CN1772836A - 含有各向异性的应力发光体的应力发光组合物、及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供具有可以发出高亮度荧光的形状的应力发光体、含有其的组合物、结构体、其制备方法。提供具有各向异性的纵横比的应力发光体。应力发光体粒子具有各向异性的纵横比。通过将原料用水溶剂混合，添加氨水改变pH值，从而控制应力发光体粒子的纵横比。此外，提供含有应力发光体的涂料、油墨、粘结剂等的组合物。

Description

含有各向异性的应力发光体 的应力发光组合物、及其制备方法
技术领域
本发明涉及含有随机械能变化的强度发光的应力发光材料的应力发光组合物、及其制备方法。详细地说，涉及含有各向异性的应力发光体的应力发光组合物、及其制备方法。
技术背景
迄今为止，作为荧光现象公知有从外部给予刺激而发光的现象。
发出该荧光的荧光体已广泛地用于照明灯、显示器等中。作为外部刺激，公开有紫外线、电子束、X射线、放射线、电场、化学反应等。近年来，本发明者们已开发出施加机械外力而发光的应力发光材料(参见专利文献1～6)。
专利文献1记载了尖晶石结构、刚玉结构或β氧化铝结构的应力发光材料。
专利文献2记载了硅酸盐的应力发材料。
专利文献3记载了缺陷控制型铝酸盐的高亮度应力发光体。
专利文献4记载了多色型应力发光材料。
专利文献5记载了通过对与环氧树脂的复合材料和该复合材料的涂膜制作的试验片外加压缩、拉伸、摩擦、扭转等机械作用来评价应力发光性。
专利文献6记载了具有纤锌矿型结构和闪锌矿型结构共存的结构，由氧化物、硫化物、硒化物、碲化物作为主要成分构成的高亮度机械发光材料。
[专利文献1]特开2000-119647号
[专利文献2]特开2000-313878号
[专利文献3]特开2001-049251号
[专利文献4]特开2002-194349号
[专利文献5]特开2003-292949号
[专利文献6]特开2004-043656号
这些应力发光材料以即使用肉眼也能够确认的亮度半永久性地重复发光。希望用该应力发光材料测定结构体的应力分布(参见专利文献7、8)。专利文献7记载了使用应力发光体的应力或应力分布的测定方法以及测定系统。专利文献8记载了能够将机械外力转换成直接光信号进行传递的发光头、以及使用该发光头的远距离开关系统。
[专利文献7]特开2001-215157号
[专利文献8]特开2004-077396号
此外，专利文献9、10公开了将显示应力发光性的添加铕的铝酸锶与聚甲基丙烯酸酯、ABS树脂、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚乙烯、聚缩醛、聚氨酯树脂、聚酯、环氧树脂、硅酮橡胶、具有硅氧烷键的硅酮化合物和有机压电材料复合化。专利文献11记载了透明的应力发光材料的制作。
[专利文献9]特开2003-253261号
[专利文献10]特开2004-071511号
[专利文献11]特开2004-149738号
发明内容
然而，虽然公开的这些专利文献中提及了应力发光粒子的大小，但是没有记载其形状为球状或者接近球状以外的内容。
本发明基于上述技术背景而提出，实现了以下目的。
本发明的目的在于提供具有可以发出高亮度荧光的形状的应力发光体、含有这种发光体的组合物、结构体、其制备方法。
为了实现上述目的，本发明采用了以下手段。
本发明的第一发明提供应力发光体，其特征在于从外部施加机械能就发光，具有各向异性的纵横比。
