KR20080109962A - Dried mud block coated with phosphorescent phosphor layer and method for fabricating the same - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 발명에 따른 축광 흙블록의 구성 단면도1 is a cross-sectional view of the configuration of the photoluminescent soil block according to the present invention
도 2는 본 발명에 따른 축광 흙블록 실물 예들을 나타낸 사진Figure 2 is a photograph showing a photoluminescent earth block physical examples according to the present invention
도 3은 본 발명에 따른 축광 흙블록의 시간에 따른 밝기 감소 경향성을 보여주는 그래프Figure 3 is a graph showing the tendency to decrease the brightness over time of the photoluminescent dirt block according to the present invention
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
1: 흙블록 기판 2: 평탄화층1: earth block substrate 2: planarization layer
3: 배면반사층 4: 축광층3: back reflection layer 4: photoluminescent layer
5: 보호층5: protective layer
본 발명은 축광층이 코팅된 흙블록 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 최근 환경 문제 때문에 시멘트 블록의 대체용으로 주목을 받고 있는 흙블록에 축광층을 코팅하여 옥외 또는 옥내에서 안전 유도 라인이나 인테리어 용도로 응용할 수 있도록 한 것이다.The present invention relates to a clay block coated with a photoluminescent layer and a method of manufacturing the same, and more particularly, to induce safety in the outdoors or indoors by coating a photoluminescent layer on an earthblock that has recently attracted attention as a substitute for a cement block due to environmental problems. It can be applied to line or interior use.
일반적으로, 축광이란 빛을 잠시 축적하였다가 축적된 빛 에너지가 어두운 암전상태에서 발광하는 것을 말하며, 상기 축광은 형광(fluorescence), 인광(phosphorescence), 화학발광(chemiluminescence)으로 나뉜다. In general, photoluminescence refers to light that accumulates light for a while and accumulated light energy is emitted in a dark dark state. The photoluminescence is divided into fluorescence, phosphorescence, and chemiluminescence.
축광과 형광의 공통점은 모두 빛(짧은 파장의 가시광) 또는 여러 형태의 에너지(전기장, 고속전자, 화학에너지 등)를 받아서 빛을 내는 발광 현상을 나타내는 데 있으며, 축광과 형광의 다른 점은 에너지를 받아 발광하는 사이의 시간의 길고 짧음에 있다.The common feature of photoluminescence and fluorescence is light emission, which emits light by receiving light (short wavelength visible light) or various forms of energy (electric field, high-speed electrons, chemical energy, etc.). It is in the long and short of the time between receiving and emitting light.
즉, 에너지를 받는 중에 발광하면 형광, 에너지를 받고도 어느 시간 지나서 발광하는 현상을 축광이라 한다.In other words, when light is emitted while receiving energy, a phenomenon in which light is emitted after a certain time even when receiving fluorescence and energy is called photoluminescence.
한편, 축광 물질은 평상 시에 빛을 축적하고 있다가 일몰 및 정전 등에 의해 어두워지면 빛을 내는 특징이 있는데, 축광 물질의 특성을 이용한 제품으로서는 축광안료, 축광 시트, 혹은 축광 필름, 축광 테이프 등이 있으며, 이들 제품은 안전표지, 유도표지, 도로표지, 위치표지 등의 각종 표지판으로 사용되거나, 헬멧이나 작업복 등의 안전용품에 응용되거나, 지하철이나 지하실(지하차고, 창고, 기관실) 혹은 빌딩 등 안전관리 대상지역에 적용되며, 기타 광고용품이나 인테리어용품, 팬시용품 등에 응용된다.On the other hand, the photoluminescent material accumulates light at normal times and emits light when it becomes dark due to sunset and blackout.A product using the characteristics of the photoluminescent material includes a photoluminescent pigment, a photoluminescent sheet, a photoluminescent film and a photoluminescent tape. These products can be used as various signs such as safety signs, guide signs, road signs, location signs, applied to safety products such as helmets and work clothes, safety in subways, basements (basement garages, warehouses, engine rooms) or buildings. It is applied to the area to be managed, and is applied to other advertising items, interior goods, fancy goods, etc.
특히, 축광 시트나 축광 필름은 최근 지하철이나 터널 내부에서 발생하는 정전이나 화재 등으로 인해 출구유도 표시의 중요성이 한층 강화도고 있어 그 중요성도 높아지고 있는 실정이다.In particular, the photoluminescent sheet or the photoluminescent film has recently become increasingly important due to the importance of the display of the exit induction due to power outages or fires occurring inside subways or tunnels.
한편, 시멘트 블록은 통상적으로 일반 보도블록이나 특수 보도블록, 보강토 블록, 스플릿 블록, 콘크리트 벽돌 등의 제품으로서 보도블록용을 비롯하여 지하철 등의 각종 건물이나 터널 등의 구조물 시공시 널리 사용되어 오고 있으나, 최근 환경 문제 때문에 시멘트 블록의 대체용으로 흙블록이 주목을 받고 있는 실정이다.On the other hand, cement blocks are generally products such as general sidewalk blocks, special sidewalk blocks, reinforced earth blocks, split blocks, concrete bricks, etc., and have been widely used in the construction of various buildings and tunnels, such as subway blocks, Recently, due to environmental problems, earth blocks are receiving attention as a substitute for cement blocks.
