opisów patentowych Stanów Zjednoczonych A. P. nr US 3796869, US 4210953, US 4546416 i US 5757111 znane są latarki z częściami luminescencyjnymi, natomiast z opisu patentowego nr US 5752761 oprawa latarki wyposażona w zestaw koloryzującego materiału luminescencyjnego i koloryzującego materiału odbijającego.

Opis patentowy Stanów Zjednoczonych A. P. nr US 5 989 135 ujawnia luminescencyjną piłkę golfową złożoną z rdzenia, oraz z cienkiego, przeświecającego pokrycia. Pokrycie wykonane jest z twardego tworzywa sztucznego zawierającego od 3% do 16% wagowych materiału luminescencyjnego, oraz od 0,01% do 0,1% wagowych barwnika. Materiał luminescencyjny zawiera tlenek aluminium, tlenek strontu, tlenek wapnia, tlenek europu i tlenek boru. Barwnik jest korzystnie żółtym materiałem fluoroscencyjnym, który jest kompatybilny z żółto-zielonym światłem emitowanym przez materiał luminescencyjny. Stosowany barwnik ma postać roztworu o rozmiarach cząsteczek na poziomie molekularnym.

Istotą pierwszego rozwiązania niniejszego wynalazku jest materiał świecący złożony z matrycy, z rozproszonego w tej matrycy materiału luminescencyjnego zawierającego metal ziem rzadkich, oraz materiału koloryzującego. Materiał świecący charakteryzuje się tym, że ilość materiału luminescencyjnego zawierającego metal ziem rzadkich i rozproszonego w matrycy wykonanej z kauczuku, szkła, względnie tworzywa sztucznego, wynosi od 4% do 32,5% wagowych względem matrycy, a materiał koloryzujący, rozproszony w matrycy w ilości od 0,005% do 3% wagowych względem matrycy, zawiera dwutlenek tytanu o wielkości cząsteczek mniejszych od jednego mikrometra, który zachowuje znaczną transmisję światła emitowanego przez materiał luminescencyjny.

Materiał świecący według wynalazku ma bardzo dobrą widoczność, przynależną materiałowi koloryzującemu, oraz dużą jaskrawość, gdyż materiał koloryzujący nie powoduje tłumienia światła jarzenia emitowanego przez materiał świecący. Mała ilość materiału koloryzującego, wystarczająca do odpowiedniego zabarwienia materiału świecącego, może spowodować co najwyżej niewielkie tłumienie emitowanego światła, przy jednoczesnej poprawie zabarwienia.

Nieprzeźroczystość matrycy może być więc zwiększona przez dodatek materiału koloryzującego i materiału luminescencyjnego.

Metalem ziem rzadkich zawartym w materiale luminescencyjnym jest korzystnie europ, względnie dysproz. Ponadto metal ziem rzadkich materiału luminescencyjnego ma postać metalu, jego tlenku, względnie glinianu.

Korzystnie materiał luminescencyjny zawiera dodatkowo metal ziem alkalicznych, najkorzystniej stront. Metal ziem alkalicznych materiału luminescencyjnego ma postać metalu, jego tlenku, względnie glinianu.

PL 200 803 B1

Cząsteczki materiału luminescencyjnego mają wymiary od 8 pm do 100 pm. Takie małe cząsteczki zapewniają wysoki stopień jaskrawości, oraz umożliwiają wytwarzanie z takiego materiału świecącego bardzo cienkich artykułów w procesie formowania, wytłaczania, lub w podobny sposób.

W korzystnym rozwiązaniu wynalazku, zawartość materiału luminescencyjnego w stosunku do matrycy wynosi od 4% do 20% wagowych, korzystniej od 6% do 12% wagowych.

Materiał koloryzujący zawiera korzystnie materiał fluoroscencyjny, który poprawia widoczność materiału świecącego przy słabym oświetleniu, przez fluoryzację promieniowania z otoczenia, oraz emisję promieniowania w wyniku energii zgromadzonej w materiale pod wpływem mocniejszego oświetlenia z otoczenia. Ponadto, widmo barwowe materiału fluoroscencyjnego jest tak dobrane do widma materiału świecącego, że możliwość tłumienia luminescencji przez materiał koloryzujący została w znacznym stopniu zredukowana. Materiał świecący jest pobudzany światłem od długości fali od 520 nm do 525 nm, podczas gdy materiał fluoroscencyjny fluoryzuje w zakresie długości fal od 340 nm do 360 nm. Dzięki temu, charakterystyki transmisji obydwu tych materiałów nie zakłócają się wzajemnie.

Korzystnym jest, jeżeli materiał fluoroscencyjny zawarty w materiale koloryzującym ma widmo fluorescencji w świetle żółtym. Zapewnia to minimalny efekt tłumienia, a więc maksymalną jaskrawość, a także wysoki stopień widoczności materiału świecącego w świetle dziennym.

Materiał matrycy jest korzystnie wybrany spośród grupy stanowiącej: poliuretan, kopolimer styrenowo-butadienowy, poliolefin, zwłaszcza polipropylen lub polietylen, materiał akrylowy, ABS, polietylenotereftalen lub poliwęglan. Materiał matrycy ma korzystnie dużą klarowność, co zapewnia dobrą transmisję światła jarzeniowego przez matrycę.

Korzystnie materiał luminescencyjny stanowi przynajmniej 90%, korzystniej od 94% do 99%, a najkorzystniej od 94% do 96% wagowych sumarycznego ciężaru materiału luminescencyjnego i materiału koloryzującego.

Natomiast zawartość materiału koloryzującego w stosunku do materiału matrycy wynosi korzystnie od 0,2% do 1% wagowych.

Materiał fluoroscencyjny zawarty w materiale koloryzującym jest korzystnie pigmentem, korzystniej pigmentem organicznym, najkorzystniej zawartym we współskondensowanym nośniku poliamidowym. Zapewnia to kompatybilność pigmentu z kauczukiem lub tworzywem sztucznym.

W innym korzystnym rozwiązaniu wynalazku, materiał matrycy stanowi polimer klasy technicznej o dużej klarowności. Polimer ten wybrany jest korzystnie spośród grupy stanowiącej: materiał akrylowy, ABS, poliwęglan, poliamid, jak nylon lub elastomer poliamidowy. Polimery klasy technicznej czynią materiał świecący bardziej odpornym na warunki pogodowe, przez co nadają się do zastosowań zewnętrznych.

W przypadku polimeru klasy technicznej, zawartość materiału luminescencyjnego wynosi przynajmniej 99%, korzystnie od 99,1% do 99,98%, a najkorzystniej od 99,7% do 99,9% wagowych sumarycznego ciężaru materiału luminescencyjnego i materiału koloryzującego.

Natomiast zawartość materiału koloryzującego wynosi korzystnie od 0,005% do 0,05% wagowych polimeru klasy technicznej matrycy.

Materiał koloryzujący zawarty w matrycy z polimeru klasy technicznej jest korzystnie barwnikiem.

Materiał koloryzujący jest korzystnie biały, a więc nadaje materiałowi świecącemu białe zabarwienie, które ma szerokie zastosowanie, oraz jest dobrze widoczne w świetle dziennym.

Zawartość materiału luminescencyjnego wynosi przynajmniej 97%, korzystnie od 98,2% do 99,67% wagowych sumarycznego ciężaru materiału luminescencyjnego i białego materiału koloryzującego.

Natomiast zawartość białego materiału koloryzującego wynosi korzystnie od 0,33% do 3% wagowych materiału matrycy.

Materiał matrycy użyty w kombinacji z białym materiałem koloryzującym ma dużą klarowność i jest korzystnie wybrany spośród grupy stanowiącej: poliuretan, kopolimer styrenowo-butadienowy, poliolefin, ABS, lub poliamid.

Materiał koloryzujący zawiera najkorzystniej dwutlenek krzemu dodatkowo do dwutlenku tytanu.

W korzystnym rozwiązaniu wynalazku, materiał świecący zawiera ponadto rozproszoną w matrycy optyczną substancję blaskotwórczą. Dzięki temu materiał świecący jest lepiej widoczny (przez poprawę luminescencji) zarówno w świetle dziennym jak i w ciemności. Optyczna substancja blaskotwórcza jest korzystnie niebieskim barwnikiem fluoroscencyjnym.