本发明的第二发明提供含有上述应力发光体的粘结剂。而且，前述粘结剂可以是含有热固性树脂粘结剂、热塑性树脂粘结剂、橡胶类粘结剂(弹性体)的任何一种或两种以上的复合粘结剂。而且，前述粘结剂可以含有弹性模量比前述粘结剂大的微细结构体。
本发明的第三发明提供应力发光组合物，其特征在于含有从外部施加机械能就发光，具有各向异性的纵横比的应力发光体。另外，可以含有前述粘结剂。而且，可以含有弹性模量比前述粘结剂大的微细结构体。
本发明的第三发明的应力发光组合物可以含有一种或一种以上选自如下的添加剂：涂料、油墨、阻燃剂、热稳定剂、抗氧剂、防紫外线剂、增塑剂、晶核剂、发泡剂、抗菌防霉剂、填充剂、强化剂、导电性填料和防静电剂。
本发明的第四发明涉及涂料，其特征在于含有前述应力发光体。除前述应力发光体之外，构成涂料的树脂、颜料、添加剂等的组合物是由涂料领域中所用公知的组合物构成的，因此省略其说明。
本发明的第五发明涉及油墨，其特征在于含有前述应力发光体。除前述应力发光体之外，构成油墨的溶剂、染料等的组合物是由油墨技术领域中公知的组合物构成的，因此省略其说明。
本发明的第六发明的特征在于含有通过将前述应力发光组合物含浸于片状物的表面或内部配置得到的薄片。
本发明的第七发明涉及应力发光体的制备方法，所述应力发光体从外部施加机械能就能发光，以前述机械能激发的电子返回基态时发光的稀土类或过渡金属的一种以上作为发光中心掺杂到无机基质材料中而形成，具有各向异性的纵横比。本发明中所述的薄板是指薄板状材料，是指使用了天然纤维的纸、合成纸、用天然或合成纤维等制作的织物或无纺布、各种合成树脂制的薄片、薄膜。
本发明的第七发明的应力发光体的制备方法，其特征在于：将前述稀土类或过渡金属的酸盐与前述无机基质材料的原料通过溶剂混合，同时添加氨水至规定的pH值，形成溶-凝胶溶液，向前述溶胶-凝胶溶液中添加分散-乳化剂，混合干燥后，经加热处理制得，通过改变前述pH值来控制前述纵横比。
本发明的第一至七的发明的前述应力发光体，可以具有角状(angularshape)、板状、针状和棒状的任意一种的外形。而且，前述棒状或前述针状粒子的纵横比可以为2～1000就可以。此外，优选前述棒状或前述针状粒子的纵横比为5～100。而且，前述应力发光体的微粒可以与负荷能量的变化成比例地使发光强度变化。
前述应力发光体可以将前述机械能激发的电子返回基态时发光的稀土类或过渡金属的一种以上作为发光中心掺杂到无机基质材料中而形成。此外，前述应力发光体可以是铝酸盐或硅酸盐。
本发明的第三到五的发明中，前述应力发光体的微粒可以分散。而且，本发明的第二、三的发明的前述微细结构体，可以是含有金属、玻璃、陶瓷、塑料、人造纤维和天然纤维的任何一种或两种以上的微粒。
此外，本发明的第二、三的发明的前述微细结构体可以是具有纤维状、针状和球状中任意一种形状的微粒。此外，本发明的第二、三发明的前述粘结剂可以具有透明性和柔软性。
此外，本发明的第二、三发明的前述粘结剂，可以是含有热固性树脂粘结剂、热塑性树脂粘结剂、橡胶类粘结剂(弹性体)中任何一种或两种以上的复合粘结剂。该复合粘结剂可以是向热固性树脂中添加了热塑性树脂或弹性体，或者向热塑性树脂或弹性体中添加了热固性树脂的粘结剂。
[热固性树脂粘结剂]
作为热固性树脂粘结剂，优选是苯酚、间苯二酚、尿素、亚乙基脲、蜜胺、苯胍胺、呋喃、二甲苯等甲醛类树脂，环氧树脂、不饱和聚酯、聚氨酯、有机硅树脂、聚邻苯二甲酸二烯丙酯、或者它们的共缩合物。
[热塑性树脂粘结剂]