따라서, 이러한 흙블록이 시멘트 블록을 대신하여 각종 구조물의 시공재료로 적용되는 경우에 있어서, 유도표지 혹은 기타 표지 등을 위해 흙블록에 기존의 축광 필름 또는 축광 시트를 부착하여 사용하면 시간이 지남에 따라 흙블록으로부터 쉽게 축광 필름이나 축광 시트가 박리되는 문제점이 발생하게 된다.Therefore, when such an earth block is applied as a construction material of various structures in place of a cement block, it is necessary to attach an existing photoluminescent film or light emitting sheet to the earth block for induction signs or other marks, and so on. Accordingly, a problem arises in that the photoluminescent film or the photoluminescent sheet is easily peeled from the earth block.
즉, 축광 필름 또는 축광 시트를 접착제를 사용하여 흙블록에 부착하여 사용하면 시간이 지남에 따라 축광 필름이나 축광 시트가 흙블록에서 박리되어 축광 제품의 기능이 효과적으로 발현되지 못하게 되는 문제가 발생한다.That is, when the photoluminescent film or the photoluminescent sheet is attached to the earth block using an adhesive, a problem arises that the photoluminescent film or the photoluminescent sheet is peeled off the earth block over time so that the function of the photoluminescent product is not effectively expressed.
그리고, 위와 같이 축광 필름이나 축광 시트가 흙블록으로부터 박리되어 축광 제품으로서의 정상적인 기능이 발현되지 못하게 되면, 정전이나 화재 등으로 인한 비상시 출구유도 표지등 각종 표지 기능이 상실되어, 공공시설 등에 있어서의 안전관리에 큰 문제점이 야기된다.When the photoluminescent film or the photoluminescent sheet is peeled from the earth block as described above, and the normal function as the photoluminescent product is not expressed, various signs such as exit induction indicators in case of emergency due to power failure or fire are lost, and the safety in public facilities, etc. Big problems arise in management.
본 발명은 상기한 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 최근 환경 문제 때문에 시멘트 블록의 대체용으로 주목을 받고 있는 흙블록에 적용함에 있어서 기존 축광 필름이나 축광시트를 적용시 발생하게 되는 박리현상 없이 효과적으로 옥외 또는 옥내에서 안전 유도 표지 등으로 응용할 수 있는 축광층이 코팅된 흙블록 및 그 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention is to solve the above-mentioned problems, and in the case of applying to the earth block that has recently attracted attention as a substitute for cement blocks due to environmental problems effectively outdoor without peeling phenomenon that occurs when applying a conventional photoluminescent film or photoluminescent sheet Another object is to provide a clay block coated with a photoluminescent layer that can be applied as a safety induction marker indoors, and a method of manufacturing the same.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 베이스를 이루는 흙블록과; 상기 흙블록의 표면에 표면 평탄화를 위해 형성되는 평탄화층과; 상기 평탄화층 위에 축광층의 효율 향상을 위해 형성되는 배면반사층과; 상기 배면반사층 위에 축광을 위해 형성되는 축광층과; 상기 축광층 위로 축광층의 보호를 위해 형성되는 보호층을 포함하여서 됨을 특징으로 하는 축광 흙블록이 제공된다.The present invention, in order to achieve the above object, the soil block forming a base; A planarization layer formed on the surface of the earth block for planarization of the surface; A back reflection layer formed on the planarization layer to improve efficiency of the photoluminescent layer; A photoluminescent layer formed on the back reflection layer for photoluminescence; There is provided a photoluminescent dirt block comprising a protective layer formed on the photoluminescent layer to protect the photoluminescent layer.
한편, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 형태에 따르면, 흙블록의 거친 표면을 평탄화하는 공정; 축광층의 효율을 극대화하기 위한 배면반사층을 스프레이 코팅 또는 브러시 코팅 법 등을 이용하여 코팅하는 공정; 배면반사층 위에 유기 결합제와 축광 분말의 혼합 페이스트를 코팅하여 축광층을 형성하는 공정; 그리고, 그 위에 보호층으로 투명한 UV 경화성 에폭시 수지를 코팅하는 공정;을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 축광 흙블록 제조방법이 제공된다.On the other hand, according to another aspect of the present invention for achieving the above object, the step of planarizing the rough surface of the earth block; Coating a back reflection layer for maximizing the efficiency of the photoluminescent layer by spray coating or brush coating; Coating a mixed paste of an organic binder and a photoluminescent powder on the back reflection layer to form a photoluminescent layer; And, there is provided a photoluminescent earth block manufacturing method comprising a; coating a transparent UV curable epoxy resin with a protective layer thereon.
