專利名稱：結合在織物材料中的長余輝磷光體的制作方法
背景技術：
發明領域本發明一般涉及磷光基材料，更具體而言，本發明涉及在織物材料中結合長余輝磷光體的方法及該方法的產品。
現有技術描述各種類型的磷光體材料是本領域眾所周知的，并且它們提供不同持久性的發光。磷光體材料的通常目的是提供一種發光源，該發光源利用間歇的光輻射和/或非連續的輻射光。
盡管如上所述的磷光體材料的存在是本領域相當熟悉的，但目前的趨勢是確定長余輝磷光體的有用的應用領域，該磷光體在周期性的光輻射后能夠產生足夠的光照明。
發明概述為了將長余輝磷光體結合進織物材料中，本發明詳細描述了一種將長余輝磷光體結合進織物材料中的方法，該方法包括下列步驟燒制摻雜的磷光體，將得到的磷光體研磨成指定大小的磷光體顆粒，將所述磷光體顆粒包封在不透水的涂層材料中，然后將指定重量比的所述包封的磷光體顆粒應用于纖維主體材料中。
另外，描述了一種結合了包封的長余輝磷光體顆粒的纖維制品。
還提供了一種可通過所述的將長余輝磷光體結合進纖維主體材料中的方法得到的纖維制品。
附圖簡要說明在閱讀下面的詳細說明時，將要參考所附的圖解，其中在數個視圖中，相同的參考數字是指相同的部分，并且其中
圖1是按照本發明制備結合了長余輝磷光體的纖維主體材料的示意圖。
優選實施方案詳述本發明是在纖維主體材料中結合長余輝磷光體的方法及通過該方法生產的產品。大量的不同織造纖維材料能夠利用所述磷光材料。非限定性地，纖維可以包括尼龍、人造絲、人造纖維、天然纖維如棉、羊毛、黃麻、亞麻、絲、聚酯纖維、聚烯烴纖維和塑料纖維、纖維素、乙酸纖維素、聚酰胺、乙酸酯、丙烯酸類、聚丙烯酸類、芳族聚酰胺、人造蛋白質纖維、改良丙烯酸纖維、nonoloid、乙酸乙烯酯與1，1-二氰基乙烯共聚物(nytril)、烯烴、SPANDEX、聚乙烯醇纖維、聚乙烯塑料、橡膠、聚丁二烯、復合纖維如Rhovyl Eco，它是由Rhovyl制造的乙烯基纖維和羊毛的復合物。
所述的長余輝磷光材料可由本領域已知的大量不同的化學組合物中的任何一種構成。本文所用的術語“長余輝”是指磷光壽命大于1分鐘。所述磷光體一般以粉末或顆粒材料形式提供，在一個例子中，可以包括石灰綠磷光體，以Nemoto Luminova的商品名被生產，并且由鋁酸鍶材料構成。另外的Luminova色彩包括藍色，它由鋁酸鈣鍶配方構成，并且摻雜銪。
其它磷光體可具體地包括硫化鍶材料，它在惰性熔爐中燒制，在選定的升高的溫度下燒制預定的時間。為實現需要水平的長余輝以及給定的色彩，向磷光體中加入摻雜劑。盡管一般在燒制前將摻雜劑前體與磷光體前體形成淤漿，但是應該意識到，通過使燒制過的磷光體暴露于摻雜劑，摻雜劑也可以插入到磷光體內。例如，通過溶液表面涂布或離子注入，可以實現燒制后的摻雜劑加入。使用不同摻雜劑的試驗已經確定，銪摻雜劑可以實現具有橙/紅色彩的余輝磷光體。摻雜劑的存在量一般為0.1～5％原子。經常需要包括第二摻雜劑以提高余輝壽命或改變磷光體色彩。如本領域眾所周知的那樣，其它類型的摻雜劑可以包括氧化鋁、氧化鑭、鑭系元素、主族金屬陽離子、氟化物、氯化物和溴化物，并且能夠產生具有淺黃和紅紫色調的余輝磷光體。而且，使用各種百分比的鈣和鍶硫化物可以得到另外的更純紅色的色調。
