Eine photolumineszierende (nachleuchtende) Beschichtung dispergiert ein seltene-Erden-aktiviertes Erdalkalialuminat-Pigment, vor allem Strontiumaluminat dotiert mit Europium und Dysprosium (SrAl2O4:Eu2+,Dy3+, grüne Emission bei rund 520 nm), in einen klaren oder hellen durchgehenden Binder, sodass der Film unter Licht Energie speichert und nach Entfernen der Anregungsquelle stundenlang weiter emittiert. Er benötigt weder Strom noch Zuleitungen, weshalb er für Fluchtweg-Beschilderung, Konturlinien, Anlagenortung und manche dekorative Zwecke genutzt wird. Er hat mit historischen radioaktiven Leuchtstoffen (Radium-basiert, ausgemustert) und mit Elektrolumineszenz-Bauteilen (EL) weder in der Ladeart noch in der regulatorischen Einordnung etwas zu tun.
TL;DR — Nachleucht-Helligkeit und -Dauer werden gemeinsam vom Emissionszentrum (Eu2+) und den Fallenniveaus (Dy3+) bestimmt. Nach DIN 67510-1 ist ein üblicher Handelswert 185/24 mcd/m2 bei 10/60 min, das ist Klasse C; höhere Klassen D und E entstehen durch höhere pigmentare Flächenladung und größere Klarlack-Transmission. Die schwierige Engineering-Frage ist nicht, ob es leuchtet, sondern drei Ängste: Wasser (Erdalkalialuminate zerfließen und verlieren Licht, daher SiO2-Verkapselung), Absinken (Teilchendichte rund 3,5 g/cm3 braucht starke Thixotropie) und Klarlack-Vergilbung (ein vergilbender Binder blockt das Anregungslicht). Für hell und lang zugleich braucht man einen Trockenfilm von 150-300 um, einen Pigment-Volumenanteil von 50 bis 70 Prozent des Festkörpers und einen hochtransparenten, nicht vergilbenden Klarlack.
Schlüsseldaten und Grenzwert-Anker
- Emission und Anregung: SrAl2O4:Eu2+,Dy3+ hat ein Maximum bei rund 520 nm (grün); das Anregungsband reicht von etwa 250 bis 480 nm, deshalb laden Tageslicht, LED und Leuchtstofflampen alike. Das blau-grüne System Sr4Al14O25:Eu2+,Dy3+ emittiert bei rund 480 nm.
- Größenordnung von Helligkeit und Lebensdauer: gegenüber klassischem Zinksulfid-Glimmer (ZnS:Cu) liegt ein Aluminat-System bei Anfangshelligkeit und Nachleucht-Dauer üblicherweise um eine Größenordnung (etwa 10x) höher; eine Standardladung hinterlässt ein lesbares Nachleuchten über 8 h und länger, mit schnellem Abfall in den ersten 60 min und danach einem nahezu hyperbelförmigen Langschwanz.
- DIN 67510-1:2020 Helligkeitsklassen (Nachleucht-Schwellwert in mcd/m2 bei 2/10/30/60 min nach Ladung): Klasse C 690/140/45/20, Klasse D 1100/260/85/35, Klasse E 2200/520/170/70; ein als 185/24 verkauftes Produkt ist eine 10/60-min-Ablesung und Klasse C. Vorort-Prüfungen folgen DIN 67510-2, Produktanforderungen verweisen auf ISO 17398.
- Korngröße und Flächenladung: übliche Fraktionen sind 10-90 um. Grobe Körner fangen mehr Licht pro Fläche und leuchten heller, rauen aber den Film auf; feine Körner geben dünnen gleichmäßigen Film, emittieren aber weniger pro Teilchen. Das Leuchtpigment braucht häufig einen Volumenanteil von 50 bis 70 Prozent des Festkörpers, um genug zu absorbieren und wieder abzustrahlen.
- Hydrolyse-Rote-Linie und Verkapselung: Erdalkalialuminat reagiert mit Wasser und CO2 zu Strontiumhydroxid Sr(OH)2.8H2O plus Aluminiumhydroxid und verliert Lumineszenz; die Pigmentdichte beträgt rund 3,5-3,6 g/cm3. Wasser- und Feuchte-Systeme müssen SiO2-, Tonerde- oder Phosphat-verkapselte Qualitäten nehmen, und die Absink-Hemmung ruht auf einem thixotropen Paket (pyrogene Kieselerde, siehe Nano-Kieselsäure-Dispersion, Absinkschutz und Mattierung).
- Klarlack-Anforderung: man braucht einen hochtransparenten, vergilbungsfesten Klarlack (aliphatischer Polyurethan- oder Fluorpolymer-Lack, aromatische Vergilbung vermeidend; die Härterlogik steht in Vergilbungsbeständigkeit von Weißlacken). Dem Klarlack wie der Deckschicht darf kein optischer Aufheller zugesetzt werden, sonst fängt er Anregungs- und Emissionslicht ein und stört die Nachleucht-Ablesung und die Farbort-Koordinaten des Sicherheitszeichens.