이렇게 제조된 축광층이 코팅된 흙블록의 구성 단면도는 도면 1에 표시되어 있고, 도 2는 이와 같은 방법으로 제작된 축광 흙블록의 실물 사진이다. 도 3은 본 발명의 축광 흙블록을 이용하여 시간에 따른 휘도 변화를 측정한 자료이다. The sectional view of the earth block coated with the photoluminescent layer thus prepared is shown in FIG. 1, and FIG. 2 is a real photograph of the photoluminescent earth block manufactured by the above method. 3 is a data of measuring the luminance change over time using the photoluminescent soil block of the present invention.
참고로, 한국소방검정공사의 소방법상에는 5분 후 (110mcd/m2 이상), 10분 후 (50mcd/m2 이상), 20분 후 (24mcd/m2 이상), 60분 후 (7mcd/m2 이상) 등을 규정하고 있다. 7mcd/m2에서는 거의 식별이 안 되는 데, 도 3의 그래프를 참조하면 본 발 명의 축광 흙블록은 100분 후에도 10mcd/m2 의 휘도 값을 나타내는 등 소방법상의 휘도 조건을 모두 만족하고 있음을 알 수 있다.For reference, the fire protection method of Korea Fire Protection Corporation includes after 5 minutes (more than 110mcd / m 2 ), after 10 minutes (more than 50mcd / m 2 ), after 20 minutes (more than 24mcd / m 2 ), after 60 minutes (7mcd / m 2 or more). It is hardly identified at 7mcd / m 2. Referring to the graph of FIG. 3, it is understood that the phosphorescent earth block of the present invention satisfies all the luminance conditions of the fire method such as displaying a luminance value of 10mcd / m 2 even after 100 minutes. Can be.
이와 같이 구성된 본 발명은, 최근 환경 문제 때문에 시멘트 블록의 대체용으로 주목을 받고 있는 흙블록에 적용함에 있어서 기존 축광 필름이나 축광시트를 적용시 발생하게 되는 박리현상 없이 효과적으로 옥외 또는 옥내에서 안전 유도 표지로 응용될 수 있는 등 그 적용범위가 매우 넓다.The present invention configured as described above is effective in the outdoor or indoor safety induction sign without peeling phenomenon that occurs when applying a conventional photoluminescent film or photoluminescent sheet in the earth block, which is recently attracting attention as a replacement for cement blocks due to environmental problems. The range of application is very wide.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 축광층이 코팅된 흙블록의 구성 단면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 축광 흙블록의 실물 예들을 나타낸 사진이며, 도 3은 본 발명에 따른 축광 흙블록에서 측정한 시간에 따른 휘도 변화를 측정하여 나타낸 그래프이다. 1 is a cross-sectional view of a configuration of a clay block coated with a photoluminescent layer according to the present invention, Figure 2 is a photograph showing real examples of the photoluminescent soil block according to the present invention, Figure 3 is measured in the photoluminescent soil block according to the present invention This graph shows the change in luminance over time.
도 1을 참조하면, 본 발명의 축광 흙블록은, 베이스를 이루는 흙블록(1)과, 상기 흙블록(1)의 표면에 표면 평탄화를 위해 형성되는 평탄화층(2)과, 상기 평탄화층(2) 위에 축광 효율 향상을 위해 형성되는 배면반사층(3)과, 상기 배면반사층(3) 위에 축광을 위해 형성되는 축광층(4)과, 상기 축광층(4) 위로 상기 축광층의 보호를 위해 형성되는 보호층(5)을 포함하여 구성된다.Referring to Figure 1, the photoluminescent earth block of the present invention, a base earth block (1), a planarization layer (2) is formed on the surface of the earth block (1) and the planarization layer ( 2) a
이때, 상기 배면반사층(3)은 TiO2 분말을 포함하여 구성되며, 상기 축광층(4)은 축광 분말과 유기결합제를 포함하여 구성되고, 상기 보호층(5)은 투명한 수지인 UV 경화성 에폭시 수지로 구성됨이 바람직하나, 동일 내지 유사한 기능을 수행하는 다른 재료로 변경될 수 있다.In this case, the
이와 같이 구성된 본 발명의 축광 흙블록의 제조 과정은 다음과 같다.The manufacturing process of the photoluminescent earth block of the present invention configured as described above is as follows.