PL 200 803 B1

Istotą drugiego rozwiązania wynalazku jest sposób wytwarzania opisanego powyżej materiału świecącego, złożonego z matrycy, z rozproszonego w tej matrycy materiału luminescencyjnego zawierającego metal ziem rzadkich, oraz materiału koloryzującego. Sposób charakteryzuje się tym, że:

a) z materiałem matrycy z kauczuku, szkła lub tworzywa sztucznego łączy się materiał koloryzujący zawierający dwutlenek tytanu o wielkości cząsteczek mniejszych od jednego mikrometra, w ilości od 0,005% do 3% wagowych względem matrycy, oraz

b) z materiałem matrycy z kauczuku, szkła lub tworzywa sztucznego łączy się materiał luminescencyjny zawierający przynajmniej jeden metal ziem rzadkich i przynajmniej jeden metal ziem alkalicznych, w ilości od 4% do 32,5% wagowych względem matrycy, przez mieszanie składników za pomocą maszyn o niewielkim ścinaniu.

Łączenie materiału luminescencyjnego i materiału koloryzujący z materiałem matrycy może odbywać się w odwrotnej kolejności, albo jednocześnie, w pojedynczym etapie mieszania składników.

Istotę trzeciego rozwiązania wynalazku stanowi zestaw materiału koloryzującego i materiału luminescencyjnego zawierającego metal ziem rzadkich do wytwarzania materiału świecącego. Zestaw charakteryzuje się tym, że przygotowany jest do dodania do matrycy z kauczuku, szkła lub tworzywa sztucznego, stanowiących łącznie materiał świecący, w którym zawartość materiału luminescencyjnego, zawierającego metal ziem rzadkich, wynosi od 4% do 32,5% wagowych względem matrycy, zaś materiału koloryzującego zawierającego dwutlenek tytanu o wielkości cząsteczek mniejszych od jednego mikrometra - od 0,005% do 3% wagowych względem matrycy.

Zestaw materiału koloryzującego i materiału luminescencyjnego jest korzystnie połączony z uniwersalnym nośnikiem z przedmieszki bazującej najkorzystniej na etylenie, jak na przykład metakrylanie polietylenu lub octanie polietylenu winylu. Zapewnia to wysoki stopień rozproszenia materiału koloryzującego i materiału luminescencyjnego w materiale matrycy.

Zawartość zestawu materiału koloryzującego i materiału luminescencyjnego względem nośnika wynosi korzystnie od 10% do 65% wagowych.

Zestaw zawiera korzystnie kryształy strontu, które łącznie z cząsteczkami materiału koloryzującego pełnią funkcję wypełniaczy. Powoduje to redukcję palności opisanych powyżej materiałów termoplastycznych w standardowych testach elektrycznych tak zwanego gorącego drutu.

W korzystnym rozwiązaniu wynalazku, zestaw materiału koloryzującego i materiału luminescencyjnego łączony jest z nośnikiem z materiału termoplastycznego. Powoduje to nawet większy efekt zmniejszenia palności, gdyż brak nośnika etylenowego zwiększa punkt zapłonu tworzywa sztucznego.

Zestaw materiału koloryzującego i materiału luminescencyjnego wytwarzany jest korzystnie za pomocą maszyny wyposażonej w śrubę o niewielkim ścinaniu.

Zestaw jest korzystnie przygotowywany przez dodanie materiału koloryzującego i materiału luminescencyjnego do nośnika, kiedy jest on mocno podgrzany, albo stopiony. W ten sposób redukuje się ścinanie wytwarzanego materiału.

W korzystnym rozwiązaniu wynalazku, zestaw materiału koloryzującego i materiału luminescencyjnego zawiera dodatkowo optyczne substancje blaskotwórcze.

Istotą czwartego rozwiązania wynalazku jest artykuł zawierający opisany powyżej materiał świecący złożony z matrycy, oraz z rozproszonego w niej materiału luminescencyjnego zawierającego metal ziem rzadkich i materiału koloryzującego. Artykuł charakteryzuje się tym, że wykonany jest z materiału świecącego złożonego z matrycy z kauczuku, szkła, względnie tworzywa sztucznego, z rozproszonego w tej matrycy materiału luminescencyjnego zawierającego metal ziem rzadkich w ilości od 4% do 32,5% wagowych względem do matrycy, a także z rozproszonego w matrycy materiału koloryzującego zawierającego dwutlenek tytanu o wielkości cząsteczek mniejszych od jednego mikrometra, w ilości od 0,005% do 3% wagowych względem matrycy.

Materiał świecący stanowi korzystnie powłokę, lub warstwę zewnętrzną artykułu nieświecącego.

Artykuł według wynalazku jest korzystnie wytwarzany przez formowanie materiału świecącego. Formowanie może mieć postać formowania wtryskowego lub współwtryskowego, albo innego stosownego procesu, jak na przykład prasowania przetłocznego lub podobnego. Artykuł może być alternatywnie wytwarzany przez wytłaczanie materiału świecącego.

Artykuł jest korzystnie wyposażony na swej odwrotnej lub wewnętrznej stronie w warstwę odbijającą. Warstwa odbijająca jest najkorzystniej biała, co zapewnia większą widoczność artykułu w świetle dziennym, oraz jego jaskrawość, w wyniku odbijania światła w kierunku obserwatora.

PL 200 803 B1

W korzystnym rozwiązaniu wynalazku, artykuł wyposażony jest w warstwę zawierającą szklane kulki odbijające światło, względnie podobne elementy odbijające światło, a więc zwiększające widoczność artykułu.

Artykuł ma korzystnie postać taśmy przylepnej, powłoki lub warstwy. W tym rozwiązaniu wynalazku, materiał luminescencyjny stanowi korzystnie nie więcej niż 65% wagowych sumarycznego ciężaru materiału luminescencyjnego, materiału koloryzującego i materiału matrycy, użytych do wytwarzania taśmy.

W korzystnym rozwiązaniu wynalazku, artykułem jest przełącznik, który jest bardzo dobrze widoczny zarówno w świetle dziennym (białym), jak i w ciemności, na przykład w nocy, w przypadkach nagłej potrzeby, lub odcięcia zasilania elektrycznego.

Przełącznik jest korzystnie przełącznikiem światła elektrycznego. W alternatywnym rozwiązaniu wynalazku, artykuł stanowi przełącznik klawiatury komputerowej.

Przełącznik światła jest korzystnie wyposażony w urządzenie elektryczne emitujące światło, które sterowane jest przez przełącznik światła w ten sposób, że światło emitowane jest tylko wtedy, kiedy przełącznik znajduje się w położeniu włączonym. Takie rozwiązania przełącznika ma tę zaletę, że światło emitowane z urządzenia elektrycznego gromadzone jest w postaci energii w materiale luminescencyjnym przełącznika, przez co natężenie światła jarzeniowego zostaje zmaksymalizowane w wyłączonym położeniu przełącznika, powodując tym samym bardzo dobrą widoczność przełącznika w ciemności.

Przełącznik jest korzystnie wodoszczelny, dzięki czemu może być on zastosowany w wyposażeniu podwodnym. Widoczność pod wodą jest z reguły bardzo słaba, przez co zwiększona widoczność przełącznika według wynalazku jest szczególnie korzystna.

W korzystnym rozwiązaniu wynalazku, materiał koloryzujący zawarty w materiale świecącym przełącznika jest biały. Najczęściej stosowanymi przełącznikami są przełączniki światła w kolorze białym, dzięki czemu biały przełącznik świecący według wynalazku bardzo dobrze dopasowuje się do istniejącego środowiska.

Przełącznik jest korzystnie wykonany z materiału o zmniejszonej palności. W tym celu, do materiału przełącznika są dodane dodatkowe materiały zmniejszające palność.

W alternatywnym rozwiązaniu wynalazku, artykuł stanowi część opisanego powyżej przełącznika. Część przełącznika jest korzystnie dopasowana do istniejących już przełączników nieświecących, lub ich opraw. Dzięki temu, zwykłe przełączniki mogą być odpowiednio zmodyfikowane w celu uzyskania wymaganej widoczności, zapewnionej przez materiał świecący według wynalazku.

Artykuł według wynalazku stanowi korzystnie oprawę latarki lub jej część, wykonaną z kauczuku, względnie z tworzywa sztucznego. Zestaw odbijającego materiału koloryzującego i materiału luminescencyjnego znacznie zwiększa widoczność i poświatę artykułu nie tylko w ciemności, ale również i w warunkach dobrego oświetlenia. Oprawa lub jej część ma jaskrawy wygląd, oraz poświatę przy braku oświetlenia.

Oprawa lub jej część z dobrymi właściwościami poświaty i wyglądu ma jaskrawy i wyraźny kolor fluoroscencyjny w świetle dziennym, a nie kolor mleczny, który jest charakterystyczny dla znanych artykułów z poświatą. Oprawa lub jej część jest bardzo dobrze widoczna przy słabym oświetleniu, gdyż może ona fluoryzować zarówno pod wpływem światła z otoczenia, jak i energii zgromadzonej w materiale świecącym.

