一種制備發(fā)光纖維和面料的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及功能性纖維和面料以及鍍覆技術(shù)領(lǐng)域，更具體涉及一種制備發(fā)光纖維和面料的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]發(fā)光纖維以及發(fā)光面料作為新型的功能材料，擁有優(yōu)良的發(fā)光性能，在紫外光照射下能吸收并儲存光能，等激發(fā)停止后，在黑暗環(huán)境中以可見光的形式釋放能量從而發(fā)光，或者發(fā)光纖維以及發(fā)光面料在連接電源后也能持續(xù)發(fā)光數(shù)分鐘甚至數(shù)小時。發(fā)光纖維以及發(fā)光面料應(yīng)用于夜間操作行業(yè)，軍事產(chǎn)業(yè)以及航海作業(yè)，也應(yīng)用于民用領(lǐng)域以提供安全照明以及裝飾功能。
[0003]目前，國內(nèi)外對于發(fā)光紡織材料的研究重點大多集中于在紡絲液中添加發(fā)光粉以制備發(fā)光纖維，然而，此操作處于水性環(huán)境中，發(fā)光粉的發(fā)光性能會受到水汽影響而下降，并且工藝復雜效率低、自動化程度低而不易操作，纖維的后續(xù)處理也將降低發(fā)光纖維的發(fā)光性能，另外發(fā)光粉與纖維的結(jié)合能力差，可控性低因而難以適應(yīng)個性化產(chǎn)品的生產(chǎn)。
[0004]目前較少見到采用鍍覆技術(shù)制備發(fā)光纖維以及發(fā)光面料的有關(guān)報道，且尚未見到采用射頻磁控濺射技術(shù)制備發(fā)光纖維以及發(fā)光面料的研究。
[0005]銪和鏑共摻雜的鋁酸鍶發(fā)光粉在日光、紫外光或者人造光的照射下，發(fā)光材料在基態(tài)和激發(fā)態(tài)之間存在能級躍遷Uf6Sd1 — 4f7)，在基態(tài)能級中留下空穴，此外，空穴也可以被共摻雜的鏑離子捕獲；在光激發(fā)停止后，電子從激發(fā)態(tài)躍遷回基態(tài)釋放能量而發(fā)光，或者空穴與電子重新結(jié)合而發(fā)光。由于添加了銪離子以外的第二種激發(fā)離子一鏑離子，因此可以顯著提高發(fā)光材料的發(fā)光性能，其余輝時間也將明顯得到增強。其具有優(yōu)異的發(fā)光性能，其發(fā)光強度高，余輝時間長，化學性能穩(wěn)定，對環(huán)境污染少，將其沉積在纖維以及面料上，將賦予纖維以及面料良好的發(fā)光性能以及裝飾功能。然而，以纖維以及面料為基底，發(fā)光材料為濺射靶材，使用射頻磁控濺射制備發(fā)光纖維及面料的研究較少，沉積技術(shù)對發(fā)光纖維及面料的發(fā)光性能的影響研究更少。因此，采用射頻磁控濺射技術(shù)，以纖維及面料為基底，發(fā)光材料為濺射靶材制備發(fā)光纖維及面料是當今發(fā)光紡織材料開發(fā)的創(chuàng)新領(lǐng)域以及重要研究課題之一。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對上述缺點，開發(fā)一種制備發(fā)光效果好、鍍層結(jié)合力好的發(fā)光纖維和面料的方法。
[0007]進一步的，還需要開發(fā)一種工藝簡單方便、可操作性強、易于批量生產(chǎn)，且能適應(yīng)個性化產(chǎn)品生產(chǎn)的發(fā)光纖維和面料的制備方法。
[0008]本發(fā)明提供了一種制備發(fā)光纖維和面料的方法，所述方法以纖維和面料為基底，以發(fā)光材料為濺射靶材，利用射頻磁控濺射技術(shù)將發(fā)光材料濺射并沉積到纖維和面料表面的方法。
[0009]優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明所述的制備發(fā)光纖維和面料的方法中，發(fā)光材料為銪和鏑共摻雜的鋁酸鍶發(fā)光粉。
[0010]優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明所述的制備發(fā)光纖維和面料的方法中，銪和鏑共摻雜的鋁酸鍶的化學式為SrAl2O4:Eu2+，Dy3+。
[0011]優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明所述的制備發(fā)光纖維和面料的方法中，發(fā)光材料由溶膠-凝膠法制備。
[0012]優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明所述的制備發(fā)光纖維和面料的方法中，棉布、滌綸布、不銹鋼、玻璃纖維和陶瓷纖維布等。
[0013]本發(fā)明利用溶膠-凝膠法制備了發(fā)光性能良好的銪和鏑共摻雜的鋁酸鍶發(fā)光材料的粉末，通過射頻磁控濺射技術(shù)，在纖維及面料表面沉積均勻致密的發(fā)光層。本發(fā)明的發(fā)光纖維及面料的制備方法工藝簡單方便、可操作性強、易于批量生產(chǎn)和控制發(fā)光層的范圍，由該方法制備的發(fā)光纖維和面料的發(fā)光效果好，發(fā)光層與基底的結(jié)合牢固。
[0014]下面通過實施例對本發(fā)明做進一步說明。
【具體實施方式】
[0015]本實施例的具體工藝流程如下:
[0016](I)通過溶膠-凝膠法制備粉末狀的銪和鏑共摻雜的鋁酸鍶發(fā)光材料:
[0017]a.稱取 0.94mol 的 Sr(NO3)JP 2mol 的 Al (NO3)3.9H20,并溶于少量的去離子水；稱取0.0lmol的Eu2O3和0.02mol的Dy2O3溶于500mL的稀HNO3制備成硝酸鹽溶液，然后將兩種硝酸鹽溶液混合成復合硝酸鹽溶液以備待用。
