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公開番号2025119614
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-14
出願番号2025041435,2022502015
出願日2025-03-14,2020-07-13
発明の名称温室用途及びシート構造体の為のEu2+でドープされた無機発光ナノ粒子を含む分散物、並びにそのようなナノ粒子を含む、温室の為のコーティング
出願人フィジーグループビー.ブイ.
代理人個人
主分類C09K 11/64 20060101AFI20250806BHJP(染料;ペイント;つや出し剤;天然樹脂;接着剤;他に分類されない組成物;他に分類されない材料の応用)
要約【課題】全PAR領域に広帯域UV吸収及びルミネセンス発光を示し、PAR領域において透明(非吸収性)であり、高い発光量子効率と吸収された光子を示す、改善された発光性無機粒子ベースのコーティングを提供する。
【解決手段】元素Al及び/又はSi並びに元素O及び/又はNを含むか又はそれらから本質的になる、Eu²⁺でドープされた無機発光物質を含む発光層が記載され、ドープされた無機発光材料は、太陽光スペクトルの200nm～400nmのUV領域の放射を、太陽光スペクトルの光合成有効放射(PAR:photosynthetically active radiation)領域(400nm～700nm)に変換し、ここで、該無機発光材料のSi濃度は0～45原子%、Al濃度は0～50原子%、O濃度は0～70原子%、N濃度は0～60原子%、及びEu²⁺は0.01～30原子%から選択される。
【選択図】図6
特許請求の範囲【請求項１】
温室用グレージング構造体をコーティングする為の発光ナノ粒子の分散物であって、
有機又は水性媒体及び発光ナノ粒子を含み、
前記ナノ粒子が、Ｅｕ
２＋
でドープされたＳｉＡｌＯＮを含むか又はそれから本質的に構成され、Ｓｉ濃度が０～３３原子％から選択され、Ａｌ濃度が０～４０原子％から選択され、Ｏ濃度が５０～６６原子％から選択され、Ｎ濃度が０～１０原子％から選択され、及びＥｕ
２＋
が０．０００１～５原子％から選択される、前記分散物。
続きを表示（約 1,600 文字）【請求項２】
Ｓｉ濃度が１５～３３原子％から選択され、Ａｌ濃度が０．００１～１２原子％から選択され、Ｏ濃度が５０～６６原子％から選択され、Ｎ濃度が０．１～５原子％から選択され、及びＥｕ
２＋
濃度が０．０００１～３原子％から選択され、又は好ましくは、
Ｓｉ濃度が３０～３３原子％から選択され、Ａｌ濃度が０．０１～２原子％から選択され、Ｏ濃度が５０～６６原子％から選択され、Ｎ濃度が０．１～１原子％から選択され、及びＥｕ
２＋
濃度が０．０００５～１原子％から選択される、
請求項１に記載の分散物。
【請求項３】
前記ナノ粒子が、１～１０００ｎｍ、好ましくは１０～８００ｎｍ、より好ましくは２０～６００ｎｍ、の平均サイズを有する、請求項１又は２に記載の分散物。
【請求項４】
前記分散物が、１重量％～８０重量％のナノ粒子、好ましくは５重量％～５０重量％のナノ粒子、より好ましくは１５重量％～３５重量％のナノ粒子、を含む、請求項１～３のいずれか１項に記載の分散物。
【請求項５】
前記有機媒体が、０．５重量％～１０重量％のポリマー添加物を含む有機溶媒（例えば、ヘキサン、エタノール、ヘプタン、トルエン、クロロホルム、ジクロロメタン）を含む、請求項１～４のいずれか１項に記載の分散物。
【請求項６】
前記水性媒体が、アルカリ水性溶液、例えばアンモニウム溶液又はナトリウム水酸化物溶液を含み、前記アルカリ水性溶液が、１重量％～１０重量％の水系ポリマー添加物を含む、請求項１～４のいずれか１項に記載の分散物。
【請求項７】
前記ナノ粒子の表面が、１以上のタイプのリガンド、例えばステアリン酸、オレイン酸、オクタン酸、オレイルアミン、オクチルアミン、オクタンチオール、トリオクチルホスフィン、に基づいて修飾され、好ましくは前記修飾が、前記ナノ粒子の超音波処理を包含する、請求項１～６のいずれか１項に記載の分散物。
【請求項８】
前記ナノ粒子の表面が、化学結合形成、例えばシラン化又はエステル化、によって修飾されて、ナノ粒子を、８～１８個の炭素の鎖長を有する１以上の長い有機側鎖に結合する、請求項１～６のいずれか１項に記載の分散物。