먼저, 베이스를 이루는 흙블록(1)이 준비된 상태에서, 상기 흙블록(1)의 거친 표면을 평탄화하는 평탄화 공정이 수행된다.First, in a state in which the
이어, 평탄화 공정에 의해 형성된 평탄화층(2) 위로 축광 효율을 극대화하기 위한 배면반사층(3)을 스프레이 코팅 또는 브러시 코팅 법 등을 이용하여 코팅하는 공정이 수행된다.Subsequently, a process of coating the
그 다음, 상기 배면반사층(3) 위에 스프레이 코팅 또는 브러시 코팅 법 등을 이용하여 유기결합제와 축광 분말의 혼합 페이스트를 코팅함으로써 축광층(4)을 형성하는 공정을 수행한다.Next, a process of forming the
축광층(4) 형성 후, 마지막으로 그 위에 보호층(5)으로 투명한 UV 경화성 에폭시 수지를 코팅하는 공정을 수행하게 되며, 이에 따라 축광층(4)을 구비한 흙블록의 제조가 완료된다.After the formation of the
상기에서 흙블록 표면의 평탄화를 위한 공정에 사용되는 페이스트는 폴리우레탄 등의 고분자 유기결합제를 그대로 이용할 수도 있고, 배면반사층 용으로 제작된 페이스트를 이용할 수도 있다. 또는 석회 등을 이용하여 흙블록 표면의 평탄화층(1) 형성 공정을 수행하는 것도 가능하다. As the paste used in the process for planarizing the surface of the soil block, a polymer organic binder such as polyurethane may be used as it is, or a paste prepared for a back reflection layer may be used. Alternatively, it is also possible to perform the process of forming the
그리고, 모든 층의 코팅은 상기의 순서대로 브러시를 이용하여 페인팅 방법으로 적층으로 제조하는 것이 바람직하나, 이러한 코팅 공정은 스프레이 법, 스크 린 프린팅 법 등으로 대체할 수 있다. In addition, the coating of all layers is preferably manufactured by lamination by painting using a brush in the above order, but such a coating process may be replaced by a spray method, a screen printing method, or the like.
그리고, 각 페이스트를 코팅할 때마다 코팅된 필름을 드라이 오븐(dry oven) 속에 넣어 소정시간 동안 건조시키게 된다. 특히 상기 드라이 오븐의 온도를 50∼200℃로 유지시키고 10분∼5시간 정도 건조시켜 제조하는 것이 바람직하다. And, each coating of the paste is put in a dry oven (dry oven) to dry for a predetermined time. In particular, it is preferable to maintain the temperature of the dry oven at 50 to 200 ℃ and to dry for 10 minutes to 5 hours.
참고로, 도 2는 본 발명에 따라 제조된 축광 흙블록의 실물 사진으로서, 1000 lux 밝기의 광원으로 10분간 조사시킨 상태에서 다시 주위 조도를 0 lux (광원 제거 상태)로 한 직후의 축광 흙블록 발광 사진이다. 도 2를 참조하면 하부의 평탄화 정도에 따라서 밝기가 다름을 알 수 있다. 따라서, 평탄화 정도를 조절하여 축광 흙블록의 밝기를 원하는 상태로 조절할 수 있다. For reference, FIG. 2 is a real photograph of a photoluminescent earth block manufactured according to the present invention, and immediately after the ambient illuminance is set to 0 lux (a light source removed) in a state of being irradiated with a light source having a brightness of 1000 lux for 10 minutes. It is a luminescence picture. Referring to Figure 2 it can be seen that the brightness is different depending on the degree of flattening of the lower portion. Therefore, the brightness of the photoluminescent soil block can be adjusted to a desired state by adjusting the degree of flattening.
그리고, 도 3은 축광 흙블록의 시간에 따른 밝기 감소 경향성을 보여주는 참고 그래프로서, 1000 lux의 광원으로 10분간 조사한 다음에 다시 주위 조도를 0 lux (광원 제거 상태)로 한 이후, 시간에 따른 휘도 측정 결과를 나타낸 것이다.And, Figure 3 is a reference graph showing the tendency to decrease the brightness over time of the photoluminescent dirt block, and after irradiating with a light source of 1000 lux for 10 minutes and then the ambient illuminance to 0 lux (light source removed), the luminance over time The measurement results are shown.
이하에서는 상기한 구성의 축광층을 구비한 본 발명의 흙블록 제조 과정에 선행되어 준비되어야 축광 분말 제조공정과 상기 축광 분말을 이용한 페이스트 제조에 쓰이는 유기 결합제 제조 공정 및, 스프레이 코팅 또는 브러시 공법을 이용하여 코팅하기 위한 코팅용 페이스트 제조 공정에 대해 각각 상세히 살펴본다.Hereinafter, the process of preparing the earth block of the present invention having the light-emitting layer having the above-described light-emitting layer should be prepared before the process of manufacturing the photoluminescent powder and the organic binder used in the paste manufacturing using the photoluminescent powder, and spray coating or brush method. Look at each of the coating paste manufacturing process for the coating in detail.
[축광 분말 제조 공정][Luminescent powder manufacturing process]
다음은 축광 원료 특성 및 제조방법에 관한 설명이다. 축광재료는 태양광이나 형광등, 특히 자외선에서 여기(勵起)해서 그 에너지를 흡수하고, 흡수한 에너지를 가시 광으로 변환하여, 여기 상태가 정지된 후에도 광을 서서히 방출하면서, 장 시간 발광이 계속되는 특수 소재이다. The following is a description of the photoluminescent raw material characteristics and manufacturing method. The photoluminescent material is excited by sunlight or fluorescent lamps, especially ultraviolet rays, absorbs the energy, converts the absorbed energy into visible light, and gradually emits light even after the excitation state is stopped. Special material.
