JP2004155969A

JP2004155969A - 蓄光性成形体の製造方法及び蓄光性成形体

Info

Publication number: JP2004155969A
Application number: JP2002324574A
Authority: JP
Inventors: Hisayoshi Koguchi; 尚義炬口; Tatsuhiko Miya; 達彦見矢
Original assignee: Sekisui Jushi Corp
Current assignee: Sekisui Jushi Corp
Priority date: 2002-11-08
Filing date: 2002-11-08
Publication date: 2004-06-03

Abstract

【課題】蛍光顔料や蓄光顔料等の過度な量の配合を行うことなく暗所において十分な発光輝度及び発光の持続性を得ることができる蓄光性成形体の製造方法及び蓄光性成形体を提供する。
【解決手段】蓄光性蛍光物質を配合したペレットの熱可塑性樹脂のメルトインデックスが、着色剤を配合したペレットの熱可塑性樹脂のメルトインデックスより大きくなされていることで、押出成形時に金型Ｋ内面との摩擦により流れが悪くなる溶融樹脂Ｒの界面Ｆ付近にメルトインデックスの大きい熱可塑性合成樹脂が配向され、以て表面付近に大きい割合で蓄光性蛍光物質を存在させることができ、暗所における十分な発光輝度を得るのに必要な蓄光性蛍光物質を少なくして十分な発光輝度及び発光の持続性を有する成形体を得ることができる。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、屋内においては廊下、階段、浴室等の手摺や床板、屋外においてはベランダ、柵、テラス、バルコニー、レストラン等の手摺や床材、公園の遊具や遊歩道、池、泉水等にかかる木橋などに使用される天然の木材に代わる成形体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、廊下の手摺や階段の滑り止め等、夜間においてその存在を示す必要のあるものについては、蓄光性の蛍光顔料を配合して成形するか、またはその成形品を一部に取り付ける等して発光させる技術が、極めて多く開示されてきている。
【０００３】
例えば、合成樹脂からなる手摺に、夜光顔料をその成型前において混練した夜光顔料を施した手摺が開示されている。（例えば、実開昭６１−６９３３４号）
【０００４】
また、中空アルミニウムの外表面に硬質発泡塩化ビニル樹脂層が被覆形成され、硬質発泡塩化ビニル樹脂層の外表面に木目模様を有する非発泡樹脂層が形成されて、その非発泡樹脂層に蛍光顔料または蓄光顔料が含有された複合材が開示されている。（例えば、登録実用新案第３０１３７４４号）
【０００５】
【特許文献１】
実開昭６１−６９３３４号
【０００６】
【特許文献２】
登録実用新案第３０１３７４４号
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、蛍光顔料や蓄光顔料等の夜光顔料は、周囲からの紫外線領域の光エネルギーを吸収し、その吸収したエネルギーより低い周波数の光を放出するものであり、従って紫外線領域の光が蛍光顔料や蓄光顔料等に十分に入射しないと、夜間において所望の発光輝度及び発光の持続性が得られない恐れが出てくる。とりわけ発光の持続性は、屋内の手摺や、屋外の柵に用いられる場合、安全を確保する上で欠くことのできない特性である。
【０００８】
特許文献１及び特許文献２に記載される如き手摺や複合材では、配合した蛍光顔料や蓄光顔料等の内、結果として表面付近に存在されたものを除いて、その殆どが発光に寄与しないものとなり、十分な発光輝度及び発光の持続性を得るには極めて多量の蛍光顔料や蓄光顔料等の配合が必要となる。また特許文献２においては、木目模様の形成に係わる濃色部分が発光を妨げ、発光輝度を低下させる恐れもある。
【０００９】
本発明は上記の如き問題点に鑑みてなされたものであり、蛍光顔料や蓄光顔料等の過度な量の配合を行うことなく暗所において、十分な発光輝度及び発光の持続性を得ることができる蓄光性成形体の製造方法及び蓄光性成形体を提供せんとするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は以下のような構成としている。すなわち、本発明に係わる蓄光性成形体の製造方法は、熱可塑性樹脂に着色剤を配合したペレットと、前記熱可塑性合成樹脂に対してメルトインデックスが大きく且つ透光性である熱可塑性樹脂に蓄光性蛍光物質を配合したペレットとを少なくとも混合し、押出成形することを特徴とするものである。
【００１１】