作为热塑性树脂粘结剂，优选是聚醋酸乙烯酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醛、氰基丙烯酸甲酯、聚砜、聚酰亚胺、聚苯并咪唑、尼龙、聚对苯醚、聚碳酸酯、聚缩醛、聚乙烯、聚丙烯、乙烯醋酸乙烯酯共聚物、与丁二烯共聚的塑料聚合物(ABS、耐冲击聚苯乙烯)等玻璃化转变温度高于室温的聚合物粘结剂。
[橡胶类粘结剂(弹性体)]
作为橡胶类粘结剂(弹性体)，优选是天然橡胶、苯乙烯-丁二烯橡胶、丙烯腈-丁二烯橡胶、聚氯丁二烯、聚丁二烯、聚异丁烯、聚异戊二烯-异丁烯、聚硫橡胶、聚丙烯酸酯等具有比室温低的玻璃化转变温度的弹性体。
[复合粘结剂]
作为复合粘结剂，优选是尿素-聚醋酸乙烯酯、-聚乙烯醇；酚醛树脂-聚醋酸乙烯酯、-聚乙烯醇缩甲醛、-聚乙烯醇缩丁醛、-丁腈橡胶、-氯丁二烯橡胶、-尼龙；蜜胺树脂-丙烯酸树脂、-聚醋酸乙烯酯、-醇酸树脂；环氧树脂-尼龙、-聚酰胺、-丙烯酸树脂、-合成橡胶、-聚硫化物、-聚异氰酸酯、-二甲苯树脂、-酚醛树脂等。
本发明的第三、五发明的前述涂料的组成优选由为分散介质的树脂、为分散体的颜料、添加剂、溶剂构成。此外，溶剂优选是有机溶剂。另外，优选是减少有机溶剂的高固体分涂料、溶剂为水的水性涂料、没有溶剂的粉末涂料。
[无机基质材料]
作为前述无机基质材料，可以列举具有填塞鳞石英(a stuffed tridymite)结构、晶格缺陷控制结构、纤锌矿结构、尖晶石结构、刚玉结构或β-氧化铝结构的氧化物、硫化物、碳化物或氮化物。作为掺杂在该无机基质材料中的发光中心，优选使用Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu的稀土类离子，以及Ti、Zr、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Nb、Mo、Ta、W的过渡金属离子内的一种以上。
[应力发光材料]
作为该应力发光材料，优选在以下列举的基质材料中掺杂由机械能激发的电子返回基态时发光的稀土类或过渡金属的一种以上形成的发光中心的物质。
该应力发光材料，是使用含有锶和铝的复合金属氧化物作为基质材料，向其中掺杂稀土类金属或过渡金属作为发光中心而形成的，例如可以列举x SrO·yAl2O3·z MO(M是二价金属Mg、Ca、Ba，x、y、z是整数)、x SrO·y Al2O3·zSiO2(x、y、z是整数)。理想的是SrMgAl10O17:Eu、(srxBa1-x)Al2O4:Eu(0＜x＜1)、SrAl2SiO7:Eu等。特别优选的应力发光材料是以缺陷控制型铕激活的铝酸锶(SrAl2O4:Eu)作为主要成分的陶瓷粉末。
通过本发明，获得以下效果。
本发明提供具有规定纵横比的应力发光体及其制备方法，该应力发光体通过来自外部的负荷可以比球状或接近球状的应力发光粒子更高效地发光。
此外，含有应力发光体的粘结剂，由于含有具有比粘结剂本身大的弹性模量的微细结构体，因此来自外部的负荷可以集中在微细结构体与微细结构体之间的应力发光体上，从而高效地发光。具有该粘结剂的结构体，可以将来自外部的机械能高效地转变成作为应力发光的光，从而发光。
此外，将含有应力发光体的涂料涂敷到结构体上使用，结构体的弹性或塑性变形部分的应力发光体可以发光。可以使结构体的弹性或塑性变形集中的部分比其他地方发光更强。特别是当结构体为纸等片状时，折叠棱线部分比其他部分发光更强。
附图说明
图1是实施例1的各向异性外形的应力发光粒子的电子显微镜照片(纵横比为2以上)。