在熔爐燒制摻雜的磷光體后，所述余輝磷光體組合物干燥并變回巖石樣的形式。然后進行碾碎和研磨操作，使平均顆粒域大小降低至優選的9～60微米范圍。更優選地，顆粒平均域大小為9～45微米。某些應用要求顆粒大小在某些情況下降低到低達1微米大小。在將磷光材料引入到主體材料中之前，希望將它們涂布或包封以確保其長期性能。已經發現，隨著時間的推移，濕氣會降低磷光體保持其長期性能的能力。
因此，可以采用一種或多種包封技術來涂覆各個磷光體顆粒。第一種包封是通過在800℃的燒制溫度下應用氧化硅而提供的。氟化物材料可以與氧化硅同時或分開應用。一般地，約700℃的燒制溫度最適合使用氟化物。其它的包封技術可以采用在己烷或庚烷溶劑中的有機氯硅烷。包封所述材料的工藝步驟一般包括以合適的比例混合涂層粉末和基材粉末，在指定的溫度下將所述混合的粉末燒制所限定的時間，洗滌燒制的粉末以除去芯粉末的未被涂布的部分，并干燥洗滌過的粉末。還有其它的包封技術，采用透明的不透水材料來涂布長余輝磷光體顆粒。這樣的材料例如包括聚氨酯和環氧基樹脂。另外的包封技術詳述于例如U.S.P.4,710,674；5,049,408；5,196,229；5,118,529；5,113,118和5,220,341。
再參考前面陳述的織物材料以及圖1，所述包封的磷光體顆粒圖示為10。在將主體纖維20織成衣物或制品前，將所述包封的長余輝磷光體10附著在主體纖維20上。可以通過共價鍵或非共價鍵，采用化學結合的方法將所述包封的長余輝磷光體結合進主體材料中。例如，將包封的長余輝磷光體用硅烷涂布，可賦予其正電荷。具有負電荷的纖維將會與該硅烷處理的包封的長余輝磷光體顆粒結合。應該指出，所述包封層可以被衍生化，以暴露出能夠與纖維結合的化學片段，按照本發明，所述化學片段包括例如羧基、羰基、羥基、酰胺、胺、氨基、醚、酯、環氧、氰酸酯、異氰酸酯、硫氰酸酯、巰基、二硫化物、氧化物、重氮、碘、磺基或具有化學或潛化學反應性的類似基團。暴露在包封層的所述化學片段能夠與暴露在纖維上的互補的化學片段反應，這種互補化學片段的確定對本領域技術人員來說是顯而易見的。在本發明的另一個優選的實施方案中，所述包封的長余輝磷光體在制造階段與一種可定位材料混合，并且將該可定位材料包封的長余輝磷光體混合物應用于纖維。用于將包封的顆粒結合到纖維上的另外的技術詳述于例如U.S.P.5,607,759。磷光體顆粒的包封使得它們在隨后的應用和暴露于環境的過程中，可以保持其長余輝和可再充能性。
在說明書中提到的任何專利都代表了本發明涉及領域技術人員的水平。這些專利和出版物結合在本文中作為參考，這等同于各個出版物被具體地和分別地指定結合在本文中作為參考。
前面已經描述了本發明，可以明白，本發明教導了一種將長余輝磷光體例如以顆粒形式結合進織物主體材料中的新的和有用的方法及通過該方法得到的產品。結合了長余輝磷光體的織物主體材料用于提高制品的可見度，例如安全和救援人員、建筑工人、騎摩托車者和兒童穿著或佩帶的衣物和附件。另外，該材料可用于構造安全和警示標記和裝置，例如救生衣。在不離開所附權利要求書范圍的前提下，對于本發明涉及領域的技術人員而言，許多另外的實施方案是顯而易見的。
