發光瓷磚及其製備方法

2023-07-05 04:22:56

專利名稱：發光瓷磚及其製備方法
技術領域：
本發明主要涉及含有磷光性物質的發光瓷磚及其製備方法，更具體地，本發明涉及通過在瓷磚上塗布或填充發光釉粉，然後燒制塗布有或填充有所述發光釉粉的瓷磚而製得的發光瓷磚，以及採用幹法製備所述發光瓷磚的方法，其中，所述的發光釉粉通過混合磷光性磷光體而獲得，所述磷光性磷光體含有以MAl2O4(M金屬)表示的化合物作為基質晶體。
背景技術：
通常，由於瓷磚具有優異的諸如耐用性、防水性和耐磨性等物理特性，安裝簡單，並且安裝後不易破碎或褪色，因此作為保護建築物受覆蓋表面的優異的建築材料，瓷磚是非常突出的。
但是，因為瓷磚在暗處無法顯示其形狀，所以它們具有無法顯示其結構或形狀的缺點。
同時，當在突發事件中內部電力未供應至地下建築或房屋時，就沒有用於指示緊急出口通道的手段，這會導致重大事故。
目前，已經知道多種發光標誌，並且通過使用發光塗料或發光塑料物質(例如發光的膠帶、粘著劑或丙烯板)使所述發光標誌定位在特定基材上。當失去光亮後，這些標誌無法長時間地保持發光效果，並且當它們在火災中被燒掉時就無法展現出它們的最初功能。當將常規標誌安裝在底部時，由於多種因素使其在短時間內即發生磨損而失去發光效果，由於這些問題，常規發光標誌需要經常保養，這會花費大量的保養費用。