图2是实施例1的各向异性外形的应力发光粒子的电子显微镜照片(纵横比为1.5以内)。
图3是实施例1的各向异性外形的应力发光粒子的电子显微镜照片(纵横比为5以上)。
图4是图示实施例2的试验片的概要的图。
图5是图示实施例2的试验片的接合部分的概要的图。
图6是拍摄从实施例2的试验片发光的状态的照片。
图7是图示第二实施方式的试验片的概要的图。
图8是图示第二实施方式的测定装置的概要的图。
图9是拍摄从实施例3的试验片发光的状态的照片。
图10是显示从试验片发光的可见光的强度分布以及通过有限要素法求取的应力分布的图表。
图11是通过应力测定工具慢慢拉伸实施例3的试验片时拍摄从试验片发光的状态的照片。
图12是第三实施方式的片状应力发光结构体的示意图。
图13是显示通过接触，实施例4的片状应力发光结构体表面发光的状态的照片(A)。
图14是显示通过接触，实施例4的片状应力发光结构体表面发光的状态的照片(O)。
具体实施方式
(第一实施方式)
概要说明本发明的第一实施方式。应力发光材料经施加来自外部的机械负荷就发光。由该应力发光材料形成的粒子、或者含有该粒子的复合材料用于各种用途。例如，可用于混入粘结剂、涂料中。
本发明的应力发光粒子具有其最大直径与最小直径不同的各向异性的外形。该应力发光粒子与现有的球状粒子或旋转椭圆体粒子等接近球状的形状的粒子相比，容易产生应力集中，具有以相同的激发外力能够获得强发光的特征。在各向异性的粒子中，优选角形粒子、板状粒子、针状粒子。特别优选纵横比为2～1000的棒状或针状粒子。更优选纵横比是5～100的粒子(参见实施例1)。
本发明的发明人等研究了应力发光体的生成条件，发现通过改变它可以获得各种粒子形状的应力发光体。因此可以控制应力发光体的粒子形状。此外，如果使含有应力发光材料微粒的均匀粘结剂与具有比粘结剂大的弹性模量的微细结构体共存，在存在于微细结构体间的粘结剂上产生应力集中，其结果大的应力作用于粘结剂中所含的应力发光材料的微粒上，可以产生强的发光。
将应力发光体混入如下多种粘结剂中实施是可能的。作为粘结剂，可以使用热固性树脂粘结剂、热塑性树脂粘结剂、橡胶类粘结剂(弹性体)或复合粘结剂等。复合粘结剂优选向热固性树脂中添加热塑性树脂或弹性体，或者向热塑性树脂或弹性体中添加热固性树脂的粘结剂。作为其实施例，下面描述了环氧类粘结剂的实施例(参考实施例2)。
[实施例1]
(各向异性应力发光粒子)
以下示出本发明的实施例1。
图1图示了生成的各向异性外形的应力发光粒子的电子显微镜照片。照片的应力发光粒子的纵横比为2以上。粒子的纵向约为2μm，横向约为0.3μm。
(制备方法)
原料使用纯度99％以上的三异丙氧基铝、锶的硝酸盐、铕的硝酸盐、硼酸。称量这些原料达到Sr0.9Al2O4:Eu0.1，在水溶剂中混合，同时添加氨水。将pH值调整至6.0，形成溶胶-凝胶溶液。向该溶胶-凝胶溶液中添加作为分散乳化剂的二甲基甲酰胺，混合，在100-200℃下干燥，然后放置在空气中，于700℃下热处理。将由此获得的生成物粉碎，放置在还原气氛中，于1300℃下煅烧6小时，得到应力发光体粒子。
通过X射线衍射鉴定所得应力发光体粒子的结晶结构，结果确认是α-SrAl2O4纯相。通过改变pH值，可以调整纵横比。例如，图2显示了将pH值调整至8获得的应力发光体粒子的电子显微镜照片。为纵横比1.5以内的接近球状的粒子。图3图示了pH值为11的情形。该粒子为纵横比5以上的板状粒子。
[实施例2]