【請求項９】
前記分散物が、無機多孔質ナノ粒子、好ましくは多孔質酸化ケイ素ナノ粒子、を更に含む、請求項１～８のいずれか１項に記載の分散物。
【請求項１０】
温室の為の透明プラスチックシートであって、
透明ポリマー物質、及び前記ポリマー物質中に分散された、Ｅｕ
２＋
でドープされた無機発光ナノ粒子を含み、
前記ナノ粒子が、Ｅｕ
２＋
でドープされたＳｉＡｌＯＮを含むか又はそれから本質的に構成され、Ｓｉ濃度が０～３３原子％から選択され、Ａｌ濃度が０～４０原子％から選択され、Ｏ濃度が５０～６６原子％から選択され、Ｎ濃度が０～１０原子％から選択され、及びＥｕ
２＋
が０．０００１～５原子％から選択され、又は好ましくは、
Ｓｉ濃度が１５～３３原子％から選択され、Ａｌ濃度が０．００１～１２原子％から選択され、Ｏ濃度が５０～６６原子％から選択され、Ｎ濃度が０．１～５原子％から選択され、及びＥｕ
２＋
濃度が０．０００１～３原子％から選択され、又はより好ましくは、
Ｓｉ濃度が３０～３３原子％から選択され、Ａｌ濃度が０．０１～２原子％から選択され、Ｏ濃度が５０～６６原子％から選択され、Ｎ濃度が０．１～１原子％から選択され、及びＥｕ
２＋
濃度が０．０００５～１原子％から選択される、
前記透明プラスチックシート。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、温室用途の為のＥｕ
２＋
発光性無機ナノ粒子、特に、排他的ではないが、温室コーティングの為のＥｕ
２＋
発光性無機ナノ粒子、Ｅｕ
２＋
発光性無機ナノ粒子を含む分散物、そのような粒子を含む透明シート構造体及びそのようなナノ粒子コーティングを含むグレージング構造体、並びに該Ｅｕ
２＋
発光性無機ナノ粒子を合成する方法に関する。
続きを表示（約 3,000 文字）【背景技術】
【０００２】
温室は、植物及び作物を効率的に生育させる為の制御された気候環境を提供する。温室に入る太陽光を制御し、最適化する為に、温室の一部であるグレージング構造体又はプラスチック透明シートをコーティングする為に使用されることができる、様々なタイプのコーティングが開発されてきた。様々な光学特性を有する様々な顔料コーティング、例えば光選択的（photo-selecting）反射コーティング又は拡散コーティングが、温室に入る光を制御する為に入手可能である。典型的に、これらのコーティングは、スプレーコーティングされ、季節及び／又は生育させられる植物のタイプに応じて様々なコーティングが使用されうるように、除去されることができる。そのようなコーティングの例は、国際公開第２０１８／１６９４０４号パンフレットに記載されており、該パンフレットは、顔料、例えばチョーク又は酸化チタンを含む、温室の為の除去可能なコーティングを記載する。そのような顔料分散物に基づいて、夏の間、温室のグレージングは、植物が高レベルのＩＲ放射（IR radiation）に対して敏感である場合には、赤外線反射コーティングでスプレーコーティングされうる。同様に、遮光効果を除去し、温室内の植物を太陽光に均一に曝露する為に、拡散コーティングが使用されうる。
【０００３】
従来技術においては、発光物質（luminescent materials）に基づいて、温室への光の接続を更に改善することが示唆されてきた。典型的に、これらの材料は、発光粒子を含む透明プラスチックシートを包含する。そのような材料は、電磁スペクトルの放射の一部（又は複数部分）を、該放射のより有効な使用の為に異なる波長に変換する為に、最適化されうる。例えば、温室のグレージング構造体上に発光性コーティングとして適用された発光スペクトル下方変換層は、作物にとって有害になることが多いＵＶ光（１００ｎｍ～４００ｎｍ）を、植物の生育を刺激するＰＡＲ領域内の光に変換することによって、太陽スペクトルと作物の光合成有効放射（ＰＡＲ：photosynthetically active radiation）領域（４００ｎｍ～７００ｎｍ）との間のスペクトルミスマッチを低減することにより、作物の生育を増強することができる。温室内で実る様々な野菜について、ＰＡＲ領域の光の１％の増大は、植物生産を約１％増大しうる。従って、そのような発光物質は、多大な経済的潜在可能性を有しうる。