본 발명에서 사용한 고휘도 장(長) 잔광성 축광재료는 일반식 MO·(n-x)[a·Al2O3(α)+(1-a)·A12O3(γ)] ·x·B2O3]:R [식 중, M은 알칼리토류 금속을 나타내고, R는 희토류 원소를 나타내고, a는 0.5≤a≤0.99이며, x는 0.001≤x≤0.35, n은 1≤n≤8이다] 소성체로 이루어지는 것을 특징으로 하는 것이다. The high luminance long afterglow photoluminescent material used in the present invention is represented by the general formula MO · (nx) [a · Al 2 O 3 (α) + (1-a) · A1 2 O 3 (γ)] · x · B 2 O 3 ]: R [wherein M represents an alkaline earth metal, R represents a rare earth element, a is 0.5 ≦ a ≦ 0.99, x is 0.001 ≦ x ≦ 0.35, and n is 1 ≦ n ≦ 8 It is characterized by consisting of a fired body.
M은 가장 일반적으로 스트론튬(Sr)을 사용하고, M이 나타내는 금속의 일부분은 칼슘, 바륨, 마그네슘으로 치환할 수 있고, 또 R은 가장 일반적으로 유로퓸 (Eu) 나타내고, 이 유로퓸의 일부분은 La, Ce, Pr, Nd, Sm, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, Mn, Bi로 치환할 수 있다. M is most commonly used strontium (Sr), a portion of the metal represented by M can be substituted with calcium, barium, magnesium, and R most commonly represents europium (Eu), a portion of this europium is La, Ce, Pr, Nd, Sm, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, Mn, Bi can be substituted.
이 소성체의 주성분은 단사정계(單斜晶系)의 결정체이다. 이들 고휘도 장 잔광성 축광재료는 발광휘도가 고휘도이고, 또한 장 잔광성인 바, 발광 피크파장이 520nm이하의 범위에서 다양한 색을 발현한다.The main component of this fired body is a monoclinic crystal. These high-luminance long afterglow photoluminescent materials have high luminance and long afterglow, so that the peak emission wavelength exhibits various colors in the range of 520 nm or less.
원료에서 M으로 표시되는 스트론튬의 일부분을 몰%로 25%까지 칼슘으로 치환할 수 있다. 칼슘을 25몰%를 초과하여 첨가하면, 결정체의 구조가 얻어지지 않는다. 마찬가지로 바륨의 첨가량은 스트론튬의 10몰%이하이고, 마그네슘의 첨가량은 30몰%이하이다. 덧붙여 알칼리토류 금속의 첨가에 의해, 발광피크파장이 다른 축광재료를 제조할 수 있다. 예를 들면 스트론튬의 일부분에 바륨을 첨가한 경우 발광피크파장은 스트론튬만의 경우보다 짧게 되고, 마그네슘을 첨가한 경우는 더욱 짧게 되고, 칼슘을 첨가한 경우에는 더욱더 가장 짧게 되는 경향이 있다. A portion of the strontium represented by M in the raw material can be substituted with calcium up to 25% in mol%. If calcium is added in excess of 25 mol%, the structure of crystals is not obtained. Similarly, the addition amount of barium is 10 mol% or less of strontium, and the addition amount of magnesium is 30 mol% or less. In addition, by adding alkaline earth metal, it is possible to produce photoluminescent materials having different light emission peak wavelengths. For example, when barium is added to a portion of strontium, the emission peak wavelength is shorter than that of strontium alone, shorter when magnesium is added, and even shorter when calcium is added.
구체적으로, 고휘도 장 잔광성 축광재료의 대표적인 소성체는 SrO·(n-x)[a·A12O3(α)+(1-a)·A12O3(γ)] ·[x·B2O3]: Eu 이고, 이러한 소성체에 의해 장 잔광성 또 고휘도라고 하는 특성을 생기게 하는 것이며, 구체적으로 스트론튬의 산화물, 알루미늄의 산화물 및 붕소의 산화물 내지 붕소화합물 및 활력제로서 유로퓸의 산화물을 혼합 소성하여 제조된다. Specifically, the representative fired body of the high brightness long afterglow photoluminescent material is SrO · (nx) [a · A1 2 O 3 (α) + (1-a) · A1 2 O 3 (γ)] · [x · B 2 O 3 ]: Eu, which produces a property of long afterglowness and high brightness by such a fired body. Specifically, an oxide of strontium, an oxide of aluminum, an oxide of boron to a boron compound, and an oxide of europium as a activator are mixed. It is manufactured by firing.