接下来描述含有各向异性粒子的粘结剂。该应力发光粘结剂由环氧类粘结剂(A)、应力发光粒子(B)、应力增强结构体(C)构成。如下生成透明的环氧类粘结剂(A)。将作为Struers制反反应性环氧树脂的双酚A-表氯醇(平均分子量＜700)与作为固化剂的ィソプロチァミン、作为溶剂的苯甲醇以重量比2.5∶1称量，在不混入气泡下混合3分钟，脱气3分钟。由此得到没有气泡的粘结剂。
应力发光粒子(B)是上述实施例1所示的陶瓷各向异性Sr0.9Al2O4:Eu0.01粒子。利用粒子纵向平均为2μm，横向平均为0.3μm的棒状粒子。应力增强结构体(C)使用高纯度化学制造的氧化铝粒子。该氧化铝粒子的平均粒径是10μm。将应力发光粒子(B)和应力增强结构体(C)的粉末分别各自称量0.9g和0.1g，充分混合之后，与环氧类粘结剂(A)以1∶1的重量比混合，得到含有应力发光体的粘结剂。
图4、5图示了试验片1的概要。试验片1是将环氧树脂3与透明的丙烯酸薄片4重叠，用粘结剂粘结而成的。图5放大地图示了图4的环氧树脂3与透明的丙烯酸薄片4通过粘结剂粘结重叠的部分2。图5的7是粘结剂，8是应力发光粒子，9是应力增强结构体。
用两端隔板将含有该应力发光体的粘结剂固定在厚1mm的环氧树脂3的表面上以使厚度为50μm，将透明丙烯酸薄片4(厚0.3mm)重叠粘结，在30℃下固化24小时。所得试验片1经TENSILON公司制造的材料试验机施加100N拉伸负荷，观察发光。
随着从材料试验机施加的负荷的增加，发光强度增大，用肉眼就能清楚地观察到其发光。图6是显示从试验片发光的状态的照片。此外，用手弯曲也能观测到强的发光。即使重复试验，环氧树脂试验片上的应力发光体的粘结层牢固地粘合，直到环氧树脂破坏，粘结层也未完全剥离。
(第二实施方式)
描述本发明的第二实施方式的概要。作为本发明的第二实施方式的实施例，下面描述丙烯酸类粘结剂的实施例(参见实施例3)。图7图示了试验片11的概要。图7(a)图示了试验片11的正面图。图6(b)图示了试验片11的平面图。图8图示了测定装置的概要。试验片11是将作为被粘结物的第一材料12与第二材料13通过粘结剂14粘结的。粘结剂14中混入了粉状应力发光材料。测定装置由应力负荷工具17、接收工具30、解析工具31构成。应力负荷工具7是向试验片11施加机械应力的工具。
施加给试验片11的机械应力是将试验片11从两端拉伸的拉力，或者是将试验片11从两端压缩的压力。此外，应力负荷工具17向试验片11以一定时间间隔重复施加拉力、压力的应力也是可以的。应力发光材料将负荷产生的应变能转变成光能。由此单独的负荷使得发光量随时间而衰减。为了容易测定，最好重复进行负荷，一面维持连续发光，一面观察试验片11。
该应力发光体优选使用含有锶和铝的复合金属氧化物作为基质材料，向其中掺杂稀土类金属或过渡金属作为发光中心的SrMgAl10O17:Eu、SrAl6O11:Eu、SrLaAl3O7:Eu、SrYAl3O7:Eu、SrAl2SiO7:Eu等。为了用肉眼就能确认发光，优选应力发光体是掺杂发出可见光的稀土类金属或过渡金属的材料。特别优选应力发光体以缺陷控制型铕赋活铝酸锶(SrAl2O4:Eu)作为主要成分的陶瓷粉末。更优选使用各向异性应力发光体粒子，从而可以增强发光强度。
接收工具30是用于接收从试验片1发出的光波的工具。作为接收工具30，包括CCD照相机或高速视频摄影装置等用于拍摄可见光、红外线、远红外线、紫外线的摄影装置。解析工具31是将通过接收工具30接收的光波进行分析，获得其分布等特征的工具。解析工具31将通过接收工具30接收或拍摄的图像或影像解析，解析从粘结剂14发出的光波，如能够掌握其特征，任何形式的机械、装置都可以。