【０００４】
温室の為の発光物質の例は、米国特許出願公開第２０１７０２８８０８０号明細書に記載されている。この従来技術の文書は、太陽スペクトルの複数部分を吸収し、吸収された光子のエネルギーを使用して波長６００～６９０ｎｍの光子を放出する為に、蛍光有機顔料、例えばＬｕｍｏｇｅｎ３０５を有するポリマー層を含む、温室の為の発光性コーティングの例を記載する。該発光性コーティングはまた、植物の生育及び開花にとって必要な太陽スペクトルの大部分（４００～約６４０ｎｍ）に吸収する。温室の為の発光物質の他の例は、ＮＬ１０１７０７７及びＮＬ２００２５７７に記載されており、該文書は、ＵＶ又はＩＲの一部を可視光に変換することができる、無機リン光体、特にＹ
２
Ｏ
３
ベースのリン光体を含む、温室の為のプラスチック箔を記載する。
【０００５】
しかしながら、現在、大規模温室用途の為のそのような発光物質は、市場で入手することができない。このことは主に、該発光物質が、ＰＡＲ領域において重複する吸収スペクトル及び発光スペクトルを有することが理由である。より一般的には、温室用途の為の既知の発光リン光体、特に色素が更に、励起（excitation）スペクトルと発光（emission）スペクトルとの重複に起因して光子を実質的に喪失し、それによってこれらの物質は、大規模な商業的用途に好適なものにならない。そのような用途について、該コーティングは、ＵＶスペクトルの複数部分を可視光に効率的に変換することができるだけでなく、低毒性、化学的に安定、環境に優しい、安価である、大規模生成に好適である等の、他の特性も満たすべきである。Ｌｕｍｏｇｅｎ３０５又は該Ｙ
２
Ｏ
３
ベースのリン光体等の前述の発光粒子は、これらの要件を満たしていない。最後に、該物質はまた、ＰＡＲ領域において有利な光学特性、例えば低後方散乱／反射防止特性、を有するべきである。
【０００６】
従って前述のことから、従来技術では、温室の為の改善された発光性無機粒子ベースのコーティングが必要である。特に、全ＰＡＲ領域に広帯域ＵＶ吸収及びルミネセンス発光を示し（ここで、該吸収スペクトル及び該発光スペクトルは重複しない）、ＰＡＲ領域において透明（非吸収性）であり、高い発光量子効率（すなわち、放出された光子（emitted photon）と吸収された光子（absorbed photon）との比）を示す、改善された発光性無機粒子ベースのコーティングが必要である。加えて、温室用途にとって好適な、耐久性、硬度、色の安定性及び光学的散乱特性を包含する光学的特性及び構造的特性を有する、温室の為の改善された無機粒子ベースのコーティングが必要である。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の目的は、従来技術で知られている欠点の少なくとも１つを低減又は排除することである。第１の観点において、本発明は、温室用グレージング構造体をコーティングする為の発光ナノ粒子の分散物であって、有機又は水性媒体及び発光ナノ粒子を含み、該ナノ粒子が、Ｅｕ
２＋
でドープされたＳｉＡｌＯＮを含むか又はそれから本質的に構成され、Ｓｉ濃度が０～３３原子％から選択され、Ａｌ濃度が０～４０原子％から選択され、Ｏ濃度が５０～６６原子％から選択され、Ｎ濃度が０～１０原子％から選択され、及びＥｕ
２＋
が０．０００１～５原子％から選択される、上記分散物に関する。
【０００８】
一つの実施態様において、Ｓｉ濃度は１５～３３原子％から選択され、Ａｌ濃度は０．００１～１２原子％から選択され、Ｏ濃度は５０～６６原子％から選択され、Ｎ濃度は０．１～５原子％から選択され、及びＥｕ
２＋
濃度は０．０００１～３原子％から選択されうる。
【０００９】
別の実施態様において、Ｓｉ濃度は３０～３３原子％から選択され、Ａｌ濃度は０．０１～２原子％から選択され、Ｏ濃度は５０～６６原子％から選択され、Ｎ濃度は０．１～１原子％から選択され、及びＥｕ
２＋
濃度は０．０００５～１原子％から選択されうる。
【００１０】
一つの実施態様において、該ナノ粒子は、１～１０００ｎｍ、好ましくは１０～８００ｎｍ、より好ましくは２０～６００ｎｍ、の平均サイズを有しうる。
（【００１１】以降は省略されています）

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