Mechanismus und Ausfallpfade
Falle und langsame Freisetzung: warum es Licht speichern und zurückgeben kann
Eu2+ ist das Emissionszentrum, und sein erlaubter 4f-zu-5d-Übergang liefert ein starkes, breites Gelbgrün-Band. Dy3+ (und andere dreiwertige Selt-Erden-Kodotierungen) erzeugen im Gitter Fallenniveaus: unter Licht werden Elektronen in Fallen gefangen, und nach Entfernen der Quelle werden sie nach thermischer Wahrscheinlichkeit zu Eu2+ zurück freigesetzt und strahlen erneut. Fallentiefe und -dichte bestimmen die Nachleucht-Dauer. Das lange Nachleuchten von Strontiumaluminat kommt von diesen relativ tiefen Eigen- und Dotier-Fallen, nicht von einem einfachen verbotenen Übergang eines gewöhnlichen Phosphors.
Angst vor Wasser: Hydrolyse-Verlust der Aluminate
SrAl2O4 ist wasser- und CO2-empfindlich. Die Oberfläche hydratisiert zuerst zu nicht lumineszierendem hydratisiertem Strontiumhydroxid und Aluminiumhydroxid und bildet eine kreidige, inaktive Schale, und die steigende Alkalinität kann zusätzlich das Harz angreifen. Die Lösung ist eine inerte Schalenhülle um das Korn (SiO2, Phosphat oder Tonerde), die das Pigment vom Wasser trennt; das ist dieselbe entscheidende Grenzflächenfrage, die bei der TiO2/SiO2-Oberflächenchemie der hydrophilen Nanobeschichtungen gegen Beschlagen behandelt wird. Lösungs- und 100-Prozent-Systeme können blanke Pulver für höhere Helligkeit nehmen, aber Wasser-Linien müssen verkapseltes Pulver nehmen, und die Schale verdünnt die Effizienz leicht: ein klar bepreister Handel.
Klarlack-Vergilbung und Absinken: zwei technische Abdunkelungswege
Der Phosphor ist ein anorganischer Kristall mit sehr langer Lebensdauer, daher kommt der Eindruck, dass eine Markierung im Gebrauch dunkler wird, meist von außerhalb: ein vergilbender Binder oder Klarlack blockt das 250-480 nm-Anregungslicht, dichtes Pigment sinkt ab und leert die Deckschicht, und Verschmutzung maskiert die Fläche. Die ersten zwei sind Rezepturfragen, beantwortet durch einen nicht vergilbenden aliphatischen Klarlack und starke Absink-Thixotropie; der Zielkonflikt des Klarlacks zwischen Härte und Transparenz wird in Härte und Zähigkeit von Nanokeramik-Klarlacken ausbalancieren ausgelotet.
Rezeptur und Applikationstechnik
Binder-Wahl: Wasser, UV und Lösungsmittel
Innenbeschilderung, Spielzeug und Dekor gehen wasserverdünnt (verkapseltes Pulver, VOC-armes Harz); schnelles Abbinden und hohe Klarheit weisen auf UV-Härtung; Außen- oder Anlagenortung weisen auf 2K-Polyurethan. Auf jeder Linie muss das Pigment benetzt werden, ohne die Verkapselungsschale zu brechen, daher wird niedrig bis mittel schernd dispergiert: zu langes Perlen- oder Sandmahlen zerschlägt die Schale und lässt die Hydrolyse anlaufen. Nach der Dispersion fixiert Thixotropie die Körner; ein gut dispergiertes, absinkgehemmtes Paket wie die Nano-Kieselsäure-Dispersion schützt Ladung und Filmgleichmäßigkeit.
Schichtdicke, Doppelschicht-Beschickung und Rückreflexion
Emission ist ein Volumeneffekt: ein einzelner Trockenfilm von 150-300 um ist ein üblicher Startpunkt. Für mehr Licht nimmt man eine pigmentierte Grundschicht plus klaren Decklack oder zwei Beschickungslagen. Ein heller oder reflektierender Untergrund (Folie oder Weißgrund) wirft das nach unten emittierte Licht zurück zur Front und hebt nutzbringend den Austritt; ein dunkler oder schwarzer Untergrund absorbiert es, und die Ladeeffizienz fällt stark.
Klarlack und Bewitterung
Der Klarlack muss hochtransparent, vergilbungsfrei und aufhellerfrei sein. Außenbauteile nehmen aliphatischen Polyurethan- oder Fluorpolymerlack und werden nach beschleunigter Bewitterung (Typ ISO 4892 oder QUV) auf Vergilbung (Delta YI) und Transmission kontrolliert. Wenn Klarlack und Deckschicht nahe beieinander liegende Brechungsindizes haben, entweicht das Licht leichter; zu starke Grenzflächen-Streuung hält es zurück und dämpft den Glanz.
