JP2004314487A

JP2004314487A - 蓄光性成形体

Info

Publication number: JP2004314487A
Application number: JP2003112938A
Authority: JP
Inventors: Yoshiomi Horiguchi; 義臣堀口; Hisanori Tabata; 久敬田端
Original assignee: Sekisui Jushi Corp
Current assignee: Sekisui Jushi Corp
Priority date: 2003-04-17
Filing date: 2003-04-17
Publication date: 2004-11-11
Anticipated expiration: 2023-04-17
Also published as: JP4130151B2

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、十分な発光輝度を得ることができる蓄光性成形体を提供する。
【解決手段】内部層２に外部層１が被着され、内部層１の面が光反射面２１となされていることで、外部層１に配合された蓄光性蛍光物質３から発せられた光線Ｌ１が透光性の熱可塑性合成樹脂１１中を透過して外部に放出され、夜間においても成形体は発光するが、内部層２側に発光された光線Ｌ２が、光反射面２１となされた内部層２の表面により反射されて光線Ｌ３として外部に放出されることで、外部に放出される光線量を増加させることで十分な発光輝度を得ることができる。
【選択図】図２

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る原因となる恐れもある。
【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、十分な発光輝度を得ることができる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、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は、内部層に外部層が被着され、外部層に蓄光性蛍光物質が配合された蓄光性成形体であって、外部層は透光性の熱可塑性合成樹脂に蓄光性蛍光物質が配合されて成形され、内部層は少なくとも外部層が被着される面が、前記蓄光性蛍光物質から内部層に向かって発光された光線を、外部に向かって反射させる光反射面となされたことを特徴とするものである。
【００１１】
本発明によれば、外部層に被着された内部層の面が光反射面となされていることで、外部層に配合された蓄光性蛍光物質により発せられた光線が透光性の熱可塑性合成樹脂中を透過して外部に放出され、夜間においても成形体は発光するが、内部層側に発光された光線が、反射面となされた内部層の表面により反射されて外部に放出されることで、外部に放出される光線量を増加させることで十分な発光輝度を得ることができる。
【００１２】
また前記蓄光性蛍光物質は、蓄光性蛍光顔料であって、外部層は該蓄光性蛍光顔料により着色されたものであれば、蓄光性成形体に着色を施す顔料の配合を少なくでき好ましい。
【００１３】
また前記外部層は、更に濃色のペレットが前記透光性の熱可塑性合成樹脂に配合され木目が表現されて成形されたものであって、前記濃色のペレットは、前記透光性の熱可塑性合成樹脂よりメルトインデックスが小さくなされ、外部層の表面付近に蓄光性蛍光物質が配向されたものであれば、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る。また木目を表現している濃色のペレットが蓄光及び発光の妨げとならない。更に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明るい内は木目が明瞭に表現され、木目の表現された成形体としての意匠を損ねることがない。
【００１４】
また前記光反射面は、明度がＬ値７０以上の範囲となされた色彩の表面であれば、上述の如く、内部層側に発光された光線が反射面となされた内部層の表面により反射されて外部に放出される光線量を増加させて発光輝度を高めることができるが、明度がＬ値７０以上の範囲となされた色彩の表面はとりわけ紫外線を反射しやすく、蓄光性蛍光物質を励起させる太陽光等の紫外線を内部層表面で反射させて蓄光性蛍光物質に入射させることができ、蓄光性蛍光物質への発光に係わるエネルギーの蓄積が効率的に行われ好ましい。
【００１５】
更にまた前記光反射面は、全反射面であれば、発光輝度の向上及び蓄光に係わるエネルギーの蓄積の効率のいずれについてもその効果が最大限に高められ好ましい。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の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１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は外部層１及び内部層２が一体で同時に成形され、下方に開口縁１０Ａ１が設けられている。外部層１及び内部層２の厚みは用途に応じて適宜設定してよいが、成形性及び手摺用部材として用いられることを考慮すると、外部層１は０．３〜１．０ｍｍ、内部層２は０．５〜５．０ｍｍ程度が好適である。
【００１７】
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、手摺部材１０Ａに形成され、手摺部材１０Ａの回り止め部１０Ａ２と補完形状となされた芯材１０Ａ３の下端部に、回り止め部１０Ａ２が嵌着されることにより手摺部材１０Ａが芯材１０Ａ３上で回転するのを防止して取り付けられる。
【００１８】
図２は、図１のＡ−Ａ断面における外部層１の詳細を示す断面図である。内部層２の外側に形成された外部層１は、透光性の熱可塑性合成樹脂１１に蓄光性蛍光物質３が配合されて形成されている。周囲が暗くなった時に、蓄光性蛍光物質３は蓄積されたエネルギーを用いて発光するが、蓄光性蛍光物質３から発光される光線は指向性がなく周囲全体に向かって放射される。そのときに、外部へ向かう光線Ｌ１は外部層１の透光性の熱可塑性合成樹脂１１を透過して外部に向かって放射されるが、内部層２方向に放射された光線Ｌ２は、外部層１が被着された面が光反射面２１となされていることで、光反射面２１に反射されて外部に向かって放射される。
【００１９】
また昼間においては、図３に示す如く外部からの光線が透光性の熱可塑性合成樹脂１１を透過して蓄光性蛍光物質３に照射されることで、蓄光性蛍光物質３に外部が暗くなったときに発光するためのエネルギーが蓄積される。ここで内部層２の外部層１が被着された面が光反射面２１となされていることで、蓄光性蛍光物質３には外部から直接入射する光線Ｌ４に加え、透光性の熱可塑性樹脂１１を透過した光線Ｌ５が光反射面２１により反射されて光線Ｌ６となって入射し、蓄光性蛍光物質３に蓄積されるエネルギーが大きくなることで発光輝度及び発光の持続性は高められる。
【００２０】