權利要求
1.一種將長余輝磷光體結合進織物材料中的方法，包括下列步驟燒制摻雜的磷光體；將所述摻雜的磷光體研磨成指定平均顆粒域大小的磷光體顆粒；將所述磷光體顆粒包封在不透水的涂層材料中；和將指定重量比的所述包封的磷光體顆粒應用于纖維主體材料中。
2.權利要求1的方法，其中所述磷光體是含銪摻雜劑的硫化鍶。
3.權利要求1的方法，其中所述摻雜的磷光體還包括第二種鑭系摻雜劑。
4.權利要求1的方法，其中所述磷光體是混合的鈣鍶硫化物。
5.權利要求1的方法，其中所述磷光體顆粒包封在氟化物涂層中。
6.權利要求1的方法，其中所述磷光體顆粒包封在硅酸鹽涂層中。
7.權利要求1的方法，其中所述磷光體顆粒被研磨成1～60微米的平均顆粒域大小。
8.將包封的長余輝磷光體顆粒結合進纖維主體材料中的纖維產品。
9.權利要求7的纖維產品，其中所述纖維主體材料選自合成纖維、天然纖維和復合纖維。
10.權利要求7的纖維產品，其中所述天然纖維主體材料選自棉、羊毛、黃麻、亞麻、絲、大麻和橡膠。
11.權利要求7的纖維產品，其中所述合成纖維主體材料選自尼龍、人造絲、塑料、纖維素、乙酸纖維素、聚酰胺、乙酸酯、丙烯酸類、聚丙烯酸類、芳族聚酰胺、人造蛋白質纖維、改良丙烯酸纖維、nonoloid、乙酸乙烯酯與1，1-二氰基乙烯共聚物、烯烴、莎綸、彈力纖維、聚乙烯醇纖維、聚乙烯塑料、聚酯、聚乙烯和聚丁二烯。
12.權利要求8的纖維產品，其中所述包封的長余輝磷光體顆粒以0.1～30％重量/體積的量結合。
13.權利要求8的纖維產品，其中所述包封的長余輝磷光體顆粒以5～25％重量/體積的量結合。
14.權利要求8的纖維產品，其中所述包封的長余輝磷光體顆粒以10～20％重量/體積的量結合。
15.權利要求8的纖維產品，其中所述磷光體顆粒被研磨成1～60微米的平均顆粒域大小。
16.權利要求8的纖維產品，其中所述磷光體顆粒被研磨成9～45微米的平均顆粒域大小。
17.權利要求8的纖維產品，其中所述長余輝磷光體是含摻雜劑的硫化鍶。
18.權利要求15的摻雜劑，其中所述摻雜劑是銪。
19.權利要求8的包封的長余輝磷光體，其中存在一種化學片段。
20.權利要求17的化學片段，其中所述片段被衍生成選自下列的反應基羧基、羰基、羥基、酰胺、胺、氨基、醚、酯、環氧、氰酸酯、異氰酸酯、硫氰酸酯、巰基、二硫化物、氧化物、重氮、碘和磺基。
21.權利要求7的纖維產品，可通過權利要求1的方法得到。
全文摘要
一種將長余輝磷光體(10)結合進織物材料(20)中的方法，該方法包括下列步驟在熔爐內燒制磷光體，然后將得到的聚積體研磨成指定大小的磷光體顆粒，將所述磷光體顆粒包封在不透水的涂層材料中，然后將指定重量比的所述包封的磷光體顆粒(10)應用于纖維材料(20)中。另外，描述了一種結合了包封的長余輝磷光體顆粒(10)的纖維制品(20)。
文檔編號C09K11/02GK1414886SQ00818075
公開日2003年4月30日 申請日期2000年12月7日 優先權日1999年12月7日
發明者B·K·莫茨, R·H·米勒 申請人:環球產品營銷有限責任公司