CN1764615A - 发光瓷砖及其制备方法 - Google Patents

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CN1764615A CNA038263068A CN03826306A CN1764615A CN 1764615 A CN1764615 A CN 1764615A CN A038263068 A CNA038263068 A CN A038263068A CN 03826306 A CN03826306 A CN 03826306A CN 1764615 A CN1764615 A CN 1764615A
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Abstract

本发明涉及含有磷光性材料的发光瓷砖及其制造方法，用包含磷光性磷光体的发光釉粉涂布或填充瓷砖，然后烘焙，据此获得所述发光瓷砖，所述磷光性磷光体包含MAl2O4化合物(M：金属)作为基质。因为可以通过干法制造所述发光瓷砖，所以该制造方法比较方便，并且可以通过工序自动化进行大量生产。另外，本发明的发光瓷砖可以在高温下进行烘焙，而且不会产生诸如在磷光性材料上出现细微裂纹等劣化现象。

Description

发光瓷砖及其制备方法
技术领域
本发明主要涉及含有磷光性物质的发光瓷砖及其制备方法，更具体地，本发明涉及通过在瓷砖上涂布或填充发光釉粉，然后烧制涂布有或填充有所述发光釉粉的瓷砖而制得的发光瓷砖，以及采用干法制备所述发光瓷砖的方法，其中，所述的发光釉粉通过混合磷光性磷光体而获得，所述磷光性磷光体含有以MAl2O4(M：金属)表示的化合物作为基质晶体。
背景技术
通常，由于瓷砖具有优异的诸如耐用性、防水性和耐磨性等物理特性，安装简单，并且安装后不易破碎或褪色，因此作为保护建筑物受覆盖表面的优异的建筑材料，瓷砖是非常突出的。
但是，因为瓷砖在暗处无法显示其形状，所以它们具有无法显示其结构或形状的缺点。
同时，当在突发事件中内部电力未供应至地下建筑或房屋时，就没有用于指示紧急出口通道的手段，这会导致重大事故。
目前，已经知道多种发光标志，并且通过使用发光涂料或发光塑料物质(例如发光的胶带、粘着剂或丙烯板)使所述发光标志定位在特定基材上。当失去光亮后，这些标志无法长时间地保持发光效果，并且当它们在火灾中被烧掉时就无法展现出它们的最初功能。当将常规标志安装在底部时，由于多种因素使其在短时间内即发生磨损而失去发光效果，由于这些问题，常规发光标志需要经常保养，这会花费大量的保养费用。
发明内容
本发明披露了通过在瓷砖上涂布或填充发光釉粉然后烧制涂布有或填充有所述发光釉粉的瓷砖而制得的发光瓷砖，以及采用干法制备所述发光瓷砖的方法，其中，所述的发光釉粉是通过混合磷光性磷光体而获得，所述磷光性磷光体含有以MAl2O4(M：金属)表示的化合物作为基质晶体。
在一个实施方案中，本发明提供了通过在瓷砖上涂布或填充发光釉粉，然后在600℃～1200℃的温度范围内烧制涂布有或填充有所述发光釉粉的瓷砖而制得的发光瓷砖，其中，所述的发光釉粉通过将50重量％～90重量％的磷光性磷光体和10重量％～50重量％的釉料干混而获得，所述磷光性磷光体含有以MAl2O4(M：金属)表示的化合物作为基质晶体。本发明还提供了所述发光瓷砖的制备方法。
如上所述，所述发光釉粉通过将50重量％～90重量％的磷光性磷光体和10重量％～50重量％的釉料干混而制备，所述磷光性磷光体含有以MAl2O4(M：金属)表示的化合物作为基质晶体。
优选地，所述M为(i)∶(i)选自钙(Ca)、锶(Sr)、钡(Ba)及其混合物，或M为(ii)∶(i)的金属和镁的合金。
优选地，所述的磷光性磷光体含有作为活化剂的铕和选自铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钐(Sm)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)和镥(Lu)的至少一种或多种共活化剂。