Oprawa lub jej część jest korzystnie uformowana z matrycy wykonanej z kauczuku lub tworzywa sztucznego (mogą to być materiały termoplastyczne lub termoutwardzalne), w której rozproszone są materiały koloryzujące.

Część oprawy według wynalazku może mieć postać przynajmniej części korpusu, osłony, nasadki zamykającej, ramki, przycisku, podkładki, lub podobnego elementu.

Artykułem według wynalazku jest korzystnie wtyczka elektryczna wykonana z materiału o zmniejszonej palności. W celu wykonania takiej wtyczki, do jego materiału dodawane są korzystnie dodatkowe materiały.

Wynalazek w przykładach realizacji uwidoczniony jest na rysunku, na którym fig. 1a i 1b przedstawiają emisję jarzeniową próbki materiału świecącego według wynalazku i próbki porównawczej z materiału świecącego zabarwionego standardowym barwnikiem o standardowej koncentracji, fig. 2a i 2b - emisję jarzeniową próbki materiału świecącego według wynalazku i próbki porównawczej z materiału świecącego zabarwionego standardowym barwnikiem o zredukowanej koncentracji, fig. 3a i 3b

PL 200 803 B1

- emisję jarzeniową próbki materiału świecącego według wynalazku i próbki porównawczej z materiału świecącego zabarwionego barwnikiem fluoroscencyjnym o standardowej koncentracji.

Materiał świecący we wszystkich rozwiązaniach wynalazku zawiera matrycę z kauczuku, szkła lub tworzywa sztucznego, rozproszony w niej materiał koloryzujący nadający materiałowi świecącemu odpowiedni kolor i zwiększający jego widoczność jak również wygląd estetyczny, oraz materiał luminescencyjny, który generuje jarzenie materiału w ciemności. Materiał koloryzujący i jego ilość w materiale świecącym są tak dobrane, aby uzyskać jak najmniejsze tłumienie jarzenia emitowanego przez materiał świecący, a więc zwiększenie widoczności materiału świecącego zarówno w świetle dziennym jak i w ciemności.

Materiałem luminescencyjnym może być typowo metal ziem rzadkich, jego tlenek lub glinian. Korzystnymi metalami ziem rzadkich są europ i dysproz. W połączeniu z metalami ziem rzadkich mogą być użyte metale ziem alkalicznych, ich tlenki lub gliniany. Przykładowym korzystnym metalem ziem alkalicznych jest stront. Materiał luminescencyjny ma strukturę cząsteczkową, o wymiarach cząsteczek od 8 um do 100 „ m. Zawartość materiału luminescencyjnego w materiale świecącym wynosi od 6% do 32,5%, korzystniej od 6% do 12% wagowych matrycy.

Materiał koloryzujący jest wybrany spośród tych, które nadają materiałowi świecącemu zwykły kolor, a ponadto może zawierać w całości lub w części materiał fluoroscencyjny, przez co materiał świecący uzyskuje właściwości fluoroscencyjne. Powoduje to znaczną poprawę właściwości materiału świecącego, gdyż fluorescencja zwiększa widoczność materiału świecącego przy słabym oświetleniu w porównaniu do materiałów nie wykazujących fluorescencji. Również zredukowane zostało tłumienie jarzenia materiału świecącego, gdyż widmo barwowe materiału fluoroscencyjnego jest takie, że absorpcja światła emitowanego przez materiał świecący jest bardzo mała. Materiał fluoroscencyjny ma najkorzystniej żółte widmo fluorescencji, gdyż zapewnia ono minimalne tłumienie światła.

Istnieje bardzo duża grupa materiałów z których może być wykonana matryca materiału świecącego. Najkorzystniejszymi są materiały o wysokiej klarowności, to jest dużej przezroczystości, gdyż zapewniają one dobrą transmisję światła jarzeniowego i fluoroscencyjnego, oraz mają założony kolor.

Jeżeli matryca materiału świecącego jest wykonana z tworzywa sztucznego do zastosowań wewnętrznych, wówczas materiały na matrycę mogą być wybrane spośród grupy stanowiącej: poliuretan, kopolimer styrenowo-butadienowy, poliolefin (zwłaszcza polietylen lub polipropylen), materiał akrylowy, ABS polietylenotereftalen. Korzystnymi materiałami są poliolefiny termoplastyczne, a najkorzystniej polietyleny o dużej gęstości. Materiały termoplastyczne charakteryzują się małą koncentracją czynników zarodkowania.

Przy takim wyborze materiałów na matrycę, zawartość materiału koloryzującego w stosunku do matrycy wynosi od 0,2% do 1% wagowych, natomiast materiału luminescencyjnego - przynajmniej 90%, najkorzystniej od 94% do 99% wagowych sumarycznego ciężaru materiału luminescencyjnego i materiału koloryzującego. Ponadto, materiał koloryzujący jest pigmentem organicznym zawartym we współskondensowanym nośniku poliamidowym, co zapewnia jego kompatybilność z poliolefinowym materiałem matrycy, przy zachowaniu dużych cząsteczek pigmentu. Współkondensacja wspomaga rozpraszanie pigmentu w materiale matrycy, oddzielnie od cząsteczek materiału luminescencyjnego.

Użycie poliolefinów jako materiałów matrycowych zapewnia uzyskanie większego jarzenia na jednostkę materiału luminescencyjnego niż w innych rozwiązaniach wynalazku. Wynika to częściowo z korzystnej struktury molekularnej poliolefinów, które składają się z prostych, nie złożonych łańcuchów. Taka struktura umożliwia zaabsorbowanie przez materiał luminescencyjny większej ilości światła, a także nadaje mu większą zdolność ponownej emisji tego światła.

Szczególny przykład materiału świecącego tego rodzaju, właściwy do zastosowań wewnętrznych i mający wysoki poziom jarzenia, składa się z matrycy wykonanej z polietylenu o dużej gęstości, z materiału koloryzującego w postaci żółtego pigmentu fluoroscencyjnego w ilości 0,3% wagowych materiału matrycy, oraz z materiału luminescencyjnego w ilości 6% wagowych materiału matrycy. Ilość pigmentu fluoroscencyjnego może się zmieniać od 0,25% do 0,35% wagowych, jeżeli zawartość materiału luminescencyjnego wynosi przynajmniej 5% wagowych.

Jeżeli materiał świecący według wynalazku przeznaczony jest do zastosowań zewnętrznych, wówczas winien być on odporny na niszczące działanie czynników pogodowych, w tym zaniku koloru pochodzącego od materiału koloryzującego. Wymagania te zostają spełnione, jeżeli na materiał matrycy zostanie użyty polimer klasy technicznej. Stosowne polimery obejmują: materiały akrylowe, ABS, poliwęglany, poliamidy, jak nylon lub elastomer poliamidowy. Szczególnie korzystnymi są poliamidy.

PL 200 803 B1

W tym rozwiązaniu wynalazku, skład materiału świecącego jest nieznacznie zmieniony, to jest zawartość materiału koloryzującego wynosi od 0,005% do 0,5% wagowych matrycy polimerowej. Ponadto, zawartość materiału luminescencyjnego wynosi przynajmniej 99%, korzystnie od 99,1% do 99,98%, a najkorzystniej - od 99,7% do 99,9% wagowych sumarycznego ciężaru materiału luminescencyjnego i materiału koloryzującego.

Materiały koloryzujące zastosowane w kombinacji z polimerami klasy technicznej są barwnikami i mogą być, jak poprzednio, fluoroscencyjne, niefluorescencyjne, lub w kombinacji obydwu. Korzystnym materiałem koloryzującym jest zielony barwnik fluorescencyjny o żółtym kolorze bazowym.

Ten korzystny barwnik wytwarza w świetle dziennym żółty kolor. Jest to pewna anomalia, która wynika z obecności materiału luminescencyjnego w matrycy termoplastycznej. Materiał luminescencyjny poddany działaniu światła ultrafioletowego absorbuje je, po czym emituje zgromadzoną energię w procesie fosforescencji. Światło fosforescencji wzmacnia bazowy kolor barwnika, który w tym przypadku jest żółty. Fakt, że fosforescencja wzmacnia i wydobywa kolor bazowy barwnika jest najlepiej widoczny w przypadku, kiedy materiał świecący jest oglądany w słabym świetle ultrafioletowym. Wtedy materiał świecący okazuje się być bardziej zielony niż w świetle dziennym. Natomiast w ciemności, całkowicie naładowany materiał świecący jarzy się w kolorze żółtym.