本発明によれば、蓄光性蛍光物質を配合したペレットの熱可塑性樹脂のメルトインデックスが、着色剤を配合したペレットの熱可塑性樹脂のメルトインデックスより大きくなされていることで、押出成形時に金型内面との摩擦により流れが悪くなる表面付近にメルトインデックスの大きい熱可塑性合成樹脂が配向され、以て表面付近に大きい割合で蓄光性蛍光物質を存在させることができ、暗所における十分な発光輝度を得るのに必要な蓄光性蛍光物質を少なくして十分な発光輝度を有する成形体を得ることができる。また最もメルトインデックスの大きい熱可塑性合成樹脂が透光性のものであるから、蓄光性蛍光物質への紫外線領域の光の入射を妨げることが少なく発光の持続性は高められる。
【００１２】
熱可塑性合成樹脂を用いた押出成形を行う場合、溶融状態にある樹脂は金型内部において一般に図１に示す如き流速で流れる。成形を行うに当たっては、溶融樹脂Ｒは金型Ｋに対し圧力が加わった状態で押出が行われるが、溶融樹脂Ｒと金型Ｋが接触している界面Ｆ付近では、レイノルズ数が極端に大きく乱流が生じ流速は低下する。流速Ｓ１〜Ｓ３に示す如く、界面Ｆから離れるに従い急激に流速は向上し、更に界面Ｆから離れるに従い僅かずつ流速は向上して行く。
【００１３】
かかる界面Ｆ付近の流速の相違により、メルトインデックスが異なる複数種類の熱可塑性合成樹脂を混合し、十分に相溶がなされない場合には、溶融状態において流れの悪い、すなわちメルトインデックスが小さい熱可塑性合成樹脂は界面Ｆから離れる方向に移動し、代わってメルトインデックスの大きい熱可塑性合成樹脂が表面付近に配向されることとなる。かかる流速の相違を利用することで、最も大きいメルトインデックスの熱可塑性合成樹脂に蓄光性蛍光物質を配合し、表面付近に蓄光性蛍光物質をより多くの割合で配向させることが可能となる。
【００１４】
また前記蓄光性蛍光物質は、蓄光性蛍光顔料であって、着色剤を兼ねるものであることを特徴とするものである。
【００１５】
また前記成形体は、内部層と表面層の少なくとも２層が同時に押出成形されるものであって、表面層が請求項１又は２に記載の製造方法により形成されることを特徴とするものである。
【００１６】
また本発明に係わる蓄光性成形体は、熱可塑性樹脂に着色剤を配合したペレットと、前記熱可塑性合成樹脂に対してメルトインデックスが大きく且つ透光性である熱可塑性樹脂に蓄光性蛍光物質を配合したペレットとを含み、押出成形により形成されたことを特徴とするものである。
【００１７】
本発明によれば、表面付近に蓄光性蛍光顔料が配向されていることで、過度の蓄光性蛍光顔料を配合することなく十分な発光輝度が得られており、製造に係わるコストを低減することができる。また、透光性の熱可塑性合成樹脂を用いていることで、夜間の発光輝度が十分であっても周囲が明るい間には着色剤により形成された意匠が明瞭に表現され、成形体としての意匠を損ねることがない。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明に係わる実施の形態について図面に基づき以下に具体的に説明する。
図２は、本発明に係わる実施の一形態を示すもので、成形体が手摺用部材として用いられており、イ）は手摺用部材、ロ）は手摺としての使用状態を示す説明図である。イ）において、成形体１０としての手摺用部材１０Ａは表面層１及び内部層２が一体で同時に押出成形され、表面層１は熱可塑性樹脂に着色剤を配合したペレットと、前記熱可塑性合成樹脂に対してメルトインデックスが大きく且つ透光性である熱可塑性樹脂に蓄光性蛍光物質を配合したペレットとを少なくとも混合し、押出成形したものである。手摺用部材１０Ａは、蓄光性蛍光物質が配合されていることで、表面層１が蓄光により夜間や暗所において発光するようになされている。
【００１９】
またロ）において、手摺部材１０Ａは開口縁１０Ａ１から芯材１０Ａ３に嵌着されて回り止め部１０Ａ２により手摺部材１０Ａが芯材１０Ａ３上で回転するのを防止している。手摺部材１０Ａのショア硬さを６０以下とすれば、曲げ加工が容易となり、且つ滑りにくく手に馴染みやすい感触となり、また芯材１０Ａ３と手摺部材１０Ａとを別体で作製し、その後に手摺部材１０Ａを芯材１０Ａ３に被せる場合においても、手摺部材１０Ａが柔軟に撓んで被せやすくなる。なお前記ショア硬さは、ショア硬さ試験機のＤ型で測定される値である。
【００２０】
表面層１は、着色剤により意匠が表現されるが、メタリック模様、木目模様等を表現するのにおいて、ベースとなるペレットと、模様となるペレットを用い、模様となるペレットの熱可塑性樹脂より、ベースとなるペレットの熱可塑性合成樹脂をメルトインデックスの大きくするのが、押出成形が容易となり且つ均一で広い範囲を発光させることができ好ましい。また模様となるペレットは複数種類用いてもよく、その場合はいずれの模様となるペレットも、ベースとなるペレットの熱可塑性樹脂よりメルトインデックスを小さいものとしておく。蓄光性蛍光物質を配合するペレットの熱可塑性樹脂は、着色剤を配合するペレットの熱可塑性樹脂に対し、メルトインデックスは３倍以上としておくのが好ましく、より好ましくは５倍以上である。
【００２１】