磷光性磷光体为其光储元素储存光能并在暗处发光的材料。在一个实施方案中，Stone Nemoto Co.，Ltd.生产的LumiNova满足上述条件，并且具有优良的耐光性和持久的余辉特性，因此被用作磷光性磷光体。
釉料是可商购的混合物，其可通过烧制二氧化硅和可溶焊剂并进行粉碎而获得。即，所述釉料可以通过先熔化原料，使其呈玻璃态，然后将其粉碎而获得。
在一个实施方案中，预先通过对用于800℃的釉料(200目)(HeGwangCeramics Co.，Ltd.)进行粉碎并干燥该釉料而获得具有预定尺寸(600目)的颗粒。然后，按预定比率，将磷光性磷光体与所述颗粒混合而制得发光釉粉。
通过干法将发光釉粉涂布或填充在瓷砖上，来制备根据本发明实施方案的发光瓷砖。由于采用了干法，因此可以根据瓷砖的预期用途通过在平面瓷砖上涂布发光釉粉而形成所需要的图案，或通过将发光釉粉填充在挖空成预定形状的瓷砖的凹槽中，来制备发光瓷砖。
在一个实施方案中，取决于在平面瓷砖上涂布发光釉粉的工序，或通过将发光釉粉填充在挖空成预定形状的瓷砖的凹槽中的工序，制备本发明的发光瓷砖的方法有所不同。
通过在瓷砖的挖空的凹槽中填充发光釉粉而制造瓷砖的方法包括以下几个步骤：
(a)制备以预定形状挖空有凹槽的瓷砖；
(b)将发光釉粉填充到所述凹槽中，其中，所述发光釉粉通过将50重量％～90重量％的磷光性磷光体和10重量％～50重量％的釉料干混而获得，所述磷光性磷光体含有以MAl2O4(M：金属)表示的化合物作为基质晶体；
(c)在填充有发光釉粉的瓷砖的上部涂布釉料；和
(d)在600℃～1200℃的温度范围内烧制涂有釉料的瓷砖。
在步骤(a)中，挖空瓷砖使其凹槽具有各种图案或代表性标志。使瓷砖中所挖空的凹槽形成装饰性图案或各种代表性标记，其目的是在其中填充发光釉粉。
这里，通过铸塑成型或雕刻形成具有预定形状的凹槽以具有不同图案或代表性标志。优选地，在瓷砖中挖出的凹槽深度为0.3mm～2mm。
在步骤(b)中，将经干燥粉碎的发光釉粉填充到步骤(a)中制备的瓷砖的凹槽中。尽管可以通过手工来进行填充步骤，但是由于发光釉料为干燥粉末型，优选使用丝网装置来进行填充工序。虽然按照惯例是用液态釉料通过手工进行填充工序，但是通过使用干粉型釉料可以进行自动化操作。
为了保护填充有发光釉粉的区域，在步骤(c)中，涂布釉料以覆盖所述的填充区域。优选地，所述釉料是可以在600℃～900℃的温度范围内使用的低温釉料，或是可以在900℃～1200℃温度范围内使用的高温釉料。因为在使用液态釉料的常规湿法中使用的是低温釉料而不是高温釉料，所以难以提高耐磨性。但是，在本发明的实施方案中使用高温釉料的干法可以提高瓷砖的耐磨性。
根据本发明的实施方案，在步骤(c)中使用的釉料是由KoreaCeramics Co.，Ltd.生产的尺寸为0.1mm～0.32mm的颗状的用于830℃和950℃的Vetrosa。
在步骤(d)中，发光瓷砖是通过在600℃～1200℃的温度范围内将涂有釉料的瓷砖烧制30分钟～80分钟而获得的。如果在步骤(c)中使用的釉料是低温釉料，则烧制工序在低温进行，如果在步骤(c)中使用的釉料是高温釉料，则烧制工序在高温进行。但是，为了提高瓷砖的耐磨性，优选在900℃～1200℃的高温烧制瓷砖。
优选地，将在凹槽中填充有发光釉粉的瓷砖用作耐磨性要求相对较高的地面砖，因为发光釉料是被填充在此类瓷砖中。
同时，通过在平面瓷砖上涂布发光釉粉而制备发光瓷砖的方法包括以下步骤：
(a)制备没有图案的平面瓷砖；
(b)在瓷砖上以预定形状涂布发光釉粉，其中，所述发光釉粉通过将50重量％～90重量％的磷光性磷光体和10重量％～50重量％的釉料干混而获得，所述磷光性磷光体含有以MAl2O4(M：金属)表示的化合物作为基质晶体；
(c)将釉料涂布在涂布有发光釉粉的瓷砖的上部；和
(d)在600℃～1200℃的温度范围内烧制涂有釉料的瓷砖。
在上述的工序中，本发明的发光瓷砖是通过在平面瓷砖上以预定形状涂布发光釉粉(而不是在经挖空的瓷砖凹槽中填充发光釉粉)而获得。