이 소성체 중의 α형 알루미나 (α-A12O3)의 양은 알루미나 총량의 50%~99%이고, γ형 알루미나(γ-A12O3)의 양은 알루미나 총량의 1%~50%이다. 이 소성체에 있어서, α형 알루미나와 γ형 알루미나의 비율은 α가 0.8~0.9일 때, 휘도 및 장 잔광성이 양호하다. 즉, 산화스트론튬, α형 알루미나와 γ형 알루미나, 산화붕소 혹은 붕소화합물을 고온에서 소성하는 것에 의해 SrO·(n-x)[a·A12O3(α)+(1-a)·A12O3(γ)]·[x·B2O3]: Eu로 표시되는 결정체를 생성한다. The amount of α-alumina (α-A1 2 O 3 ) in the fired body is 50% to 99% of the total amount of alumina, and the amount of γ-alumina (γ-A1 2 O 3 ) is 1% to 50% of the total amount of alumina. In this fired body, the ratio between the α-type alumina and the γ-type alumina has good luminance and long afterglow when α is 0.8 to 0.9. That is, SrO. (Nx) [a.A1 2 O 3 (α) + (1-a) .A1 2 O by firing strontium oxide, α-type alumina and γ-type alumina, boron oxide or a boron compound at high temperature. 3 (γ)] · [x · B 2 O 3 ]: A crystal represented by Eu is produced.
원료 제조 시에 붕소의 양에 있어서, x가 0.001보다 소량인 경우는 결정체의 장 잔광 축광성능의 발현에 어떠한 영향도 미치지 않는다. When x is less than 0.001 in the amount of boron at the time of raw material manufacture, there is no influence on the expression of the long afterglow photoluminescent performance of the crystal.
또한 붕소의 양은 x가 0.35보다 많은 경우는 소성체에 있어서, 산화붕소계 생성물이 많게 되어 장 잔광성이 감소하므로 바람직하지 않다. 통상 x는 0.05~0.1이 바람직하다. In addition, the amount of boron is not preferable when x is larger than 0.35 because the amount of boron oxide-based products in the fired body increases and the long afterglow decreases. Usually, x is preferably 0.05 to 0.1.
본 발명에서 사용된 고휘도 장 잔광성 축광재료는 MO·(n-x)[a·A12O3·(α)+(1-a)·A12O3(γ)]·[x·B2O3]:R 구조체에서, R가 활력제로서 작용하는 2가 희 토류 원소의 유로퓸일 때 실용적인 잔광성과 휘도를 갖지만, 더욱더 MO·(n-x)[a·A12O3(α)+(1-a)·A12O3(γ)]·[x·B2O3]:R 구조체의 휘도를 향상시키기 위하여 유로퓸에 가하여 부가활력제로서 다른 희토류원소 예를 들면, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu의 1종류 혹은 그 이상의 다 종류를 사용함으로써 한층 양호한 휘도를 얻을 수 있다. 기타 부가활력제로서 Mn 또는 Bi를 사용할 수 있다.The high brightness long afterglow photoluminescent material used in the present invention is MO · (nx) [a · A1 2 O 3 · (α) + (1-a) · A1 2 O 3 (γ)] · [x · B 2 O 3 ]: R structure, which has practical afterglow and brightness when R is europium of a divalent rare earth element acting as a activator, but still more MO · (nx) [a · A1 2 O 3 (α) + (1- a) .A1 2 O 3 (γ)] [x.B 2 O 3 ]: R rare earth elements as an additive activator in addition to europium in order to improve the luminance of the structure, for example, La, Ce, Pr, Nd Even better luminance can be obtained by using one or more types of Sm, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, and Lu. As other additives, Mn or Bi can be used.
활력제와 부가활력제의 사용량은 본 발명의 일반식 중 M의 사용량의 몰%로 0.001~10%이다. 활력제와 부가활력제의 사용량은 몰%로 0.001 이하인 경우는 여기 효과를 촉진할 수 없다. 또한, 활력제와 부가활력제의 사용량이 몰%로 10%를 초과하면 바람직하지 않다. The amount of the vitality agent and the additional vitality agent is 0.001 to 10% by mole% of the amount of M used in the general formula of the present invention. If the amount of the vitality agent and the additional vitality agent is mole% or less than 0.001, the excitation effect cannot be promoted. Moreover, it is unpreferable that the usage-amount of a vitality agent and an additional vitality agent exceeds 10% in mol%.
본 발명에서 사용된 고휘도 장 잔광성 축광재료는 이하의 (a) 내지 (e) 공정을 순차적으로 수행하여 제조된다. The high brightness long afterglow photoluminescent material used in the present invention is produced by sequentially performing the following steps (a) to (e).
(a) α-알루미나, ·γ-알루미나, 붕소화합물, 알칼리토류 금속화합물 및 희토류화합물로 이루어지는 전체 원료를 분쇄한 후, 혼합하는 공정. (a) a step of pulverizing and then mixing all raw materials consisting of α-alumina, γ-alumina, boron compounds, alkaline earth metal compounds and rare earth compounds.
(b) 얻어진 혼합물을 800 ℃~1400 ℃의 온도에서 2~5시간에 걸쳐 소성하는 공정(공기중). (b) The process (in air) which bakes the obtained mixture at the temperature of 800 degreeC-1400 degreeC over 2 to 5 hours.
(c) 얻어진 소성물을 냉각 후, 분쇄하는 공정. (c) A step of pulverizing the obtained calcined product after cooling.