Beschilderungs-Konformität und der Strukturfarben-Kontrast
Für Fluchtwege folgen Sicherheitsfarben und Symbole ISO 3864 und die Nachleucht-Performance ISO 17398 sowie der DIN-67510-Reihe: nach der Ladung die Helligkeit bei 10 und 60 min messen, um C/D/E zuzuordnen, und die Ablesbarkeit innerhalb 12 h bestätigen. Die werkseigene Kontrolle kann Integralhelligkeit oder ein einfaches Leuchtdichte-Messgerät nutzen, um Pigment-Ladung und Filmgleichmäßigkeit zu stichproben. Erzeugt man den Tageslook mit Strukturfarbe statt Pigment (siehe photonische Kristall-Strukturfarbe), dann beachte: das ändert den Nachleuchtpfad nach Lichtentzug nicht; es sind zwei verschiedene Mechanismen.
Drei Leuchtsysteme im Vergleich
| System | Emissionsmaximum | Relative Helligkeit und Nachleuchten | Wasserbeständigkeit | Typische Anwendung | Engineering-Hinweis |
|---|---|---|---|---|---|
| SrAl2O4:Eu2+,Dy3+ (grün) | rund 520 nm | Hoch, Nachleuchten 8 h und länger | Schlecht, braucht SiO2- oder Tonerde-Verkapselung | Fluchtzeichen, Konturen, Anlagenortung | Wasser braucht verkapseltes Pulver; niedrig-mittel schernd dispergiert |
| Sr4Al14O25:Eu2+,Dy3+ (blau-grün) | rund 480 nm | Mittel-hoch, Farbe blauverschoben | Schlecht, auch feuchteempfindlich | Farbige Schilder, Dekorbauteile | Mit grüner Qualität für Weiß oder Cyan mischen |
| ZnS:Cu (klassisch gelb-grün) | rund 530 nm | Niedrig, etwa ein Zehntel eines Aluminats | Besser und billig | Anspruchsloser Dekor, Spielzeug | Nicht wählen, wenn Helligkeit und Lebensdauer zählen |
Häufig gestellte Fragen
Kann eine nachleuchtende Beschichtung ein Notfalllicht ersetzen?
Nein. Sie speichert und gibt Licht passiv ab, die Helligkeit fällt monoton mit der Zeit, und sie ist für Fluchtweg-Führung, Konturlinien und Anlagenortung gedacht, nicht für die Arbeits-Beleuchtungsstärke. Notfallbeleuchtung hat eine eigene Norm.
Kann eine wasserverdünnte Rezeptur unverkapseltes Leuchtpulver nehmen?
Praktisch nein. Blankes Erdalkalialuminat hydrolysiert bei Wasserkontakt und verliert Licht, während es den pH anhebt und das Harz angreift. Eine Wasser-Linie muss SiO2- oder Tonerde-verkapselte Qualitäten nehmen und den kleinen Helligkeitsverlust durch die Schale in Kauf nehmen.
Wie lange laden, und wie lange leuchtet es im Dunkeln?
Das hängt von Beleuchtungsstärke und Zeit ab. Sonne oder starkes Licht sättigt in Minuten fast aus; ein paar hundert Lux innen brauchen länger. Nach dem Lichtentzug bleiben die ersten 60 min hell (das sind die DIN 67510-Bewertungspunkte 10 und 60 min), danach fällt ein langer Schwanz ab; ein gutes Aluminat-Produkt hält ein lesbares Nachleuchten über 8 h und länger.
Es leuchtet nach Jahren nicht mehr; ist das Pigmentverfall?
Meist nicht. Der anorganische Phosphor selbst ist sehr langlebig. Ein dunklerer Look kommt meist von einem vergilbenden Klarlack oder Binder, der Licht blockt, von absinkendem Pigment, das die Oberfläche aushungert, oder von Verschmutzung. Gegenmittel: nicht vergilbender aliphatischer Klarlack, starke Absink-Thixotropie und eine reinigbare Deckschicht.
Kann der Tageslook voll transparent oder dunkel sein?
Nicht voll transparent. Leuchtpulver sind blassgelbe bis gelb-grüne Körner, und bei hoher Flächenladung wirkt der Film trüb. Ein dunkler oder schwarzer Untergrund absorbiert das Anregungslicht und senkt die Lade-Entlade-Effizienz stark. Wenn man den Tageslook verstecken muss, pendelt man Ladung gegen Klarheit und Austritt.
Nach welcher Norm nimmt ein Exportkunde ab?
Nachleucht-Schilder zur Sicherheitskennzeichnung werden allgemein auf ISO 17398 bezogen und mit DIN 67510-1 (Klassierung in der Produktion) und DIN 67510-2 (Vor-Ort-Messung) geprüft: laden, dann die Helligkeit bei 10 und 60 min messen, um C, D oder E zuzuordnen, und die Ablesbarkeit innerhalb 12 Stunden bestätigen. Farbe und Symbolik folgen ISO 3864.
Last updated: 2026-10-01 | Normen und Literatur: DIN 67510-1:2020 / DIN 67510-2, ISO 17398, ISO 3864; Materials 3(5):2536-2566 (doi:10.3390/ma3052536), Coatings 13(4):808 (doi:10.3390/coatings13040808). Author: Kexin New Materials (Guangdong) Co., Ltd. technical team. Trade terms: EXW/FOB only.