發明內容
本發明披露了通過在瓷磚上塗布或填充發光釉粉然後燒制塗布有或填充有所述發光釉粉的瓷磚而製得的發光瓷磚，以及採用幹法製備所述發光瓷磚的方法，其中，所述的發光釉粉是通過混合磷光性磷光體而獲得，所述磷光性磷光體含有以MAl2O4(M金屬)表示的化合物作為基質晶體。
在一個實施方案中，本發明提供了通過在瓷磚上塗布或填充發光釉粉，然後在600℃～1200℃的溫度範圍內燒制塗布有或填充有所述發光釉粉的瓷磚而製得的發光瓷磚，其中，所述的發光釉粉通過將50重量％～90重量％的磷光性磷光體和10重量％～50重量％的釉料幹混而獲得，所述磷光性磷光體含有以MAl2O4(M金屬)表示的化合物作為基質晶體。本發明還提供了所述發光瓷磚的製備方法。
如上所述，所述發光釉粉通過將50重量％～90重量％的磷光性磷光體和10重量％～50重量％的釉料幹混而製備，所述磷光性磷光體含有以MAl2O4(M金屬)表示的化合物作為基質晶體。
優選地，所述M為(i)∶(i)選自鈣(Ca)、鍶(Sr)、鋇(Ba)及其混合物，或M為(ii)∶(i)的金屬和鎂的合金。
優選地，所述的磷光性磷光體含有作為活化劑的銪和選自鈰(Ce)、鐠(Pr)、釹(Nd)、釤(Sm)、鏑(Dy)、鈥(Ho)、鉺(Er)、銩(Tm)、鐿(Yb)和鑥(Lu)的至少一種或多種共活化劑。
磷光性磷光體為其光儲元素儲存光能並在暗處發光的材料。在一個實施方案中，Stone Nemoto Co.，Ltd.生產的LumiNova滿足上述條件，並且具有優良的耐光性和持久的餘輝特性，因此被用作磷光性磷光體。
釉料是可商購的混合物，其可通過燒制二氧化矽和可溶焊劑並進行粉碎而獲得。即，所述釉料可以通過先熔化原料，使其呈玻璃態，然後將其粉碎而獲得。
在一個實施方案中，預先通過對用於800℃的釉料(200目)(HeGwangCeramics Co.，Ltd.)進行粉碎並乾燥該釉料而獲得具有預定尺寸(600目)的顆粒。然後，按預定比率，將磷光性磷光體與所述顆粒混合而製得發光釉粉。
通過幹法將發光釉粉塗布或填充在瓷磚上，來製備根據本發明實施方案的發光瓷磚。由於採用了幹法，因此可以根據瓷磚的預期用途通過在平面瓷磚上塗布發光釉粉而形成所需要的圖案，或通過將發光釉粉填充在挖空成預定形狀的瓷磚的凹槽中，來製備發光瓷磚。
在一個實施方案中，取決於在平面瓷磚上塗布發光釉粉的工序，或通過將發光釉粉填充在挖空成預定形狀的瓷磚的凹槽中的工序，製備本發明的發光瓷磚的方法有所不同。
通過在瓷磚的挖空的凹槽中填充發光釉粉而製造瓷磚的方法包括以下幾個步驟(a)製備以預定形狀挖空有凹槽的瓷磚；(b)將發光釉粉填充到所述凹槽中，其中，所述發光釉粉通過將50重量％～90重量％的磷光性磷光體和10重量％～50重量％的釉料幹混而獲得，所述磷光性磷光體含有以MAl2O4(M金屬)表示的化合物作為基質晶體；(c)在填充有發光釉粉的瓷磚的上部塗布釉料；和(d)在600℃～1200℃的溫度範圍內燒制塗有釉料的瓷磚。
在步驟(a)中，挖空瓷磚使其凹槽具有各種圖案或代表性標誌。使瓷磚中所挖空的凹槽形成裝飾性圖案或各種代表性標記，其目的是在其中填充發光釉粉。
這裡，通過鑄塑成型或雕刻形成具有預定形狀的凹槽以具有不同圖案或代表性標誌。優選地，在瓷磚中挖出的凹槽深度為0.3mm～2mm。
在步驟(b)中，將經乾燥粉碎的發光釉粉填充到步驟(a)中製備的瓷磚的凹槽中。儘管可以通過手工來進行填充步驟，但是由於發光釉料為乾燥粉末型，優選使用絲網裝置來進行填充工序。雖然按照慣例是用液態釉料通過手工進行填充工序，但是通過使用乾粉型釉料可以進行自動化操作。
為了保護填充有發光釉粉的區域，在步驟(c)中，塗布釉料以覆蓋所述的填充區域。優選地，所述釉料是可以在600℃～900℃的溫度範圍內使用的低溫釉料，或是可以在900℃～1200℃溫度範圍內使用的高溫釉料。因為在使用液態釉料的常規溼法中使用的是低溫釉料而不是高溫釉料，所以難以提高耐磨性。但是，在本發明的實施方案中使用高溫釉料的幹法可以提高瓷磚的耐磨性。
根據本發明的實施方案，在步驟(c)中使用的釉料是由KoreaCeramics Co.，Ltd.生產的尺寸為0.1mm～0.32mm的顆狀的用於830℃和950℃的Vetrosa。
在步驟(d)中，發光瓷磚是通過在600℃～1200℃的溫度範圍內將塗有釉料的瓷磚燒制30分鐘～80分鐘而獲得的。如果在步驟(c)中使用的釉料是低溫釉料，則燒制工序在低溫進行，如果在步驟(c)中使用的釉料是高溫釉料，則燒制工序在高溫進行。但是，為了提高瓷磚的耐磨性，優選在900℃～1200℃的高溫燒制瓷磚。
優選地，將在凹槽中填充有發光釉粉的瓷磚用作耐磨性要求相對較高的地面磚，因為發光釉料是被填充在此類瓷磚中。
同時，通過在平面瓷磚上塗布發光釉粉而製備發光瓷磚的方法包括以下步驟(a)製備沒有圖案的平面瓷磚；(b)在瓷磚上以預定形狀塗布發光釉粉，其中，所述發光釉粉通過將50重量％～90重量％的磷光性磷光體和10重量％～50重量％的釉料幹混而獲得，所述磷光性磷光體含有以MAl2O4(M金屬)表示的化合物作為基質晶體；(c)將釉料塗布在塗布有發光釉粉的瓷磚的上部；和(d)在600℃～1200℃的溫度範圍內燒制塗有釉料的瓷磚。
在上述的工序中，本發明的發光瓷磚是通過在平面瓷磚上以預定形狀塗布發光釉粉(而不是在經挖空的瓷磚凹槽中填充發光釉粉)而獲得。
在步驟(b)中，通過絲網法以各種圖案或代表性標記的形狀將發光釉粉塗在平面瓷磚的上部。釉粉塗層厚度取決於絲網中所使用的網孔的厚度。優選地，塗層厚度為0.3mm～1.5mm。
當通過上述工序塗布發光釉粉時，由於塗層具有厚度，塗有發光釉粉的區域從平面瓷磚上突出。因此，通過上述工序製備的瓷磚是適合於耐磨性要求相對較低的牆面磚的。
步驟(c)和步驟(d)與前述在瓷磚中挖空凹槽的方法中的步驟(c)和步驟(d)是相同的。