在步骤(b)中，通过丝网法以各种图案或代表性标记的形状将发光釉粉涂在平面瓷砖的上部。釉粉涂层厚度取决于丝网中所使用的网孔的厚度。优选地，涂层厚度为0.3mm～1.5mm。
当通过上述工序涂布发光釉粉时，由于涂层具有厚度，涂有发光釉粉的区域从平面瓷砖上突出。因此，通过上述工序制备的瓷砖是适合于耐磨性要求相对较低的墙面砖的。
步骤(c)和步骤(d)与前述在瓷砖中挖空凹槽的方法中的步骤(c)和步骤(d)是相同的。
附图说明
图1是说明本发明实施方案的发光瓷砖在亮处显示的照片。
图2是说明图1中的发光瓷砖在暗处显示的照片。
图3是说明通过对本发明实施方案的发光瓷砖的余辉亮度进行测量而获得的结果的曲线图。
具体实施方式
在下文中，将对本发明进行具体描述。但是，应该理解，本发明并不限于所披露的特定形式。
制备例1～4.发光釉粉的制备
将包含以SrAl2O4表示的化合物的由Stone Nemoto Co.，Ltd.生产的LumiNova用作磷光性磷光体，以获得本发明的釉粉。使用通过对用于800℃的釉料(200目)(HeKwang Ceramics Co.，Ltd.)进行粉碎并干燥该釉料而获得的具有预定尺寸的颗粒(600目)。
通过以预定比率混合磷光性磷光体和所述釉料粉末，来制备本发明的发光釉粉。
<表1>
  磷光性磷光体(重量％)   釉料(重量％)
  制备例1   90   10
  制备例2   80   20
  制备例3   70   30
  制备例4   60   40
实施例1～5.地面砖的制造
将瓷砖粉末原料成型为瓷砖，其中，使用挖空有箭头图案()的模具挖出箭头图案凹槽。用丝网装置将由制备例1～4获得的发光釉粉填充到所述凹槽中，用釉料(Vetrosa，Korea Ceramics Co.，Ltd.)对填充有发光釉粉的上部进行涂布，并且在600℃～1200℃的温度范围内烧制，据此获得本发明的地面砖。
下表2显示了取决于凹槽的深度和发光釉粉的种类的具体制备例。
<表2>
  实施例分类   凹槽深度(mm)   所使用的发光釉粉   烧制温度和时间
  实施例1   1-1   0.3   制备例1   700℃/40分钟
  1-2   制备例2   720℃/50分钟
  1-3   制备例3   860℃/60分钟
  1-4   制备例4   950℃/60分钟
  1-5   制备例4   1050℃/60分钟
  实施例2   2-1   0.7   制备例1   700℃/40分钟
  2-2   制备例2   720℃/50分钟
  2-3   制备例3   860℃/60分钟
  2-4   制备例4   950℃/60分钟
  2-5   制备例4   1050℃/60分钟
  实施例3   3-1   1.1   制备例1   700℃/40分钟
  3-2   制备例2   720℃/50分钟
  3-3   制备例3   860℃/60分钟
  3-4   制备例4   950℃/60分钟
  3-5   制备例4   1050℃/60分钟
  实施例4   4-1   1.6   制备例1   700℃/40分钟
  4-2   制备例2   720℃/50分钟
  4-3   制备例3   860℃/60分钟
  4-4   制备例4   950℃/60分钟
  4-5   制备例4   1050℃/60分钟
  实施例5   5-1   2.0   制备例1   700℃/40分钟
  5-2   制备例2   720℃/50分钟
  5-3   制备例3   860℃/60分钟
  5-4   制备例4   950℃/60分钟
  5-5   制备例4   1050℃/60分钟
实施例6～9.墙面砖的制造
通过使用丝网装置，将由制备例1～4获得的发光釉粉以箭头图案()涂布到没有图案的平面瓷砖上。用釉料(Vetrosa，Korea CeramicsCo.，Ltd.)对填充有发光釉粉的上部进行涂布，并且在600℃～1200℃的温度范围内烧制，据此获得本发明的墙面砖。
下表3显示了取决于涂层的厚度和所使用的发光釉粉的种类的具体制备例。
