[發明專利]波長遷移的復合蓄光粉體及其制造方法與應用

在審

• 申請號: 201310153511.2
• 申請日: 2013-04-27
• 公開（公告）號: CN104119885A
• 公開（公告）日: 2014-10-29
• 發明（設計）人: 林聲仁;蕭瑛繡
• 申請（專利權）人: 財團法人紡織產業綜合研究所
• 主分類號: C09K11/64
• 分類號: C09K11/64;C09K11/67;C08K9/02;C08K3/24;C08L67/00;C08L77/00;D01F6/92;D01F6/90;D01F1/10
• 代理公司: 北京科龍寰宇知識產權代理有限責任公司 11139
• 代理人: 孫皓晨;丁金玲

技術領域

本發明涉及一種蓄光材料，特別涉及一種利用無機金屬氧化物制備波長遷移的復合蓄光粉體及其制造方法與應用。

背景技術

自從20世紀初長余輝發光現象被發現以來，蓄光材料的發展取得了快速的進展。各種蓄光材料已廣泛地運用于制造蓄光物體；蓄光材料在吸收了紫外線或其它射線之后可發出光線，此種光線被稱為磷光或余輝（afterglow）。利用蓄光材料可制成白天可吸收可見光或太陽光、紫外線光，轉換成光能儲存，而在夜晚或黑暗處發出各種色彩的光的蓄光纖維，由蓄光纖維制作的服裝，不僅色光華麗多彩，而且無需染色，避免了環境污染，無毒、無害、無放射性，符合紡織及環保的要求。

目前的專利資料中，如中國臺灣公告第564268號專利所揭露的「高輝度夜旋旋光性纖維及其制造方法」，其提供了對人體沒有不良影響，具有長時間高輝度多色發光特性，在刺繡線、衣料用等各種領域內使用的高輝度夜旋旋光性纖維。該纖維是由燒成體得到的夜旋旋光性顏料的聚酯樹脂或聚烯烴樹脂作芯成分和不含有夜旋旋光性顏料的聚酯樹脂作殼成分的芯殼型復合纖維，相對全部纖維，其含有夜旋旋光性顏料7～25重量％，從激發停止1分鐘后的殘光輝度為500mcd/m²以上，單根纖維的粗度為40μm以下。

另外，中國臺灣公開第20113971號專利所提供的「耐水性蓄光母粒及纖維及其制造方法」，其著重于使用疏水材料，與稀土元素的鋁酸鹽類發光材料進行混合，制作成蓄光母粒，經過熔融紡絲實驗制作成芯鞘型發光纖維；疏水材料可提供蓄光纖維中的蓄光材料免受潮水解的問題。

然而，傳統蓄光纖維往往必須使用高含量的蓄光粉，大約30重量％（w/w），其耗費成本很高，且發光顏色單調，亦無法量化生產，紡絲和假捻制程容易產生耐熱性不足的問題，而纖維涂布制程則無法承受耐水洗與加工絲整理等。

因此，有必要開發出具有高的耐熱性及耐洗性，且發光顏色多樣、容易大量生產的蓄光材料，使得到理想的蓄光纖維或織品，以提高其應用范圍，并提升商業價值。

發明內容

鑒于以上的問題，本發明的主要目的在于提供一種波長遷移的復合蓄光粉體及其制造方法與應用，藉由高速沖擊及極低溫環境的建立，讓無機金屬氧化物的金屬離子可嵌入蓄光原料的結構缺陷中，產生光子能階跳躍的改變，制備出可產生具有冷色系光波長的復合蓄光粉體；藉此，使得蓄光原料的單一波長發光能夠進階為本發明復合蓄光粉體的多重波長發光，不僅可以增加蓄光材料的應用性，而且，可提升產品的額外附加價值。

本發明的另一目在于提供一種波長遷移的復合蓄光粉體及其制造方法與應用，除了賦予蓄光母粒、蓄光纖維相較于舊有材料具有不同發光顏色的特性，且能提高蓄光纖維的耐水洗及耐熱性，并降低蓄光纖維的丹尼數及使用量。

為達以上目的，本發明提供一種波長遷移的復合蓄光粉體，其組成包含有含稀土元素的蓄光原料以及無機金屬氧化物，無機金屬氧化物是于高速氣流與-100～-196℃的極低溫環境下，形成并融合于含稀土元素的蓄光原料表面，而導致能量改變，從而產生光波長遷移現象，而本發明波長遷移的復合蓄光粉體可具有多重發光顏色，隨著發光時間的不同而產生不同波長的發光。

本發明也提供一種波長遷移的復合蓄光粉體的制造方法，其步驟是先提供含稀土元素的蓄光原料與無機金屬氧化物，然后，導入高速氣流，于-100～-196℃的極低溫環境下，使含稀土元素的蓄光原料與無機金屬氧化物產生高速碰撞，藉由碰撞導致瞬間高溫和極低溫環境的影響，使無機金屬氧化物的金屬離子發生融合反應，來改變含稀土元素的蓄光原料的晶格結構，以制得波長遷移的復合蓄光粉體。

本發明更提供一種蓄光纖維的制作方法，其步驟是將前述波長遷移的復合蓄光粉體1～30重量％、熱塑性高分子50～95重量％、具有二丙烯或三丙烯官能基的環狀結構試劑0.05～5重量％、交聯劑0.01～5重量％及分散劑0.01～5重量％予以混合，以獲得混合粉體，接著，再將前述混合粉體于高溫予以混練，以使得熱塑性高分子呈熔融狀，并藉由交聯交聯呈熔融狀的熱塑性高分子，藉使復合蓄光粉體得以均勻分散于經交聯的熱塑性高分子中，然后，將經交聯且含有復合蓄光粉體分散于其中的熱塑性高分子進行烘干，以制得蓄光母粒，之后，再對于蓄光母粒進行融熔紡絲，然后，再卷曲為蓄光纖維。此制作過程可提升蓄光纖維的耐熱效果，并可成功制備細蓄光加工絲纖維，經過水洗50次后，仍可維持蓄光纖維的發光亮度。本發明所制作的蓄光纖維，將可廣泛應用于民生工業、紡織產業、家飾產品、安全性產品等領域。