作为该应力发光材料，优选在接下记载的基质材料中掺杂由机械能激发的电子返回基态时发光的稀土类或过渡金属的一种以上形成的发光中心。该应力发光材料是使用含有锶和铝的复合金属氧化物作为基质材料，向其中掺杂以稀土类金属或过渡金属作为发光中心的材料，可以列举例如x SrO·yAl2O3·z MO(M是二价金属Mg、Ca、Ba，x、y、z是整数)、x SrO·y Al2O3·zSiO2(x、y、z是整数)。优选SrMgAl10O17:Eu、(SrxBa1-x)Al2O4:Eu(0＜x＜1)、SrAl2SiO7:Eu等。特别优选的应力发光材料是以缺陷控制型铕赋活铝酸锶(SrAl2O4:Eu)作为主要成分的陶瓷粉末。
(测定装置的操作)
将试验片11从其两端通过应力负荷工具17的把持部18、19固定。此外，通过应力负荷工具7，经一定重复循环施加载荷。通过该外部应力，粘结剂4中含有的应力发光材料发光，产生光波。发出的光波经接收工具30接收或拍摄。接收或拍摄到的图像或影像经解析工具31解析，解析应力发光材料发光的状态以及所发光的频率等。通过该解析，可知粘结剂14如何分布。特别是当粘结剂14上产生龟裂时，由于从该龟裂部分不发光，因此可以掌握粘结剂14的龟裂。还可以掌握龟裂的端部，从而掌握其趋势。
[实施例3]
下面说明试验片11和测定装置的具体实施例13。试验片11是2片丙烯酸板经粘结剂粘结，作为单纯重叠的接头试验片使用的。将应力发光粉混入粘结剂中。由此可以测定透明丙烯酸板内部的发光。作为应力发光材料，使用实施例1的各向异性应力发光体。
作为粘结剂，考虑到与丙烯酸板的粘结性，使用反应性丙烯酸粘结剂MA310(ァィ·ティ一·ダブリュ一·ィンダストリ一株式会社、プレクサス部门制造)，向其中混入20wt％应力发光粉使用。丙烯酸板厚为2mm，重叠的长度为25mm，其他尺寸符合JIS K6850(2)标准。通过粘结操作，使用隔板使得粘结剂层厚为1mm将丙烯酸板粘结。
作为应力负荷工具17，使用油压式10t疲劳试验机(Instron公司制造)。作为施加于试验片11的负荷，通过应力负荷工具17反复施加位移振幅为+0.6mm、负荷循环为20Hz的载荷。试验片11的应力发光材料将经负荷产生的应变能转变成光能。由此单独的负荷使得发光量随时间而衰减。为了容易测定，本试验重复进行负荷，一边维持连续发光，一边测定试验片。
作为接收工具30，使用作为高感度CCD照相机的WAT-525EX(ヮテック株式会社制造)。经接收工具拍摄试验片11发光的状态，将其录像于录像带上。之后，通过计算机对其进行图像解析，进行亮度数据和图像的强调等。实验时，负荷开始后粘结接合部开始发光，是用肉眼也能清楚地确认其状态的可见光。
图9显示了CCD照相机拍摄的接合部图像。在这里试验片11的纵向设置为上下，上下两端部(粘结接合部端部)有亮度高的横条纹20。因此，可知这个地方产生强的应力集中。这是现有理论证明了的。试验片1的接合部4的中央拍摄有几个亮度低的横条纹21。这是使用静态负荷所意料不到的结果，认为这是通过反复负荷产生的振动或通过挠波干扰产生的。
图10的图表显示了试验片1的粘结接合部纵向的亮度分布以及通过有限要素法求得的应力分布。图表的横轴表示以mm计的试验片1的粘结接合部的位置。图表的纵轴表示发光的亮度分布以及以相对值计的通过有限要素法求得的应力分布。图表的右侧纵轴显示以相对值计的发光亮度。发光分布以实线22图示。