W tym rozwiązaniu wynalazku, znacznie korzystniejsze jest zastosowanie jako materiału koloryzującego barwnika niż pigmentu. Im bardziej są złożone łańcuchy polimerów klasy technicznej, tym są mniej podatne na separację pigmentu od materiału luminescencyjnego. W tym przypadku pigment powoduje większe tłumienie światła w polimerze klasy technicznej niż w opisanych powyżej poliolefinowych materiałach świecących, co ma ten skutek, że kolor materiału świecącego w świetle dziennym jest bardziej zielony, oraz uzyskuje się korzystniejszą charakterystykę jarzenia. Tak więc barwniki, które mają lepsze rozpraszanie w polimerach klasy technicznej, zmniejszają efekt tłumienia światła w porównaniu do pigmentów. Przy zawartości materiału koloryzującego określonego dla opisywanego rozwiązania wynalazku, rozpuszczalność barwnika jest taka, że w stanie rozproszonym istnieją bardzo małe grupy, zawierające od 1 do 3 molekuł. Barwnik nie wiąże się z tworzywem sztucznym matrycy, ale jest w niej całkowicie rozproszony, co jest bardzo ważne dla absorpcji optycznej i wydajności ponownie emitowanego światła przez materiał luminescencyjny. Ponadto natura barwnika jest taka, że nie przylega on do cząsteczek materiału luminescencyjnego, co ma podobny efekt, jaki został odkryty przy zastosowaniu pigmentów w poliolefinach. Cząsteczki luminescencyjne wolne od materiału koloryzującego mają zwiększony poziom świecenia pochodzącego zarówno od absorpcji jak i ponownej emisji światła.

Opisane powyżej korzystne efekty fosforescencji wzmacniającej kolor bazowy zielonego barwnika, bardzo dobre rozpraszanie barwnika w tworzywach sztucznych, oraz separacja barwnika od cząsteczek luminescencyjnych, stanowią dodatkowe korzyści materiału świecącego według wynalazku. Jest to powód dla którego zawartość barwnika, wymaganego do uzyskania akceptowalnego i estetycznego koloru materiału świecącego w świetle dziennym, może być znacząco zredukowana. Powoduje to również znaczną redukcję tłumienia światła. Tak więc zalecana zawartość barwnika wynosi zwykle 0,05% wagowych materiału termoplastycznego, natomiast w tym ostatnim rozwiązaniu wynalazku - zawartość barwnika od 0,01% do 0,025% wagowych dała bardzo dobre wyniki, zaś zawartość 0,014% - najlepsze wyniki.

Obecność materiału luminescencyjnego również prowadzi do redukcji wymaganej zawartości materiału koloryzującego, który pełni funkcję substancji zmętniającej. Z kolei zwiększona mętność wzmaga kolor fluoroscencyjny. Redukcja wymaganej zawartości materiału koloryzującego jest korzystna w tym sensie, że zmniejsza poziom tłumienia emitowanego światła o przynajmniej 40%.

Szczególny przykład materiału świecącego tego rodzaju, właściwy do zastosowań zewnętrznych i wymagający zmniejszonej ilości materiału koloryzującego, składa się z matrycy poliamidowej, z materiału koloryzującego w postaci zielonego barwnika fluoroscencyjnego o żółtym kolorze bazowym, w ilości 0,014% wagowych materiału matrycy, oraz z materiału luminescencyjnego, w ilości 8% wagowych materiału matrycy.

Fig. 1,2 i 3 przedstawiają czas zaniku emisji jarzeniowej, w mcd/m² (minikandela na metr kwadratowy), próbki materiału świecącego według wynalazku z zielonym barwnikiem fluorescencyjnym, po zestawieniu z próbkami porównawczymi znanych materiałów świecących. Każdy wykres b) jest kontynuacją wykresu a) z powiększoną osią jarzenia w celu uwydatnienia szczegółów. We wszystkich przypadkach uzyskano wyniki po przeprowadzeniu testów zgodnie z normą DIN 67510. Wszystkie próbki, zarówno z materiału według wynalazku jak i porównawcze, ukształtowano w postaci płytek

PL 200 803 B1 o grubości 2 mm, z matrycy poliamidowej i nośnika z przedmieszki, przy czym zawartość tego nośnika wynosiła 60% wagowych materiału matrycy.

W każdym rozwiązaniu wynalazku, zastosowany materiał koloryzujący (w celu zabarwienia próbki) miał postać zielonego barwnika fluorescencyjnego o żółtym kolorze bazowym, który został dodany do matrycy poliamidowej w ilości 0,014% wagowych poliamidu.

W rozwiązaniu według fig. 1, próbka według wynalazku zawierała żółty rozpuszczalnik barwnikowy typu 93 Kenawax yelow 2GNP, stosowany zwykle do barwienia materiałów termoplastycznych, jak poliamidów. Ten materiał koloryzujący dodano do poliamidu w ilości 0,05% wagowych, co jest wielkością zbliżoną do zalecanej zawartości materiału koloryzującego w materiałach termoplastycznych, wynoszącej 0,07% wagowych. Z fig. 1 wynika, że próbka według wynalazku ma 2,8 razy efektywniejszą emisję jarzeniową niż próbka porównawcza. Oznacza to, że dodanie do materiału świecącego żółtego barwnika fluorescencyjnego zamiast normalnego barwnika o standardowych zawartościach, oznacza znaczną poprawę właściwości materiału świecącego.

Fig. 2 przedstawia właściwości kolejnej próbki według wynalazku, która zawiera jako materiał koloryzujący żółty rozpuszczalnik barwnikowy typu 93 Kenawax yelow 2GNP. Do próbki porównawczej z poliamidu dodano barwnik w ilości 0,014% wagowych, a więc w takiej samej ilości jak barwnik fluorescencyjny do próbki według wynalazku. Jak wynika z fig. 2, emisja jarzeniowa próbki według wynalazku jest dwa razy większa od emisji próbki porównawczej, co oznacza, że dodanie żółtego barwnika fluorescencyjnego znacznie poprawia właściwości materiału świecącego według wynalazku w stosunku do materiału świecącego do którego dodano taką sama koncentrację zwykłego barwnika. Ponadto, żółty kolor czyni próbkę według wynalazku znacznie jaśniejszą w świetle dziennym niż kolor barwnika próbkę porównawczą, oraz nadaje jej znacznie estetyczniejszy wygląd.

Fig. 3 przedstawia właściwości próbki według wynalazku i próbki porównawczej, do których dodano ten sam barwnik, to jest zielony barwnik fluorescencyjny o żółtym kolorze bazowym. Do próbki porównawczej z poliamidu dodano barwnik w ilości 0,05% wagowych, co jest wielkością zalecaną do zabarwiania materiałów termoplastycznych. Jak wynika z fig. 3, emisja jarzenia próbki według wynalazku jest około 1,6 razy większa niż próbki porównawczej, co oznacza, że zastosowanie barwnika fluorescencyjnego o zmniejszonej koncentracji poprawia właściwości materiału świecącego według wynalazku w porównaniu do materiału do którego dodano ten sam barwnik o zalecanej koncentracji.

Kolejne rozwiązanie wynalazku dotyczy białego materiału świecącego, którego matryca wykonana jest z polimeru klasy technicznej z dodatkiem białego materiału koloryzującego. Daje to w rezultacie materiał który jest uniwersalny w tym sensie, że jest dopasowany do większości istniejących opraw i gniazd wykonanych najczęściej z białych tworzyw sztucznych. Stosowne polimery obejmują: poliuretan, kopolimery styrenowo - butadienowe, poliolefiny, materiały akrylowe, ABS, polietylenotereftalen, poliwęglan, stopy PC - ABS, terstylen polietylenu butylu, zmodyfikowane polipropyleny, PET, a najkorzystniej - poliamidy. W tym przypadku, od matryc wykonanych z tych materiałów również wymagana jest wysoka klarowność.

Stosowne białe materiały koloryzujące obejmują: dwutlenek tytanu, węglan wapnia, dwutlenek krzemu, oraz inne przezroczyste białe materiały koloryzujące. Materiałami koloryzującymi są pigmenty, które mogą być zastosowane w różnych kombinacjach. Szczególnie korzystnie współpracują ze sobą dwutlenek tytanu i dwutlenek krzemu.

Proporcje różnych składników w materiale świecącym są tak dobrane, że zawartość białego materiału koloryzującego w stosunku do matrycy wynosi od 0,33% do 3% wagowych, zaś materiału luminescencyjnego do sumarycznego ciężaru materiału luminescencyjnego i materiału koloryzującego wynosi przynajmniej od 97%, korzystnie od 98,2% do 99,67% wagowych.