<表3>
  实施例分类   凹槽深度(mm)   所使用的发光釉粉   烧制温度和时间
  实施例6   6-1   0.3   制备例1   700℃/40分钟
  6-2   制备例2   720℃/50分钟
  6-3   制备例3   860℃/60分钟
  6-4   制备例4   950℃/60分钟
  6-5   制备例4   1050℃/60分钟
  实施例7   7-1   0.7   制备例1   700℃/40分钟
  7-2   制备例2   720℃/50分钟
  7-3   制备例3   860℃/60分钟
  7-4   制备例4   950℃/60分钟
  7-5   制备例4   1050℃/60分钟
  实施例8   8-1   1.1   制备例1   700℃/40分钟
  8-2   制备例2   720℃/50分钟
  8-3   制备例3   860℃/60分钟
  8-4   制备例4   950℃/60分钟
  8-5   制备例4   1050℃/60分钟
  实施例9   9-1   1.5   制备例1   700℃/40分钟
  9-2   制备例2   720℃/50分钟
  9-3   制备例3   860℃/60分钟
  9-4   制备例4   950℃/60分钟
  9-5   制备例4   1050℃/60分钟
实验例1.所述瓷砖的余晖亮度的测定实验
表4显示了对由所述实施例获得的发光瓷砖的余晖亮度进行测量的结果。
通过用25W荧光在距所述发光瓷砖20cm的距离照射20分钟，并在WookSung Chemicals Co.，Ltd.的LUMINANCE METER TOPCONBM-8镜头上2°的读数而对光进行测量，获得表4的余晖亮度。实验是在21±1℃的温度进行的。
<表4>
  余晖亮度(mcd/m2)
  消逝时间(分钟)  实施例4-3   实施例3-3  实施例2-3  实施例5-3  实施例7-3
  起始(0)  12050   11620  11000  12400  9030
  2  8830   8410  8050  9080  6590
  4  6800   6460  6200  7010  5070
  6  5250   4980  4780  5400  3900
  8  3890   3690  3540  4000  2890
  10  2410   2290  2210  2490  1790
  20  1280   1210  1180  1320  950
  30  855   820  810  890  630
  60  670   720  640  710  500
  120  560   540  530  590  415
  180  450   440  430  480  340
  240  300   290  283  320  230
  300  200   193  190  220  151
  360  115   110  103  130  86
  420  90   84  80  100  65
  480  70   63  60  80  50
  540  40   37  33  48  24
  600  30   27  24  36  18
  660  15   13  10  18  8
  720  8   6  5  9  3
如表4所示，当用荧光照射20分钟时，在光被阻断5小时后，本发明的发光瓷砖显示出超过100mcd/m2(毫坎德拉/米2)的优异的余晖亮度，并在光被阻断12后仍保持至少3mcd/m2的亮度。
工业实用性
如早先所讨论的那样，本发明的发光瓷砖具有在暗处发光的磷光特性，当在建筑内部无电力供应时，可以有效地用作突发事件用途的代表性标志，并用作能够带来诸如节能等经济效益的广告代替品。还有，由于可以将所述发光瓷砖用作装饰性瓷砖和道路的行驶车道，所以可以将该发光瓷砖用于各种领域。