また、表面層１を形成する熱可塑性合成樹脂は、ショア硬さを６０以下とするために軟質であるものが好ましく、軟質ポリ塩化ビニル樹脂等でもよいが、成形性に優れ、廃棄処理や火災時において安全性に優れるポリオレフイン系軟質合成樹脂を用いるのが好ましい。ポリオレフイン系軟質合成樹脂は、特に限定されるものではないが、成形性および柔軟性を考慮すると、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレンまたはオレフイン系エラストマーを用いるのが好ましい。また蓄光性蛍光顔料を配合する熱可塑性合成樹脂は、上記の樹脂の内、透明か半透明の透光性を有するものを用いてよい。更に炭酸カルシウムや石粉等の充填材を配合してもよく、木粉を配合して外観及び触感において木質感を高めるようにしてもよい。
【００２２】
蓄光性蛍光物質としては、硫化亜鉛や、それに銅を配合した等の硫化系のものを用いてもよいが、酸化アルミ、酸化ホウ素、酸化ストロンチウム等の酸化物を主体とし、それにユーロピューム等の希土類を配合した酸化系ものが、安全性、化学的な安定性、耐熱性、発光時間の長さ等において利点があり好ましい。とりわけアルミン酸系ストロンチウム系の蓄光性蛍光物質は発光輝度及び発光時間が長く好適に用いることができる。蓄光性蛍光物質は、熱可塑性合成樹脂１００重量部に対し、１０〜２０重量部程度配合することで、成形性に悪影響を及ぼすことなく十分な発光輝度を得ることができる。
【００２３】
前記の如き、蓄光性蛍光物質を熱可塑性樹脂に配合してペレットを形成しておき、それを押出成形することで、蓄光性蛍光物質が粉体であっても、成形時に蓄光性蛍光物質を飛散させることなく成形体の形成が可能である。
【００２４】
また蓄光性蛍光物質は、顔料を兼ねるものであってもよい。前項記載の酸化系の蓄光性蛍光物質で、黄色若しくはそれに近い色彩の蓄光性蛍光顔料を用いることで、調色における顔料の配合をなくするか、または少量にすることができ、コストの低減及びペレット作成の工程を簡略化できる。更に、木目模様を表現する場合においては、上記黄色若しくはそれに近い色彩がベースとなっていれば、模様となるペレットに茶色系の着色剤を配合しておけば、極めて容易に木目模様を形成することができる。
【００２５】
本実施形態の如き手摺部材として成形体を用いることにより、昼間や照明点灯時においては、表面に配向され蓄光性蛍光物質が配合された熱可塑性合成樹脂が透光性のものであるから、着色剤により形成された意匠を損ねることがない。また夜間の消灯時や停電時等で周囲が暗くなれば、蓄光性蛍光物質が発光して暗所における誘導や安全を確保できるが、蓄光性蛍光物質が表面に配向されているから、木目模様を形成している部位が蓄光及び発光の妨げとならず、暗所における十分な発光輝度を具備させることができる。
【００２６】
図３は本発明に係わる他の実施形態を示すもので、成形体としての断面矩形の木質様材を示す説明図である。木質様材１０Ｂは本出願人による特開２０００−３０１６７０号公報に示された如きものであり、内部層２の全周に亘って表面層１が形成されており、この表面層１が本発明請求項１又は２に記載の製造方法により形成され、蓄光性蛍光物質が配合されているものである。
【００２７】
かかる木質様材１０Ｂは屋外に設置されるものであるが、屋外においては合成樹脂は紫外線の照射により劣化が起こる。前述の通り蓄光性蛍光物質は紫外線領域の光エネルギーを吸収して発光するものであり、表面層１に蓄光性蛍光物質が配合されることで表面層１の劣化を軽減できる。また蓄光性蛍光物質が表面付近に配向されていることで、模様となっている部位の劣化や退色をも低減し、色目や模様を長期間維持することができる。
【００２８】
更に、内部層２の形成に廃棄物に由来する合成樹脂が用いられていたり、木粉が多量配合されていて耐候性が低いものであっても、表面層１が紫外線領域の光を吸収できることで、表面層１の厚みがより薄いもので内部層２の劣化を防ぐことができ、表面層１の厚みがより薄くなれば木目模様の発現もより容易となり、更なるコストの削減にも繋がる。
【００２９】
次に、本発明に係わる成形体の実施例について説明する。
実施例及び比較例に係わる成形品は、図１に示した形状に押出成形を行ったものである。成形品の２層部分の総厚みは３〜４ｍｍ、表面層の厚みは１．０〜１．２ｍｍである。内部層はオレフィン系プラストマー（ダウケミカル社製、ＰＬ１８８０）とミラストマー（三井化学社製、８０３０Ｎ）を重量比７：３にて配合して成形している。表面層を表１に示す配合で、ベースペレット及び模様ペレットを混合して押出成形している。表面層を形成する熱可塑性合成樹脂は、ＭＩは異なるものの何れも透明なオレフィン系プラストマーである。蓄光性蛍光物質は、アルミン酸系ストロンチウム系の蓄光性蛍光顔料で、イエローグリーン色のものを用い着色顔料を兼ねるものである。模様ペレットに配合される着色剤は着色顔料であって、色彩は濃い茶色と、それよりやや薄い茶色の２種類である。
【００３０】
【表１】