圖1是說明本發明實施方案的發光瓷磚在亮處顯示的照片。
圖2是說明圖1中的發光瓷磚在暗處顯示的照片。
圖3是說明通過對本發明實施方案的發光瓷磚的餘輝亮度進行測量而獲得的結果的曲線圖。
具體實施例方式
在下文中，將對本發明進行具體描述。但是，應該理解，本發明並不限於所披露的特定形式。
製備例1～4.發光釉粉的製備將包含以SrAl2O4表示的化合物的由Stone Nemoto Co.，Ltd.生產的LumiNova用作磷光性磷光體，以獲得本發明的釉粉。使用通過對用於800℃的釉料(200目)(HeKwang Ceramics Co.，Ltd.)進行粉碎並乾燥該釉料而獲得的具有預定尺寸的顆粒(600目)。
通過以預定比率混合磷光性磷光體和所述釉料粉末，來製備本發明的發光釉粉。
表1

實施例1～5.地面磚的製造將瓷磚粉末原料成型為瓷磚，其中，使用挖空有箭頭圖案()的模具挖出箭頭圖案凹槽。用絲網裝置將由製備例1～4獲得的發光釉粉填充到所述凹槽中，用釉料(Vetrosa，Korea Ceramics Co.，Ltd.)對填充有發光釉粉的上部進行塗布，並且在600℃～1200℃的溫度範圍內燒制，據此獲得本發明的地面磚。
下表2顯示了取決於凹槽的深度和發光釉粉的種類的具體製備例。
表2

實施例6～9.牆面磚的製造通過使用絲網裝置，將由製備例1～4獲得的發光釉粉以箭頭圖案()塗布到沒有圖案的平面瓷磚上。用釉料(Vetrosa，Korea CeramicsCo.，Ltd.)對填充有發光釉粉的上部進行塗布，並且在600℃～1200℃的溫度範圍內燒制，據此獲得本發明的牆面磚。
下表3顯示了取決於塗層的厚度和所使用的發光釉粉的種類的具體製備例。
表3

實驗例1.所述瓷磚的餘暉亮度的測定實驗表4顯示了對由所述實施例獲得的發光瓷磚的餘暉亮度進行測量的結果。
通過用25W螢光在距所述發光瓷磚20cm的距離照射20分鐘，並在WookSung Chemicals Co.，Ltd.的LUMINANCE METER TOPCONBM-8鏡頭上2°的讀數而對光進行測量，獲得表4的餘暉亮度。實驗是在21±1℃的溫度進行的。
表4