图表左侧的纵轴显示了通过有限要素法求得的试验片1承受的负荷。该负荷的分布是以虚线23图示的。亮度分布虽然存在几个认为是动态负荷影响的小峰，但显示与预料的应力分布良好的倾向的一致。图10的实线22的两端部表示2个大的山。这是图9的横条纹20，中央多个小山是横条纹21。
试验片1通过应力负荷工具17慢慢拉伸，测定粘结剂层内的应力分布。用CCD照相机拍摄从粘结剂层内发光的状态。用肉眼就能确认从粘结剂层的发光。图11是通过应力负荷工具17慢慢拉伸试验片1时的照片。可知图11的照片的上下部分发光亮度高。
(第三实施方式)
对本发明的第三实施方式的概要进行说明。作为本发明的第三实施方式的实施例，将应力发光体混入涂料中，涂布于纸面，制作片状应力发光结构体40。图12图示了片状应力发光结构体40的概要。如图所示，将应力发光体43混入涂料42中，将其涂布于纸41上。一部分涂料渗透于纸41中，形成渗透层44。因此，用手触摸该片状应力发光结构体40，或者用铅笔等工具接触使接触部分承受负荷，应力发光体43就发光。
[实施例4]
对将应力发光体混入涂料中实施的实施例4进行说明。具体地说，制作含有实施例1的应力发光材料粉末的片状应力发光结构体。应力发光材料的粉末是纵横比为2以上的各向异性粒子。将应力发光材料的粉末与丝网印刷用的油墨均匀混合。油墨为透明的氨基甲酸酯类双液型。
混入油墨的应力发光体各向异性粉末的直径平均为2μm。混合之后，将应力发光材料粉末和油墨丝网印刷含浸于厚90μm、定量64g/m2的PPC用纸中，室温下干燥。在纸的一面上印刷含有应力发光材料粉末的油墨。应力发光材料粉末的形状细长，具有2以上的纵横比。
将油墨丝网印刷于纸上，其中一部分渗透于纸中，经干燥固定。含有应力发光材料粉末的油墨，均匀地丝网印刷于纸上，或者在其中一部分丝网印刷。一旦接触由此制作的片状应力发光结构体的表面，接触位置随之发光，图13、14描述了所示光的轨迹。特别是，图14清楚地拍摄了该光轨迹并描述为“O”。
此外，将片状应力发光结构体折叠，将折叠处展开，确认在折叠部分的棱线附近比其他部分的发光要强。将含有应力发光材料粉末的油墨印刷时，可以按照规定图样印刷。
此外，本发明的细合物可以含有其他添加剂。作为其他添加剂，可以是阻燃剂、热稳定剂、抗氧剂、防紫外线剂、增塑剂、晶核剂、发泡剂、抗菌防霉剂、填充剂、强化剂、导电性填料、防静电剂等。
本发明并不限于上述实施方式1～4，在权利要求所示的范围内的各种改变、结合造宜技术手段获得的实施方式都在本发明的技术范围内。上述粘结剂可作为居室涂料使用。
本发明的应力发光材料，由于将机械振动、负荷转变成光能，因此本发明可用于传递机械振动的各处的检测、机械振动的发生源的监视等目的。作为工业用途，通过用于检测工场、建筑物、隧道等结构体的振动、破坏、损坏的系统，可用于这些结构体的安全管理、防灾诊断。
此外，可以适用于在远方监视这些结构体的系统，可用于作为受动型传感器。此外，可以快速对该结构体进行检查、安全管理，也赋予了长的寿命。而且，作为不需要电极、线路等的非接触型光应力传感器，可用于现有应力传感器不能满足的各种应力测定。
此外，作为民用品，可用于鞋、运动服等衣服、汽车、自行车等车轮轮胎、道路上的标识等、夜间防范和安全监视工具。此外，可用于玩具或活动物品等娱乐商品、夜间手触发光显示的开关按钮等。期待与金属、树脂、橡胶、纤维这样的广泛材料一体化在各种领域中产生新用途。