(d) 계속하여 분쇄물을 800 ℃~1400 ℃의 온도에서 2~5시간에 걸쳐 환원하는 공정(질소 및 수소의 혼합기체 분위기). (d) Subsequently, the step of reducing the milled product over a period of 2 to 5 hours at a temperature of 800 ° C to 1400 ° C (a mixed gas atmosphere of nitrogen and hydrogen).
(e) 소성체를 냉각하는 공정. (e) A step of cooling the fired body.
(f) 냉각한 소성체를 분쇄하는 공정. (f) Process of pulverizing the cooled baking body.
(g) 분쇄한 분말을 분급하는 공정 ; 분급 공정(sieving)은 체거름하는 것을 의미하며, 분말의 크기에 따른 분류를 위해서 적당한 크기의 모눈 (mesh)을 갖는 체를 이용하여 분류하는 공정을 거치게 됨.(g) classifying the pulverized powder; Sieving means sieving and sorting using a sieve having a mesh of the appropriate size to classify according to the size of the powder.
[유기 결합제 제조 공정][Organic Binder Manufacturing Process]
상기 평탄화층 페이스트, 배면반사층 페이스트 및 축광층 페이스트는 유기결합제와 세라믹 분말을 적절한 비율로 혼합하여 제조하게 된다. 상기 유기결합제의 제조에 사용된 재료와 그 조성비는 다음과 같다. The planarization layer paste, the back reflection layer paste, and the photoluminescent layer paste may be prepared by mixing an organic binder and a ceramic powder in an appropriate ratio. Materials used in the preparation of the organic binder and the composition ratio thereof are as follows.
① 폴리머 [Polymer]: 폴리우레탄 [polyurethane]을 가장 일반적으로 사용하지만, 폴리비닐부티롤 (Polyvinylbutyrol: PVB), PVDF (polyvinylidenfluride), 폴리에틸렌테레프탈레이트 (PET), 에폭시 수지 등을 사용할 수도 있다. 이때의 중량 비는 10∼12% 정도로 혼합한다.① Polymer: Polyurethane is most commonly used, but polyvinylbutyrol (PVB), PVDF (polyvinylidenfluride), polyethylene terephthalate (PET), epoxy resins, and the like may also be used. The weight ratio at this time is mixed in about 10 to 12%.
② 솔벤트 [Solvent]: 톨루엔(Toluene)을 가장 일반적으로 사용하지만, 고분자 물질에 따라서 에칠알콜 (Ethyl Alcohol), , 이소프로필알콜 (Isopropyl Alcohol), 메칠 이소 부틸 케톤 (Methyl Isobutyl Ketone) 등을 사용한다. 이 때의 중량 비는 70∼90% 정도로 한다.② Solvent: Toluene is most commonly used, but depending on the polymer material, ethyl alcohol, isopropyl alcohol, methyl isobutyl ketone, etc. are used. . The weight ratio at this time is about 70 to 90%.
③ 가소제 [Plasticizer]: 다이옥틸 프탈레이트 (Dioctyl Phthalte: DOP), 올레산 (Oleic Acid) 등을 사용한다. 이 때의 중량 비는 5∼10% 정도로 한다.③ Plasticizer [Plasticizer]: Use dioctyl phthalate (DOP), oleic acid (Oleic Acid), etc. The weight ratio at this time is about 5 to 10%.
④ 분산제 [Dispersant]: 인산염 에스테르 (Phosphate Ester) 등을 사용한 다. 이때의 사용량은 1% 미만으로 한다. ④ Dispersant: Use Phosphate Ester. The amount used at this time is less than 1%.
상기와 같은 재료와 조성비로 각각의 성분을 칭량(稱量)한 다음 혼합기 (mixer)로 약 2시간 동안 교반(stir) 함으로써 고분자 성분을 완전히 유화시켜 유기결합제를 얻게 된다. Each component is weighed with the same materials and composition ratios as described above, followed by stirring for about 2 hours with a mixer to completely emulsify the polymer component to obtain an organic binder.
[코팅용 페이스트 제조 공정][Coating Paste Manufacturing Process]
상기 배면반사층 페이스트 및 축광층 페이스트는 유기결합제와 세라믹 분말을 적절한 비율로 혼합하여 제조하게 된다. 페이스트 내의 세라믹 분말은 30~70 wt% 정도가 적당한데, 세라믹 분말의 비율이 너무 낮으면 축광 효율이 낮아지고, 세라믹 분말의 비율이 너무 높으면 작업성이 나빠지고, 원가가 올라가는 단점이 있기 때문이다. 상기 유기 결합제를 이용하여 상기 각 페이스트를 제조하는 방법은 다음과 같다. The back reflection layer paste and the photoluminescent layer paste are prepared by mixing an organic binder and a ceramic powder in an appropriate ratio. The ceramic powder in the paste is suitably 30 to 70 wt%, because if the ratio of the ceramic powder is too low, the luminous efficiency is low, and if the ratio of the ceramic powder is too high, the workability becomes poor and the cost increases. . The method for preparing each paste using the organic binder is as follows.