Szczególny przykład białego materiału świecącego według wynalazku bazującego na dwutlenku tytanu jako fluoroscencyjnym materiale koloryzującym, zawiera matrycę z poliamidu, materiał luminescencyjny, oraz dwutlenek tytanu w ilości 0,495% wagowych względem matrycy i 5,5% wagowych względem materiału luminescencyjnego. Zawartość dwutlenku tytanu może być zmienna i wynosić od 0,35% do 0,65% wagowych matrycy.

Dwutlenek tytanu nadaje materiałowi świecącemu żądany biały kolor w świetle dziennym. Cząsteczki pigmentu mają korzystnie wymiary mniejsze od 1 ąm, co zwiększa wydajność luminescencji, gdyż mniejsze cząsteczki mają większą dyspersję w matrycy. Dwutlenek tytanu jest szczególnie korzystny ze względu na odbijanie światła białego, przy czym część tego światła zawarta jest we wzbudzonym widmie materiału luminescencyjnego. Tak więc dwutlenek tytanu jest bardzo skuteczny we

PL 200 803 B1 wspomaganiu procesu ładowania materiału luminescencyjnego, co w rezultacie zmniejsza tłumienie emitowanego światła.

Do polimerów klasy technicznej dodaje się korzystnie około 1% do 3% wagowych dwutlenku tytanu, co zapewnia uzyskanie zadawalającego białego koloru w świetle dziennym. Przy tym poziomie pigmentacji, efekt tłumienia światła jest od 2 do 4 razy większy niż w opisanych powyżej materiałach świecących według wynalazku. Niemniej jednak uzyskano biały kolor w świetle dziennym, pomimo zmniejszonej ilości materiału koloryzującego.

Białe zabarwienie materiału świecącego według wynalazku jest dalej poprawione przez wzrost nieprzezroczystości (zmętnienia) wywołanej obecnością materiału luminescencyjnego. Tak więc w celu uzyskania białego koloru materiału świecącego w świetle dziennym, możliwe jest dodanie mniejszej ilości białego materiału koloryzującego.

Inny przykład białego materiału świecącego według wynalazku, bazującego na dwutlenku krzemu jako materiale koloryzującym, zawiera matrycę z poliamidu, materiał luminescencyjny, oraz dwutlenek krzemu w ilości 1,08% wagowych matrycy i 12% wagowych materiału luminescencyjnego. Zawartość dwutlenku krzemu może być zmienna i wynosić od 0,7% do 1,5% wagowych matrycy.

Materiał świecący o takim składzie ma mniejszą wytrzymałość mechaniczną w porównaniu do materiału świecącego zawierającego dwutlenek tytanu, ale ma tę zaletę, że jest częściowo przezroczysty. Charakterystyka przezroczystości jest taka, że zmniejszony został efekt tłumienia światła, gdyż do materiału luminescencyjnego może dotrzeć więcej światła ultrafioletowego. Zaletą dwutlenku krzemu jest również to, że wymiary jego cząsteczek wynoszą od 0,02 nm do 0,14 nm, co daje znacznie większą dyspersję materiału koloryzującego w tworzywie sztucznym. Taki wzrost dyspersji znacznie zmniejsza tłumienie światła.

Każde, opisane powyżej rozwiązanie wynalazku, to jest dla zastosowań zewnętrznych i wewnętrznych, oraz w postaci białego materiału świecącego, może uzyskać jeszcze korzystniejsze właściwości, przez dodanie optycznej substancji blaskotwórczej. Substancja ta, może być dodana do materiału luminescencyjnego i/lub materiału koloryzującego, przed dodaniem tych składników do materiału matrycy, albo też bezpośrednio do materiału matrycy razem z materiałem luminescencyjnym i materiałem koloryzującym. Substancja blaskotwórcza czyni materiał świecący jaśniejszym zarówno w świetle dziennym, jak i w ciemności, dzięki czemu uzyskuje się przez cały czas lepszą widoczność materiału świecącego.

Przykładowy biały materiał świecący według wynalazku, zawierający optyczną substancję blaskotwórczą, składa się z matrycy poliamidowej, z materiału luminescencyjnego, z dwutlenku tytanu w ilości 0,36% wagowych względem matrycy i 4% wagowych względem materiału luminescencyjnego, oraz z niebieskiego barwnika fluoroscencyjnego jako optycznej substancji blaskotwórczej, w ilości 0,04% wagowych matrycy. Alternatywnie, ilość dwutlenku tytanu może się zmieniać od 0,15% do 0,5% wagowych matrycy, zaś ilość substancji blaskotwórczej - od 0,02% do 0,065% wagowych matrycy.

Niebieski barwnik fluorescencyjny jako optyczna substancja blaskotwórcza ma tę zaletę, że dokonuje konwersji światła ultrafioletowego na niebieskie światło fluoroscencyjne. Niebieskie światło fluoroscencyjne ma dwie korzystne cechy: po pierwsze, sprawia dla oczu wrażenie, że materiał jest bielszy niż jest w rzeczywistości, co pozwala na zmniejszenie zawartości dwutlenku tytanu i w konsekwencji zmniejszenie tłumienia światła, a po drugie, jego długość fali wynosi od 540 nm do 560 nm, co pozwala na wzbudzenie materiału luminescencyjnego, w wyniku czego uzyskuje się znaczną redukcję tłumienia światła na jednostkę zmiany koloru materiału świecącego w świetle dziennym.

Stosowne materiały na matrycę nie są ograniczone do tych opisanych powyżej, które są korzystne jedynie do tych szczególnych rozwiązań. Inne materiały na matryce obejmują: poliuretan, materiały termoutwardzalne, jak fenole, moczniki, melaniny, nylon 6 i nylon 66. Korzystnymi materiałami na matryce są również kauczuki naturalne i syntetyczne.

Materiały świecące według wynalazku mogą być łatwo wytwarzane w prostym procesie. Może być zastosowany poniższy proces dwuetapowy:

a) łączy się materiał koloryzujący z materiałem matrycy z kauczuku, szkła lub tworzywa sztucznego, oraz

b) łączy się materiał luminescencyjny, zawierający przynajmniej jeden metal ziem rzadkich i przynajmniej jeden metal ziem alkalicznych, z materiałem matrycy z kauczuku, szkła lub tworzywa sztucznego.

Alternatywnie, obydwa te etapy mogą być odwrócone kolejnością, przez co z materiałem matrycy łączy się najpierw materiał luminescencyjny, a potem materiał koloryzujący.

PL 200 803 B1

Możliwe jest dalsze uproszczenie procesu przez połączenie ze sobą obydwu tych etapów w jeden, w którym do materiału matrycy dodaje się razem: materiał luminescencyjny i materiał koloryzujący, a następnie miesza w celu wytworzenia materiału świecącego.

W celu zwiększenia integralności materiału świecącego, powyższy proces winien być wykonany za pomocą maszyn przystosowanych do redukcji ścinania materiału.

Jeżeli chodzi o wytwarzanie materiałów świecących, to możliwe jest wytwarzanie zestawu materiału koloryzującego i materiału luminescencyjnego, który może być dodany do odpowiedniego materiału matrycy w jednoetapowym procesie produkcji. Zestaw materiału koloryzującego i materiału luminescencyjnego w tej postaci może być dostarczany do producentów tworzyw sztucznych, którzy mogą wytwarzać materiały świecące w prosty sposób, jedynie przez dodanie tego zestawu do materiałów już przez nich wytwarzanych.

Zestaw materiału koloryzującego i materiału luminescencyjnego może być przygotowany w uniwersalnym nośniku z przedmieszki, która umożliwia uzyskanie odpowiedniego poziomu rozpraszania materiału koloryzującego i materiału luminescencyjnego w materiale matrycy, dzięki czemu uzyskany materiał świecący ma jednorodną wytrzymałość mechaniczną, strukturę i wygląd, a także korzystniejszą szybkość absorpcji i ponownej emisji światła. Kolejną funkcję, jaką pełni nośnik, jest redukcja uszkodzeń wywołanych przez maszyny do formowania tworzyw sztucznych, zastosowanych do produkcji materiału świecącego, oraz twarde i ostre kryształy tworzące materiał luminescencyjny. Stosownymi materiałami na nośniki są materiały bazujące na etylenie, na przykład na metakrylanie i octanie polietylenu winylu. Zawartość zestawu materiału koloryzującego i materiału luminescencyjnego wynosi do 65% wagowych nośnika.

W celu zwiększenia jakości zestawu materiału koloryzującego i materiału luminescencyjnego przez redukcję jego ścinania w procesie produkcji, a więc poprawienia integralności końcowego materiału świecącego, zestaw ten może być wytworzony za pomocą maszyn wyposażonych w śrubę o niewielkim ścinaniu. Materiał koloryzujący i materiał luminescencyjny winny być dodane do nośnika wówczas, kiedy ten ostami jest mocno podgrzany lub stopiony.