特别地，由于本发明的发光瓷砖是通过干法制造的，其制造工序简单，易于通过工序自动化而大量生产。而且，烧制工序是在在高温进行，在所制造的磷光材料瓷砖上不会产生诸如裂纹等缺陷。

Claims (21)

1.一种发光瓷砖，该发光瓷砖通过在瓷砖上涂布或填充发光釉粉，然后在600℃～1200℃的温度范围内烧制涂布有或填充有所述发光釉粉的瓷砖而制得，其中，所述发光釉粉通过将50重量％～90重量％的磷光性磷光体与10重量％～50重量％的釉料干混而获得，所述磷光性磷光体含有以MAl2O4表示的化合物作为基质晶体，其中M为金属。
2.如权利要求1所述的发光瓷砖，其中，所述M选自钙、锶、钡及其混合物。
3.如权利要求2所述的发光瓷砖，其中，所述M为镁与选自钙、锶、钡的金属及所述金属的混合物的合金。
4.如权利要求1所述的发光瓷砖，其中，所述磷光性磷光体包含作为活化剂的铕和选自铈、镨、钕、钐、镝、钬、铒、铥、镱和镥的至少一种或多种共活化剂。
5.如权利要求1所述的发光瓷砖，其中，以0.3mm～1.5mm的厚度涂布所述发光釉粉。
6.如权利要求1所述的发光瓷砖，其中，将所述发光釉粉填充到挖空深度为0.3mm～2mm的瓷砖的凹槽中。
7.如权利要求6所述的发光瓷砖，其中，所述的凹槽具有各种图案或代表性标志的形状。
8.如权利要求1所述的发光瓷砖，其中，所述涂布工序或填充工序是通过丝网法进行的。
9.一种制备发光瓷砖的方法，该方法包括以下步骤：
(a)制备以预定形状挖空有凹槽的瓷砖；
(b)将发光釉粉填充到所述凹槽中，其中，所述发光釉粉通过将50重量％～90重量％的磷光性磷光体和10重量％～50重量％的釉料干混而获得，所述磷光性磷光体含有以MAl2O4表示的化合物作为基质晶体，其中M为金属；
(c)在填充有发光釉粉的瓷砖的上部涂布釉料；和
(d)在600℃～1200℃的温度范围内烧制涂有釉料的瓷砖。
10.如权利要求9所述的方法，其中，通过铸塑成型或雕刻使步骤(a)中的瓷砖凹槽具有各种图案或代表性标志。
11.如权利要求9所述的方法，其中，步骤(a)中的瓷砖凹槽具有0.3mm～2mm的深度。
12.如权利要求9所述的方法，其中，步骤(b)中的填充工序通过丝网装置进行。
13.如权利要求9所述的方法，其中，步骤(c)中的釉料是可以在600℃～900℃的温度范围内使用的低温釉料或可以在900℃～1200℃的温度范围内使用的高温釉料。
14.如权利要求9所述的方法，其中，所述M为(i)：(i)选自钙、锶、钡及其混合物，或M为(ii)：(i)的金属和镁的合金。
15.如权利要求9所述的方法，其中，所述磷光性磷光体包含作为活化剂的铕和选自铈、镨、钕、钐、镝、钬、铒、铥、镱和镥的至少一种或多种共活化剂。
16.一种制造发光瓷砖的方法，该方法包括以下步骤：
(a)制备没有图案的平面瓷砖；
(b)在瓷砖上以预定形状涂布发光釉粉，其中，所述发光釉粉通过将50重量％～90重量％的磷光性磷光体和10重量％～50重量％的釉料干混而获得，所述磷光性磷光体含有以MAl2O4表示的化合物作为基质晶体，其中M为金属；
(c)将釉料涂布在涂布有发光釉粉的瓷砖的上部；和
(d)在600℃～1200℃的温度范围内烧制涂有釉料的瓷砖。
17.如权利要求16所述的方法，其中，通过丝网法以各种图案或代表性标记的形状涂布步骤(b)中的发光釉粉。
18.如权利要求16或17所述的方法，其中，以0.3mm～1.5mm的厚度涂布所述发光釉粉。
19.如权利要求16所述的方法，其中，步骤(c)中的釉料是可以在600℃～900℃的温度范围内使用的低温釉料或可以在900℃～1200℃的温度范围内使用的高温釉料。
20.如权利要求16所述的方法，其中，所述M为(i)：(i)选自钙、锶、钡及其混合物，或M为(ii)：(i)的金属和镁的合金。
21.如权利要求16所述的方法，其中，所述磷光性磷光体包含作为活化剂的铕和选自铈、镨、钕、钐、镝、钬、铒、铥、镱和镥的至少一种或多种共活化剂。
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