附图标记的说明
1、11…试验片
2…重叠的部分
3…环氧树脂
4…丙烯酸片
7、14…粘结剂
8…应力发光粒子
9…应力增强结构体
12…第一材料
13…第二材料
17…应力负荷工具
18、19…把持部
30…接收工具
31…解析工具
40…片状应力发光结构体
42…涂料
43…应力发光体
41…纸
44…渗透层

Claims (18)

1、应力发光体，是从外部施加机械能就发光的应力发光体，其特征在于前述应力发光体
以前述机械能激发的电子回到基态时发光的稀土类元素或过渡金属元素的一种以上作为发光中心，掺杂到无机基质材料中而形成，
具有各向异性的纵横比。
2、如权利要求1的应力发光体，其特征在于前述应力发光体具有选自角状、板状、针状和棒状中一种以上的外形。
3、如权利要求2的应力发光体，其特征在于前述棒状和/或前述针状粒子的纵横比为2～1000。
4、如权利要求3的应力发光体，其特征在于前述应力发光体的微粒与负荷能量的变化成比例地改变发光强度。
5、如权利要求1～4中任一项的应力发光体，其特征在于前述应力发光体是铝酸盐和/或硅酸盐。
6、粘结剂，是用于将被粘结体的第一材料与第二材料通过粘结剂粘结的粘结剂，
其特征在于前述粘结剂含有如权利要求1～5中任一项所述的前述应力发光体。
7、如权利要求6的粘结剂，其特征在于前述粘结剂为含有选自热固性树脂粘结剂、热塑性树脂粘结剂和橡胶类粘结剂中的一种以上的复合粘结剂。
8、如权利要求6或7的粘结剂，其特征在于含有用于增强应力的功能的微细结构体，前述微细结构体具有比前述粘结剂大的弹性模量。
9、如权利要求8的粘结剂，其特征在于前述微细结构体是选自金属、玻璃、陶瓷、塑料、人造纤维和天然纤维中的一种以上的微粒。
10、如权利要求9的粘结剂，其特征在于前述微细结构体是选自纤维状、针状和球状中一种以上的微粒。
11、如权利要求6或7的粘结剂，其特征在于前述粘结剂是具有透明性且柔软性的粘结剂。
12、应力发光组合物，其特征在于含有如权利要求1～5任一项所述的前述应力发光体，以及选自涂料、油墨、阻燃剂、热稳定剂、抗氧剂、防紫外线剂、增塑剂、结晶核剂、发泡剂、抗菌防霉剂、填充剂、强化剂、导电性填料和防静电剂中一种以上的添加剂。
13、涂料，其特征在于在涂料中分散含有如权利要求1～5任一项所述的前述应力发光体。
14、油墨，其特征在于在油墨中分散含有如权利要求1～5任一项所述的前述应力发光体。
15、片状应力发光物，其特征在于是将如权利要求1～5任一项所述的前述应力发光体含浸于片状物的表面或内部配置得到的薄片。
16、片状应力发光物，其特征在于是将如权利要求6-11任一项所述的前述粘结剂含浸于片状物的表面或内部配置得到的薄片。
17、片状应力发光物，其特征在于是将权利要求12所述的前述应力发光组合物含浸于片状物的表面或内部配置得到的薄片。
18、应力发光体的制备方法，所述应力发光体从外部施加机械能就能发光，以前述机械能激发的电子回到基态时发光的稀土类元素或过渡金属的一种以上作为发光中心掺杂到无机基质材料中而形成，具有各响异性的纵横比，其特征在于：将前述稀土类或过渡金属的酸盐与前述无机基质材料的原料通过溶剂混合，同时添加氨水至规定pH值，形成溶胶-凝胶溶液；向前述溶胶-凝胶溶液中添加分散乳化剂，混合干燥后，经加热处理生成；通过改变前述pH值来控制前述纵横比。
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