① 배면반사층 페이스트는 전술한 바와 같은 유기결합제와 TiO2 분말 (또는 Al2O3분말이나 백색 안료로 대체할 수도 있다)을 적당한 비율로 칭량하여 섞고 믹서(mixer)로 혼합 속도를 조절해 가며 분말이 골고루 잘 분산되도록 약 1시간 정도 혼합하여 제조한다. 세라믹 분말의 분산도를 향상시키기 위해서 3단 롤밀 (3-roll mill mixer)을 이용하여 추가 혼합 공정을 수행할 수도 있다. 여기에서 세라믹 분말의 양은 30~70% 정도로 한다. ① The back reflection layer paste is mixed with the organic binder as described above and TiO 2 powder (or Al 2 O 3 powder or white pigment) by weighing in an appropriate ratio and adjusting the mixing speed with a mixer. The mixture is prepared by mixing for about 1 hour so that it is evenly dispersed. Further mixing may be performed using a 3-roll mill mixer to improve the dispersion of the ceramic powder. Herein, the amount of ceramic powder is about 30 to 70%.
② 축광층 페이스트는 상기의 동일한 유기 결합제와 고효율 축광 분말을 적 절한 비율로 섞고 믹서(mixer)로 혼합 속도를 조절해 가며 분말이 골고루 잘 분산되도록 약 1시간 정도 혼합하여 제조한다. 세라믹 분말의 분산도를 향상시키기 위해서 3단 롤밀 (3-roll mill mixer)을 이용하여 추가 혼합 공정을 수행할 수도 있다. 여기에서 축광 분말의 양은 30~70% 정도로 한다.② The photoluminescent layer paste is prepared by mixing the same organic binder and high-efficiency photoluminescent powder at an appropriate ratio, controlling the mixing speed with a mixer, and mixing the powder for about 1 hour so that the powder is evenly dispersed. Further mixing may be performed using a 3-roll mill mixer to improve the dispersion of the ceramic powder. Here, the amount of the photoluminescent powder is about 30 to 70%.
한편, 본 발명의 상기한 실시예로 한정되지 아니하며 본 발명의 기술사상의 범주를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태로의 변경 및 수정이 이루어질 수 있음은 물론이다.On the other hand, it is not limited to the above-described embodiment of the present invention can be changed and modified in various forms within the scope not departing from the scope of the technical spirit of the present invention.
이상에서와 같이 구성된 본 발명은 최근 환경 문제 때문에 시멘트 블록의 대체용으로 주목을 받고 있는 흙블록을 사용하면서도 축광에 의한 발광 시간 및 휘도가 극대화되어 옥외 또는 옥내에서 안전 유도 라인 등으로 효과적으로 적용될 수 있다.The present invention configured as described above can be effectively applied to safety induction lines and the like outdoors or indoors by maximizing the luminous time and luminance due to photoluminescence while using an earth block that has recently attracted attention as a substitute for cement blocks due to environmental problems. .
그리고, 종래의 축광 필름 또는 시트를 흙블록에 부착하여 사용하면 시간이 지남에 따라 서로 박리되는 문제점이 있으나, 본 발명에서는 흙블록 위에 직접 축광층을 코팅함에 따라 박리 문제가 해결된다.In addition, when the conventional photoluminescent film or sheet is attached to the earth block and used, there is a problem of peeling each other over time, but in the present invention, the peeling problem is solved by coating the light phosphor layer directly on the earth block.
특히, 본 발명의 축광 흙블록은 배면반사층 등을 사용함으로써 휘도를 획기적으로 올릴 수 있어, 건물 또는 지하철 등의 정전 시나 화재발생으로 인하여 전기공급이 차단될 경우, 축광 흙블록이 저장하고 있던 빛을 발산하여 선명하게 출구측 으로 안내 및 유도함으로써 안전하고 신속한 대피가 이루어지도록 하여 인명피해를 방지할 수 있는 효과가 있다. In particular, the photoluminescent soil block of the present invention can dramatically increase the brightness by using a back reflection layer, etc., when the electricity supply is cut off due to a power outage or fire, such as buildings or subways, the light stored in the photoluminescent soil block By diverging and guiding clearly to the exit side, there is an effect that can prevent human injury by making safe and quick evacuation.
그리고, 가로등이 없는 한적한 공원 등에서는 주간에 흡수한 빛을 야간에 방출함으로써 더욱 안전하게 차량 및 사람의 안전 유도 라인으로서 중요한 역할을 할 수 있다. In a secluded park or the like without a street lamp, the light absorbed during the day may be emitted at night to play a more important role as a safety guide line for vehicles and people.
또한, 본 발명의 축광층이 코팅된 흙블록은 그 자체로서 축광 및 발광을 통해 옥내나 옥외 구조물 등의 멋을 살릴 수 있으므로, 그 적용 영역을 인테리어 영역까지 확장할 수 있는 등, 그 적용범위가 매우 넓다.In addition, the earth block coated with the photoluminescent layer of the present invention can save the interior or outdoor structure through photoluminescence and light emission by itself, so that the application area can be extended to the interior area, and the scope of application thereof is very large. wide.
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