【００３１】
実施例、比較例いずれについても、照明下において木目模様は明瞭に表現されており、外観はそれ程変わりなく見えるが、実施例１〜３については、比較例と較べ触感にざらつきが感じられ、蓄光顔料が表面付近に配向されていることが感じされる。
【００３２】
これらの実施例及び比較例に係わる成形品の、外観及び暗所における発光の度合いを目視にて確認している。暗所における発光の確認は、予め４０Ｗの蛍光灯で２ｍの高さから３０分間、光を照射した後、暗所に移動させて行っている。発光の確認については、暗所への移動後、１０分〜１８０分に亘って行い、発光の持続性を確認している。その結果を表２に示す。
【００３３】
【表２】

【００３４】
発光の持続性の評価において、ベースペレットと模様ペレットとのメルトインデックスが比較的大きい実施例１〜３については、初期の発光輝度及び発光の持続性は蓄光顔料の含有量が多くなるにつれ優れたものとなっている。対して、ベースペレットと模様ペレットとのメルトインデックスの差が比較的小さい比較例については、実施例２より多くの割合の蓄光顔料が配合されているにも関わらず、実施例３と同程度の発光の持続性であり、本発明により得られる効果が明確に示されている。
【００３５】
【発明の効果】
本発明に係わる蓄光性成形体の製造方法によれば、蓄光性蛍光物質を配合したペレットの熱可塑性樹脂のメルトインデックスが、着色剤を配合したペレットの熱可塑性樹脂のメルトインデックスより大きくなされていることで、押出成形時に金型内面との摩擦により流れが悪くなる表面付近にメルトインデックスの大きい熱可塑性合成樹脂が配向され、以て表面付近に大きい割合で蓄光性蛍光物質を存在させることができ、暗所における十分な発光輝度を得るのに必要な蓄光性蛍光物質を少なくして十分な発光輝度を有する成形体を得ることができる。また最もメルトインデックスの大きい熱可塑性合成樹脂が透光性のものであるから、蓄光性蛍光物質への紫外線領域の光の入射を妨げることが少なく発光の持続性は高められる。
【００３６】
また本発明に係わる蓄光性成形体によれば、表面付近に蓄光性蛍光顔料が配向されていることで、過度の蓄光性蛍光顔料を配合することなく十分な発光輝度が得られており、製造に係わるコストを低減することができる。また、透光性の熱可塑性合成樹脂を用いていることで、夜間の発光輝度が十分であっても周囲が明るい間には着色剤により形成された意匠が明瞭に表現され、成形体としての意匠を損ねることがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の押出成形に係わる溶融樹脂の、流速の相違を示す説明図である。
【図２】本発明に係わる蓄光性成形体の、実施の一形態を示す説明図である。
【図３】本発明に係わる蓄光性成形体の、他の実施形態を示す説明図である。
【符号の説明】
Ｋ金型
Ｒ溶融樹脂
Ｆ界面
１表面層
２内部層
１０成形体
１０Ａ手摺部材
１０Ｂ木質様材

Claims

熱可塑性樹脂に着色剤を配合したペレットと、前記熱可塑性合成樹脂に対してメルトインデックスが大きく且つ透光性である熱可塑性樹脂に蓄光性蛍光物質を配合したペレットとを少なくとも混合し、押出成形することを特徴とする蓄光性成形体の製造方法。
前記蓄光性蛍光物質は、蓄光性蛍光顔料であって、着色剤を兼ねるものであることを特徴とする請求項１に記載の蓄光性成形体の製造方法。
前記成形体は、内部層と表面層の少なくとも２層が同時に押出成形されるものであって、表面層が請求項１又は２に記載の製造方法により形成されることを特徴とする蓄光性成形体の製造方法。
熱可塑性樹脂に着色剤を配合したペレットと、前記熱可塑性合成樹脂に対してメルトインデックスが大きく且つ透光性である熱可塑性樹脂に蓄光性蛍光物質を配合したペレットとを含み、押出成形により形成されたことを特徴とする蓄光性成形体。