Poniżej przedstawione są różne zestawy materiału koloryzującego i materiału luminescencyjnego, stosowne do użycia w opisanych powyżej materiałach świecących.

- zestaw żółtego pigmentu fluoroscencyjnego jako materiału koloryzującego i materiału luminescencyjnego, które zawarte są w nośniku z metakrylanu polietylenowego, w ilości 60% wagowych. Taki zestaw z nośnikiem winien być dodany do matrycy z polietylenu o dużej gęstości, w ilości od 8% do 12%, korzystnie 10% wagowych. W rezultacie uzyskuje się materiał świecący bazujący na polietylenie, który ma wysoki poziom jarzenia, oraz jest stosowany do użytku wewnętrznego;

- zestaw zielonego barwnika fluoroscencyjnego o żółtym kolorze bazowym jako materiale koloryzującym, oraz materiału luminescencyjnego, zawartych w nośniku z metakrylanu polietylenowego w ilości 60% wagowych, przy czym zawartość materiału koloryzującego wynosi 0,166% wagowych materiału luminescencyjnego. Ten zestaw z nośnikiem może być dodany do matrycy poliamidowej w ilości od 12% do 18%, korzystnie 15% wagowych. W rezultacie uzyskuje się materiał świecący stosowany do użytku zewnętrznego;

- zestaw dwutlenku tytanu jako materiału koloryzującego i materiału luminescencyjnego, które zawarte są w nośniku z metakrylanu polietylenowego, w ilości 60% wagowych, przy czym zawartość materiału koloryzującego wynosi 5,5% wagowych materiału luminescencyjnego. Ten zestaw z nośnikiem może być dodany do matrycy poliamidowej w ilości 15% wagowych, w wyniku czego uzyskuje się biały materiał świecący bazujący na dwutlenku tytanu;

- zestaw dwutlenku krzemu jako materiału koloryzującego i materiału luminescencyynego, które zawarte są w nośniku z metakrylanu polietylenowego w ilości 60% wagowych, przy czym zawartość materiału koloryzującego wynosi 12% wagowych, a materiału luminescencyjnego 88% wagowych zestawu. Ten zestaw z nośnikiem może być dodany do matrycy poliamidowej w ilości 15% wagowych, w wyniku czego uzyskuje się biały materiał świecący bazujący na dwutlenku krzemu;

- zestaw dwutlenku tytanu jako materiału koloryzującego, materiału luminescencyjnego, oraz niebieskiego barwnika fluoroscencyjnego w stosunku odpowiednio 4%, 95,5% i 0,45%, które zawarte są w nośniku w ilości 60% wagowych. Ten zestaw z nośnikiem może być dodany do matrycy poliamidowej, w wyniku czego uzyskuje się biały materiał świecący bazujący na dwutlenku tytanu, oraz zawierający niebieską substancję blaskotwórczą;

Testom BSI gorącego drutu poddano materiały termoplastyczne stosowane na wtyczki elektryczne.

PL 200 803 B1

Dla zestawu materiału koloryzującego i materiału luminescencyjnego w ilości 30% uzyskano zmniejszenie palności o 4% w porównaniu do próbki z naturalnego materiału termoplastycznego.

Dla zestawu materiału koloryzującego i materiału luminescencyjnego zawartego w polimerze w ilości 20% uzyskano zmniejszenie palności przynajmniej o 7% w stosunku do próbki z naturalnego materiału termoplastycznego.

Dla zestawu materiału koloryzującego i materiału luminescencyjnego zawartego w polimerze w ilości 30% uzyskano zmniejszenie palności przynajmniej o 9% w stosunku do próbki z naturalnego materiału termoplastycznego.

We wszystkich powyższych przykładach standardowym testom elektrycznym gorącego drutu (dla wtyczek elektrycznych test BSI) na palność poddano próbki o grubości 2 mm, wykonane z poliwęglanu, ABS, stopu poliwęglanu i ABS, oraz nylonu poliamidowego 6.

Wszystkie opisane powyżej materiały świecące mogą być łatwo ukształtowane do postaci różnych artykułów. Materiały świecące bazujące na matrycach z tworzywa sztucznego, kauczuku i szkła, mogą być ukształtowane do postaci różnych artykułów w procesie formowania lub wytłaczania, a więc są stosowne do masowej produkcji artykułów.

W razie potrzeby, właściwości artykułów mogą być poprawione przez wyposażenie ich w warstwę odbijającą. Może to być zrealizowane w przypadku, kiedy artykuł ma przeciwległą lub wewnętrzną stronę oddaloną od tej strony artykułu, od której wymagane jest świecenie i widzialność. Warstwa odbijająca zwiększa widoczność artykułu w świetle dziennym i w ciemności, w wyniku odbijania światła w kierunku obserwatora. Warstwa odbijająca może być biała, oraz wykonana z innego materiału niż materiał świecący artykułu, przy czym warstwa ta jest raczej wybrana dla właściwości odbijających niż dla widzialności i właściwości świecenia.

Szczególnie użytecznym artykułem, który może być wykonany z materiału świecącego według wynalazku, jest taśma przylepna, powłoka, lub warstwa. Umożliwia to uzyskanie bardzo dobrej widoczności artykułu w świetle dziennym i bardzo korzystnej charakterystyki świecenia materiału świecącego, który może być dodany do istniejących artykułów w sposób bardzo łatwy i prosty, jedynie przez nałożenie taśmy lub powłoki. Tak więc użytkownik może znacznie i precyzyjnie poprawić w razie potrzeby istniejące artykuły. W przypadku produkcji takiej taśmy, materiał luminescencyjny winien stanowić nie więcej niż 65% wagowych sumarycznego ciężaru materiału luminescencyjnego, materiału koloryzującego i materiału matrycy, użytych do wykonania taśmy świecącej.

Innym korzystnym artykułem, który może być wykonany z materiału świecącego według wynalazku, jest przełącznik. Przełączniki świecące są w stanie techniki znane, oraz wykonane z materiałów termoplastycznych opisanych w części wstępnej. Jednakże przełączniki te nie znalazły szerszego zastosowania, ze względu na niepożądany wygląd. Przełączniki dobrze widoczne w ciemności są szczególnie użyteczne. Na przekład, jest bardzo użyteczne widzieć przełącznik sterujący światłem elektrycznym kiedy światło jest wyłączone, a pomieszczenie jest ciemne, lub w przypadku zaniku zasilania. Znane dotychczas rozwiązania eliminujące niekorzystny wygląd znanych świecących tworzyw sztucznych obejmują małe, dodatkowe i oddzielne urządzenie emitujące światło na przełącznik. Jednakże takie rozwiązanie powoduje zużycie energii elektrycznej koniecznej do zasilania dodatkowego źródła światła, a także przestają działać, kiedy ulegną uszkodzeniu lub się zużyją.

Przełącznik wykonany z materiału świecącego według wynalazku eliminuje powyższe niedogodności znanych przełączników, gdyż wykazuje on poświatę w ciemności, oraz ma akceptowalny wygląd zewnętrzny.

Z materiału świecącego według wynalazku mogą być wykonane różne przełączniki. Poza przełącznikami światła mogą być wykonane przełączniki na klawiatury komputerowe. Mogą to być przełącznik jedno-, dwu- lub wielokierunkowy, przełącznik dużego prądu/napięcia, przełącznik wciskany, przełącznik dźwigniowy, przełącznik tarczowy, przełącznik ślizgowy, przełącznik bistabilny, przełącznik różnych efektów, oraz przełącznik zmiennej rezystancji.

W przypadku przełącznika światła, szczególnie korzystne jest zastosowanie białego materiału koloryzującego, który nadaje przełącznikowi biały kolor. Ponieważ większość przełączników światła produkowanych jest z białego tworzywa sztucznego, to dla użytkowników białe przełączniki świecące będą również akceptowalne.

Jarzenie przełącznika według wynalazku może być dodatkowo poprawione przez zastosowanie źródła światła, jak na przykład diody świecącej, której światło ładuje materiał świecący dodatkowo do absorbowanego światła dziennego i innego światła z otoczenia. Dzięki temu, przełącznik będzie miał w ciemności jeszcze jaśniejsze jarzenie i dłuższy czas świecenia niż ma to miejsce bez źródła światła.

PL 200 803 B1

Przełączniki świecące mają również zastosowanie w wyposażeniu podwodnym. Widoczność pod wodą jest z reguły słaba, przez co przełączniki o bardzo dobrej widzialności w świetle dziennym (gdyż mają jasny lub biały kolor), właściwości luminescencyjne i możliwie fluorescencyjne, są bardzo użyteczne.