[0018]b.稱取20g的檸檬酸溶于50mL去離子水，制備成檸檬酸溶液。
[0019]c.將上述檸檬酸溶液緩慢加入到上述復合溶液中，然后在80°C恒溫水浴和磁控攪拌條件下，用氨水調(diào)節(jié)所述復合溶液的PH值為7.0，攪拌5h得到凝膠。
[0020]d.將上述凝膠在105°C的恒溫箱中干燥11.5h以除去多余水分，從而獲得發(fā)光材料的前驅(qū)體粉末。
[0021]e.將上述前驅(qū)體粉末在杭州卓馳儀器有限公司生產(chǎn)的SX3-3L-1400型智能馬弗爐中，于450°C下預(yù)燒Ih后，以10°C /min的升溫速率升至1200°C，在活性炭粉提供的還原氣氛下煅燒3h,得到化學式為Sra94Euatl2Dyatl4Al2O4的粉末狀發(fā)光材料。
[0022]在活性碳粉提供的還原氣氛下煅燒時，三價的銪離子被還原成二價的銪離子，最終獲得銪和鏑共摻雜的鋁酸鍶發(fā)光粉。以這種方法制備的銪和鏑共摻雜的鋁酸鍶發(fā)光材料發(fā)光強度高、發(fā)光效率高、余輝時間長。
[0023](2)制備濺射靶材:
[0024]將制備的粉末狀的銪和鏑共摻雜的鋁酸鍶發(fā)光材料倒入尺寸為090mmX8mm的模具中，用3855型美國CARVER手動標準型壓片機在19噸靜壓力下將上述發(fā)光材料壓制Ih后得到圓餅狀的濺射靶材，其厚度約為6mm。
[0025]以這種方法制備的濺射靶材，由于壓制時間長，不需要進行退火燒結(jié)處理即可使用，工藝簡單、效率高。
[0026](3)紡織面料前處理:
[0027]將60mmX60mm大小的不銹鋼纖維布,依次用無水乙醇和丙酮分別清洗40min,再用去離子水將多余的溶劑清洗干凈，然后放入80°C的烘箱內(nèi)干燥24h以除去多余的水分。
[0028]以這種方法清洗并干燥的不銹鋼纖維布表面潔凈，殘留水分極少，非常適合射頻控濺射，能夠得到較好的發(fā)光層。
[0029](4)磁控濺射沉積:
[0030]a.將烘干的不銹鋼纖維布安裝在沈陽市超高真空應(yīng)用技術(shù)研究所研制的POLED/PET-磁控濺射沉積真空系統(tǒng)的真空腔的基底支架上，將濺射靶材安裝在靶材支架上，并保持基材和靶材的距離為10cm。
[0031]b.在本底真空度為0.0OOlPa、沉積壓強為0.6Pa、氬氣通氣量為40sccm、樣品轉(zhuǎn)速為100r/min、沉積功率為500W的工藝參數(shù)條件下，預(yù)濺射沉積5min，濺射沉積時間為15min，所濺射的發(fā)光粉厚度約為2um。
[0032]在本實施例的工藝條件下制備的發(fā)光面料發(fā)光強度高，余輝時間長，發(fā)光效率高，發(fā)光層和面料的結(jié)合性好，并且得到的發(fā)光層形狀分布可控，產(chǎn)品適應(yīng)性高。
[0033]本發(fā)明中，紡織纖維及面料并不限于棉布、滌綸布、不銹鋼、玻璃纖維和陶瓷纖維布，如還可以為普通的滌棉布，絲綢布，以及碳纖維，石墨化碳纖維等特殊纖維布料。
[0034]上述實施例子應(yīng)理解為僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的保護范圍。在閱讀了本發(fā)明記載的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等效變化和修飾同樣落入本發(fā)明權(quán)利要求所限定的范圍。
【主權(quán)項】
1.一種制備發(fā)光纖維和面料的方法，其特征在于，所述方法以纖維和面料為基底，以發(fā)光材料為濺射靶材，利用射頻磁控濺射技術(shù)將發(fā)光材料濺射并沉積到纖維和面料表面的方法。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備發(fā)光纖維和面料的方法，其特征在于，所述發(fā)光材料為銪和鏑共摻雜的招酸銀。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備發(fā)光纖維和面料的方法，其特征在于，所述銪和鏑共摻雜的鋁酸鍶的化學式為SrAl2O4:Eu2+，Dy3+。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備發(fā)光纖維和面料的方法，其特征在于，所述發(fā)光材料由溶膠-凝膠法制備獲得。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備發(fā)光纖維和面料的方法，其特征在于，所述纖維和面料為棉布、滌綸布、不銹鋼、玻璃纖維和陶瓷纖維布等。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種制備發(fā)光纖維和面料的方法，利用溶膠-凝膠法制備了發(fā)光性能良好的銪和鏑共摻雜的鋁酸鍶發(fā)光粉末，通過射頻磁控濺射技術(shù)，在纖維和面料表面沉積均勻致密的發(fā)光層。本發(fā)明的發(fā)光纖維和面料的制備方法工藝簡單方便、可操作性強、易于批量生產(chǎn)和控制發(fā)光層的范圍，由該方法制備的發(fā)光纖維和面料的發(fā)光效果好，發(fā)光層與基底的結(jié)合牢固。
【IPC分類】D06M11-45, C23C14-35, C23C14-06
【公開號】CN104674539
【申請?zhí)枴緾N201310641778
【發(fā)明人】姜綬祥, 陳卓明, 陶肖明, 尚頌民, 郭榮輝, 苗大剛, 江紅, 張雷
【申請人】香港理工大學
【公開日】2015年6月3日
【申請日】2013年12月3日