如表4所示，當用螢光照射20分鐘時，在光被阻斷5小時後，本發明的發光瓷磚顯示出超過100mcd/m2(毫坎德拉/米2)的優異的餘暉亮度，並在光被阻斷12後仍保持至少3mcd/m2的亮度。
工業實用性如早先所討論的那樣，本發明的發光瓷磚具有在暗處發光的磷光特性，當在建築內部無電力供應時，可以有效地用作突發事件用途的代表性標誌，並用作能夠帶來諸如節能等經濟效益的廣告代替品。還有，由於可以將所述發光瓷磚用作裝飾性瓷磚和道路的行駛車道，所以可以將該發光瓷磚用於各種領域。
特別地，由於本發明的發光瓷磚是通過幹法製造的，其製造工序簡單，易於通過工序自動化而大量生產。而且，燒制工序是在在高溫進行，在所製造的磷光材料瓷磚上不會產生諸如裂紋等缺陷。
權利要求
1.一種發光瓷磚，該發光瓷磚通過在瓷磚上塗布或填充發光釉粉，然後在600℃～1200℃的溫度範圍內燒制塗布有或填充有所述發光釉粉的瓷磚而製得，其中，所述發光釉粉通過將50重量％～90重量％的磷光性磷光體與10重量％～50重量％的釉料幹混而獲得，所述磷光性磷光體含有以MAl2O4表示的化合物作為基質晶體，其中M為金屬。
2.如權利要求1所述的發光瓷磚，其中，所述M選自鈣、鍶、鋇及其混合物。
3.如權利要求2所述的發光瓷磚，其中，所述M為鎂與選自鈣、鍶、鋇的金屬及所述金屬的混合物的合金。
4.如權利要求1所述的發光瓷磚，其中，所述磷光性磷光體包含作為活化劑的銪和選自鈰、鐠、釹、釤、鏑、鈥、鉺、銩、鐿和鑥的至少一種或多種共活化劑。
5.如權利要求1所述的發光瓷磚，其中，以0.3mm～1.5mm的厚度塗布所述發光釉粉。
6.如權利要求1所述的發光瓷磚，其中，將所述發光釉粉填充到挖空深度為0.3mm～2mm的瓷磚的凹槽中。
7.如權利要求6所述的發光瓷磚，其中，所述的凹槽具有各種圖案或代表性標誌的形狀。
8.如權利要求1所述的發光瓷磚，其中，所述塗布工序或填充工序是通過絲網法進行的。
9.一種製備發光瓷磚的方法，該方法包括以下步驟(a)製備以預定形狀挖空有凹槽的瓷磚；(b)將發光釉粉填充到所述凹槽中，其中，所述發光釉粉通過將50重量％～90重量％的磷光性磷光體和10重量％～50重量％的釉料幹混而獲得，所述磷光性磷光體含有以MAl2O4表示的化合物作為基質晶體，其中M為金屬；(c)在填充有發光釉粉的瓷磚的上部塗布釉料；和(d)在600℃～1200℃的溫度範圍內燒制塗有釉料的瓷磚。
10.如權利要求9所述的方法，其中，通過鑄塑成型或雕刻使步驟(a)中的瓷磚凹槽具有各種圖案或代表性標誌。
11.如權利要求9所述的方法，其中，步驟(a)中的瓷磚凹槽具有0.3mm～2mm的深度。
12.如權利要求9所述的方法，其中，步驟(b)中的填充工序通過絲網裝置進行。
13.如權利要求9所述的方法，其中，步驟(c)中的釉料是可以在600℃～900℃的溫度範圍內使用的低溫釉料或可以在900℃～1200℃的溫度範圍內使用的高溫釉料。
14.如權利要求9所述的方法，其中，所述M為(i)(i)選自鈣、鍶、鋇及其混合物，或M為(ii)(i)的金屬和鎂的合金。
15.如權利要求9所述的方法，其中，所述磷光性磷光體包含作為活化劑的銪和選自鈰、鐠、釹、釤、鏑、鈥、鉺、銩、鐿和鑥的至少一種或多種共活化劑。
16.一種製造發光瓷磚的方法，該方法包括以下步驟(a)製備沒有圖案的平面瓷磚；(b)在瓷磚上以預定形狀塗布發光釉粉，其中，所述發光釉粉通過將50重量％～90重量％的磷光性磷光體和10重量％～50重量％的釉料幹混而獲得，所述磷光性磷光體含有以MAl2O4表示的化合物作為基質晶體，其中M為金屬；(c)將釉料塗布在塗布有發光釉粉的瓷磚的上部；和(d)在600℃～1200℃的溫度範圍內燒制塗有釉料的瓷磚。
17.如權利要求16所述的方法，其中，通過絲網法以各種圖案或代表性標記的形狀塗布步驟(b)中的發光釉粉。
18.如權利要求16或17所述的方法，其中，以0.3mm～1.5mm的厚度塗布所述發光釉粉。
19.如權利要求16所述的方法，其中，步驟(c)中的釉料是可以在600℃～900℃的溫度範圍內使用的低溫釉料或可以在900℃～1200℃的溫度範圍內使用的高溫釉料。
20.如權利要求16所述的方法，其中，所述M為(i)(i)選自鈣、鍶、鋇及其混合物，或M為(ii)(i)的金屬和鎂的合金。
21.如權利要求16所述的方法，其中，所述磷光性磷光體包含作為活化劑的銪和選自鈰、鐠、釹、釤、鏑、鈥、鉺、銩、鐿和鑥的至少一種或多種共活化劑。
全文摘要
本發明涉及含有磷光性材料的發光瓷磚及其製造方法，用包含磷光性磷光體的發光釉粉塗布或填充瓷磚，然後烘焙，據此獲得所述發光瓷磚，所述磷光性磷光體包含MAl
文檔編號E04F13/14GK1764615SQ03826306
公開日2006年4月26日 申請日期2003年5月6日 優先權日2003年4月28日
發明者李用宰 申請人:漢城陶瓷有限公司