Ponadto mogą być wykonane przełączniki o obniżonej palności, przy czym odporność na działanie ognia może być uzyskana na kilka różnych sposobów, na przykład przez pokrycie przełączników powłoką lakieru zmniejszającego palność o dużej klarowności (dzięki czemu widzialność przełączników nie zostanie obniżona), przez wprowadzenie do matrycy materiału świecącego przełączników dodatków zmniejszających palność, przez uformowanie warstwy zewnętrznej z materiału zmniejszającego palność o dużej klarowności w czasie formowania wtryskowego przełączników, lub przez wykonanie matrycy materiału świecącego z tworzywa sztucznego o wysokiej temperaturze topnienia.

Z materiału świecącego według wynalazku mogą być wykonane alternatywnie części przełączników, na przykład kulka na końcu przełącznika w postaci ciągnionej linki, lub też te części przełączników, które są przystosowane do zamontowania w istniejących przełącznikach, przez co uzyskują one właściwości świecące.

Nadanie przełącznikom lub ich częściom dobrej widoczności i właściwości świecących, może być uzyskane przez naniesienie na nie w procesie produkcji powłoki z materiału świecącego według wynalazku.

Na przełączniki może być alternatywnie nałożona taśma przylepna lub cienka warstwa z materiału świecącego.

Claims (66)

1. Materiał świecący, złożony z matrycy, z rozproszonego w tej matrycy materiału luminescencyjnego zawierającego metal ziem rzadkich, oraz materiału koloryzującego, znamienny tym, że ilość materiału luminescencyjnego zawierającego metal ziem rzadkich i rozproszonego w matrycy wykonanej z kauczuku, szkła, względnie tworzywa sztucznego, wynosi od 4% do 32,5% wagowych względem matrycy, a materiał koloryzujący, rozproszony w matrycy w ilości od 0,005% do 3% wagowych względem matrycy, zawiera dwutlenek tytanu o wielkości cząsteczek mniejszych od jednego mikrometra, który zachowuje znaczną transmisję światła emitowanego przez materiał luminescencyjny.

2. Mateπał według zasttz. 1, tym, że nieprzeźroczystość matrycy zwiększona t^est przez dodatek materiału koloryzującego i materiału luminescencyjnego.

3. Matenat według zass-z. t, znamienny tym, że metalem ziem tzadkich zawartym w materiale luminescencyjnym jest europ, względnie dysproz.

4. ΜθΙθγ^Ι wedłuu zastyz. t, znamiennytym, że meeal zżem r'zaakich materiału l uminescencyjnego ma postać metalu, jego tlenku, względnie glinianu.

5. Materźał według zastrz. 1, znamienny tym. że matenał luminescencyjny zawiera ponadto metal ziem alkalicznych, korzystnie stront.

6. Materiał według zastrz. 5, znamienny tym. że metal ziem alkallcznych matenału luminescencyjnego ma postać metalu, jego tlenku, względnie glinianu.

7. ΜοΙθιΙθΙ według zasstz. t albo 2, albo 3, albo 4, albo 5, albo 6, znamienny tym, że cząsseczki materiału luminescencyjnego mają wymiary od 8 ąm do 100 ąm.

8. Materiał według zastrz. 1, znamienny tym, że zawartość materiału luminescencyjnego w stosunku do matrycy wynosi od 4% do 20% wagowych.

9. Materiał według zastrz. 8, znamienny tym, że zawartość materiału luminescencyjnego w stosunku do matrycy wynosi od 6% do 12% wagowych.

10. Materiał według zastrz. 1, znamienny tym, że materiał koloryzujący zawiera materiał fluoroscencyjny.

11. Materiał według zastrz. 10, znamienny tym, że materiał fluoroscencyjny zawarty w materiale koloryzującym ma widmo fluorescencji w świetle żółtym.

12. Materiał według zastrz. 1, znamienny tym, że materiał matrycy jest wybrany spośród grupy stanowiącej: poliuretan, kopolimer styrenowo-butadienowy, poliolefin, zwłaszcza polipropylen lub polietylen, materiał akrylowy, ABS, polietylenotereftalen lub poliwęglan.

13. Materiał według zastrz. 12, znamienny tym, że materiał matrycy ma dużą klarowność.

PL 200 803 B1

14. Materiał według zastrz. 1, znamienny tym, że materiał luminescencyjny stanowi przynajmniej 90% wsgowneh cgmsrneaoego eięesrg msrerisłg Igmineceenenjoego i msrerisłg kolornagjąeego.

15. MateMij weeług zastaz. 14, znamienny tym, że materiał l umineecenaejna stanowi od 94% do 99% wsgowneh cgmsrneanego eięesrg msrerisłg Igmineceenenjnego i msrerisłg kolornagjąeego.

16. Materiał weeług zastaz. 15, znamienny tym, że materiał l uminescenaejna stanowi od 94% do 96% wsgowneh cgmsrneanego eięesrg msrerisłg lgmineceenenjnego i msrerisłg kolornagjąeego.

17. Materiał według zastaz. 1, znamienny tym, że zawartoóć materiału kolorznująceeo w stotgnkg do msrerisłg mstrnen wnnoci od 0,2% do 1% wsgowneh.

18. Materiałweeług zastaz. 10, znnmiennn tym, że materiał 11uo-zscenaejnazawarty w materiale kolornagjąenm jett pigmentem.

19. Materiałweeługzastrz. 11, znnmienny tym, że zigmase materiałuZolar'znyjąceeg o jet zrcrgnieann.

20. Materiat weeług z^i^taz^. 11, znnmiennn tym, że pigmara o-zgniceny zawarte j eet we wsppłckondencowsnnm nośnikg polismidownm.

21. Materiał według zastrz. ż, znamiennn tyn, że materiał jjet pollmerem klast ^οήnieanej.

22. Matenat we^e^łL^ę) zastaz. 21, znnmiennn tym, że pplimar Hast 1eeyhiaeyaj ma dużą ność.

23. Matenat weełuż zastaz. 22 albo 22, znnmiennn tym, że pplimar Wisc 1eeyniaenaj webrzna jett tpośród grgpn crsnowiąeej: msterisł skzylown, ABS, poliwęglsn IżO polismid, awłscaeas nnlon IżO elscromer polismidown.

24. Materiał według zastrz. 1, znamienny tyrn, że zawartość materiału w crocgnkg do cgmsrneanego eięesrg msrerisłg lgmineceenenjnego i msrerisłg kolornagjąeego wnnoci prannsjmniej 99% wsgowneh.

25. Materiał według zastrz. 24, znamienny tym. że zawartość materiału llgr^in(^;^(^^r^(^^jj^(^(^o w crocgnkg do cgmsrneanego eięesrg msterisłg lgmineceenenjnego i msrerisłg kolornagjąeego wnnoci od 99,1% do 99,8% wsgowneh.

26. Materiał według zastrz. 24, znamienny tym. że zawartość materiału llgr^in(^;^(^^r^(^^jj^(^(^o w crocgnkg do cgmsrneanego eięesrg msterisłg lgmineceenenjnego i msterisłg kolornagjąeego wnnoci od 99,7% do 99,9% wsgowneh.

27. Materiał weełuż zastaz. 22, znnmiennn tym, że zawertedś materiału kolar'znyęąceeo w ztocgnkg do msterisłg mstrnen a polimerg klstn teehnieanej wnnoci od 0,005% do 0,05% wsgowneh.

28. Matenał weełuż żastrz. 22, znnmiennn tyn, ze materiał kolar'znyęącew πί--ιζ^ z ppllmaru klstn teehnieanej jett Osrwnikiem.

29. Msrerisł wedłgg ast-ra. 1, nnaminnny tyi, ee msterisł kolornagjąen jett Oisty.

30. Materiał według zastrz. 29, znamienny tym. że zawartość materiału luminescencynnego w ttetgnkg do tgmsrneanego eięesrg msterisłg lgmineteenenjnego i Oisłego msterisłg kolornagjąeego wnnoti prannsjmniej 97% wsgowneh.

31. Materiał według zastrz. 30, znamienny tym. że zawartość materiału l^r^ini^;^^^r^(^^jj^(^(^o w ttetgnkg do tgmsrneanego eięesrg msterisłg lgmineteenenjnego i Oisłego msterisłg kolornagjąeego wnnoti od 98,2% do 99,67% wsgowneh.

32. Materiał wr^c^ług żastrz. 29 albo Z0, albo 31, znamiennn tym, Ze żawertedś materiału kollrnagjąeego w ttetgnkg do msterisłg mstrnen a polimerg klstn teehnieanej wnnoti od 0,33% do 3% wsgowneh.

33. Materiałweełuż zastaz. Z9, znnmiennn tym, Ze π-Ι-Ιη- mć^tiz^e vw Zomainasji z Ziałym γ—terisłem kolornagjąenm ms dgeą klsrowność, orsa jett wnOrsnn tpośród grgpn trsnowiąeej: poligreasn, kopolimer ttyrenowo-Ogrsdienown, poliolefin, ABS, IżO polismid.

34. Materiał według zastrz. 1, znamienny tym, że materiał koloryzugący zawiera dodatkowo dwgrlenek kraemg.

35. Materiał według zastrz. 1, znamienny ty^i^, że zawiera ponadto optyczną substancjj biatkorwóreaą awięktasjąeą Igmineteeneję msrerisłg świeeąeego.

36. Materiałweełużzastrz. Z3,znnmiennn tym, że ootyneya scżotenajnżlasto-wełzea łjjst zieOietkim Osrwnikiem flgoreteenenjnnm.

37. Sppoćó wsjwsrzynia materiałuświeeyceegzłoOenaeg z matrzne,z 1zoarzdcadaeg w tei matrnen msrerisłg lgmineteenenjnego aswiersjąeego metsl aiem rasdkieh, orsa msrerisłg kolornagjąeego, nnaminnny yyi, ee

PL 200 803 B1

a) z materiałem matrycy z kauczuku, szkła lub tworzywa sztucznego łączy się materiał koloryzujący zawierający dwutlenek tytanu o wielkości cząsteczek mniejszych od jednego mikrometra, w ilości od 0,005% do 3% wagowych względem matrycy, oraz

b) z materiałem matrycy z kauczuku, szkła lub tworzywa sztucznego łączy się materiał luminescencyjny zawierający przynajmniej jeden metal ziem rzadkich i przynajmniej jeden metal ziem alkalicznych, w ilości od 4% do 32,5% wagowych względem matrycy, przez mieszanie składników za pomocą maszyn o niewielkim ścinaniu.

38. Sposób według zastrz. 37, znamienny tym, że najpierwłączy się materiał luminescencyjny z materiałem matrycy, a potem materiał koloryzujący z materiałem matrycy.

39. Sposób wedługzassrz. 39, znamiennytym, że ΙετοζβηϊβποίβΝθίυ luminescencyjnego l materiału koloryzującego z materiałem matrycy przeprowadza się w pojedynczym etapie mieszania składników.

40. Zes1:aw matenału koloryzującego i materiału metal ziem rzadkich do wytwarzania materiału świecącego, znamienny tym, że przygotowany jest do dodania do matrycy z kauczuku, szkła lub tworzywa sztucznego, stanowiących łącznie materiał świecący, w którym zawartość materiału luminescencyjnego, zawierającego metal ziem rzadkich, wynosi od 4% do 32,5% wagowych względem matrycy, zaś materiału koloryzującego zawierającego dwutlenek tytanu o wielkości cząsteczek mniejszych od jednego mikrometra - od 0,005% do 3% wagowych względem matrycy.

41. Zestaw według zastrz. 40, znamienny tym. że połączony jest z uniwersalnym nośnikiem z przedmieszki, bazującym korzystnie na etylenie, jak metakrylanie polietylenu, względnie octanie polietylenu winylu.

42. Zessaw według 41, znamienny tym, że ł ego zawartość względem nośnika wynosi do

65% wagowych.

43. Zestaw według zastrz. 41, znamienny tym, że jego zawartość względem nośnika wynosi przynajmniej 10% wagowych.

44. Zestaw według zastrz. 40, znamienny tym, że zawiera kryształy strontu, które łącznie z cząsteczkami materiału koloryzującego pełnią funkcję wypełniaczy.

45. Zessaw według zassc^. 40, znamiennytym, że łączonył ess z ηοέηί^θΓΠ mateπału rermoplastycznego.

46. Zestaw według zastrz. 40, znarwenny tym. że jess przygotowywany za pomocą maszyny wyposażonej w śrubę o niewielkim ścinaniu.

47. ZesSawwedługzasSrz. 40, znamiennytym, że ł ess przygotowywany przez dodanie materiału luminescencyjnego i materiału koloryzującego do nośnika znajdującego się w stanie znacznego podgrzania, albo stopienia.

48. Zessawwedług zas^z. 40 albo41, albo 42, albo 43, albo44, albo 45, albo 46, albo 47, znamienny tym, że zawiera ponadto optyczne substancje blaskotwórcze.

49. Arty ku u zawiera-ący π^-^γ^ϊ^- świecący złożon y z ma-ty cy, ooazz rozproszonego w niej ma-eriału luminescencyjnego zawierającego metal ziem rzadkich i materiału koloryzującego, znamienny tym, że wykonany jest z materiału świecącego złożonego z matrycy z kauczuku, szkła, względnie tworzywa sztucznego, z rozproszonego w tej matrycy materiału luminescencyjnego zawierającego metal ziem rzadkich w ilości od 4% do 32,5% wagowych względem do matrycy, a także z rozproszonego w matrycy materiału koloryzującego zawierającego dwutlenek tytanu o wielkości cząsteczek mniejszych od jednego mikrometra, w ilości od 0,005% do 3% wagowych względem matrycy.

50. Artykuu według zas^z. 49, znamienny tym, że materia- świecący ssanowi łego pc^\^łolk^, Iub warstwę zewnętrzną.

51. Artykuu według zas^z. 49, tym, że |ess wywarzany pr^ez formowanie matenału świecącego.

52. Artykuu według 51, tym, że |ess wytwarzany przez formowanie we, względnie współwtryskowe materiału świecącego.

53. Artykuł według zastrz. 49, znamienny ty,, że jest wytwarzany przez wytłaczanie materiału świecącego

54. Artykuł według zastrz. 49, znamienny ty,, że jest wyposażony na swej odwrotnej, względnie wewnętrznej stronie w warstwę odbijającą.

55. Artykuł według zastrz. 54, znamienny ty,, że warstwa odbijająca jest biała.

PL 200 803 B1

56. Artykuł według zastrz. 49, znamienny tym, że wyposażony jest w warstwę zawierającą szklane kulki, względnie iyys elementy ndbijsjcee świarłn.

57. Artykuł według zastrz. 49, znamienny tym, że ma postać taśmy pozylepnee powłoką względnie wstsrwk.

58. Artykułweeługzastrz.55,z namiennytym. że majeriaj I uminydaedyyjnystażywi niewięęeś nie 65% wsgnwpeh sgmstpeznegn eięOstg materiału lgmineseenepjnegn, materiału knlntpzgjceegn i materiału martpep, gOprpeh dn wp^watzania raśmp.

59. Artykuł według zatr-z. 99, nnaminnny tym, Oe jetr otzełceznikiem.

60. Arty^U w^r^^^u zzstra. 55, ζ^ι^θη^ tym, że j eet pr-z^ezikiem światła eledtrapezyeg, względnie otzełceznikiem klawiarutp knmoutetnwej.

61. AAykułweeług zzżtrz.66, znnmiennatym. że przzrąceaikświatła eleStrypeayegweposaSonp jetr w elekrtpezne urządzenie emirujcee świarłn, knnrtnlnwane przez ren otzełceznik, ntaz emirujcee świarłn we włceznnpm onłneeniu regn orzełceznika.

62. Artykuł według zatr-z. 59, nnaminnny tym, ee jetr orzełceznikiem wndnszezelnpm.

63. Arty^u weeług śzżtra. 55, tym, śe materiaj ktlorypałece śzwerty w materiale świeecepm orzełceznika jetr białp.

69. AAykułweeługzzżtrz. 55albb66,albb61,albb66,albb66,znnmiennatym. że p^^zdjcenik jetr wpknnanp z materiału n zmniejsznnej oalnnśei.

65. Artykułweeług zzstrz.49, znnmiennatym. że stażywi śnrawe I θζθζΖ wezlęędier erśezίć, ufnrmnwana z kauezuku, względnie z rwnrzpwa szrueznegn.

66. Arty^u weeług śzżtra. ś6, śnnrmenna tym, śe onrawe, wezlęędie cezie I 8ζ3ζΖϊ ugkatażowana jetr z marrpep z kauezuku, rwnrzpwa szrueznegn, materiału termnolastyeznegn lub rermnurwardzalnegn, w której rnzornsznnp jetr materiał knlnrpzujcep.

67. Artykuł wedłuu zastrz. 49, znamienny tym, że stanowi wtr^c^^^k? eledtrspeną wykonaną z materiału n zmniejsznnej oalnnśei.