内部層２の、外部層１が被着される面に形成される光反射層２１は、金属、合成樹脂等の表面を平滑にしたもの、ガラスビーズを付着、埋設したもの、プリズム反射体を形成したもの、表面にアルミニウム、クロム、銀等の金属の被膜を蒸着、スパッタリング等により形成したもの等でもよいが、明度がＬ値７０以上の範囲となされた色彩の表面とすることで容易に内部層２の表面に光反射面２１を形成できる。更に明度をＬ値１００近くの白色又はそれに近似する色彩とすれば、紫外線の反射効率を高め、反射される光線Ｌ６の紫外線量を高めて蓄光性蛍光物質３に蓄積されるエネルギーを一層大きくできる。また光反射層２１を、金属面を鏡面にして全反射面としたものとすれば、発光輝度の向上及び蓄光に係わるエネルギーの蓄積の効率のいずれについてもその効果が最大限に高められる。
【００２１】
外部層１に含有される蓄光性蛍光物質３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。
【００２２】
また外部層１を形成する透光性の熱可塑性樹脂１１は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、アクリル樹脂、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリフェニレンサルファイド、ポリアミド、ポリウレタン、エラストマー、天然ゴムやその誘導体等で、透明又は半透明の透光性のものを成形条件や成形品の用途に応じて適宜用いてよい。
【００２３】
また本実施形態の如き手摺部材１０Ａは、そのショア硬さを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。
【００２４】
また外部層１は、更に濃色のペレットが透光性の熱可塑性合成樹脂１１に配合され木目が表現されて成形されたものであって、その濃色のペレットは、透光性の熱可塑性合成樹脂１１よりメルトインデックスが小さくなされていれば、外部層１の表面付近に蓄光性蛍光物質３が配向される。
【００２５】
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４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。
【００２６】
押出成形において、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濃色のペレットは界面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透光性の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、メルトインデックスの大きい透光性の熱可塑性合成樹脂に蓄光性蛍光物質を配合しておくことで、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。
【００２７】
図５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の全周に亘って外部層１が形成されているものである。
【００２８】
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、外部層１に蓄光性蛍光物質が配合されることで外部層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、木目を表現している濃色のペレットの劣化をも軽減し、色目や木目模様を長期間維持することができる。
【００２９】
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、外部層１が紫外線領域の光を吸収できることで、外部層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、外部層１の厚みがより薄くなれば木目の表現もより容易となり、更にコストの削減にも繋がる。
【００３０】
図６及び図７は、本発明に係わる更に他の実施形態を示すもので、成形体としての樹脂被覆管材を示す説明図である。まず図６において、管材Ｐの外面に白色の塗料が塗装されて内部層２が形成され、更にその外面に外部層１が被着されることで樹脂被覆管材１０Ｃが形成されている。
【００３１】
図６におけるＢ−Ｂ断面の詳細を示す断面図が図７であり、管材Ｐの外面に塗装された白色の塗料により形成された内部層２は、白色であるからその表面は特に処理等を施すことなく光反射面２１となり得る。光反射層２１に外部層１を被着するにおいては、外部層１を別途押出成形してシート状として巻着したりしてもよいが、外面に内部層２を形成した管体Ｋに押出被覆成形により被着するのが容易且つ確実に外部層１を形成でき好ましい。
【００３２】
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、外部層の厚みは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）とエチレン−ビニル共重合体を重量比８：２にて配合して成形している。外部層を表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エラストマーである。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。
【００３３】
更に内部層には顔料を配合して明度Ｌ値を調整しており、実施例は酸化チタンを配合してＬ値９０の白色とし、比較例は無機顔料を配合してＬ値４５の茶色としている。
【００３４】
【表１】

【００３５】
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僅か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られる。
【００３６】
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。
【００３７】
【表２】

【００３８】
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顕わされている。
【００３９】
【発明の効果】
本発明によれば、外部層に被着された内部層の面が光反射面となされていることで、外部層に配合された蓄光性蛍光物質により発せられた光線が透光性の熱可塑性合成樹脂中を透過して外部に放出され、夜間においても成形体は発光するが、内部層側に発光された光線が、反射面となされた内部層の表面により反射されて外部に放出されることで、外部に放出される光線量を増加させることで十分な発光輝度を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる実施の一形態を示す説明図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面における外部層の詳細を示す断面図である。
【図３】図１のＡ−Ａ断面における外部層の詳細を示す断面図である。
【図４】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５】本発明に係わる他の実施形態を示す説明図である。
【図６】本発明に係わる更に他の実施形態を示す説明図である。
【図７】図６のＢ−Ｂ断面における外部層の詳細を示す断面図である。
【符号の説明】
１外部層
１１透光性の熱可塑性樹脂
２内部層
２１光反射層
３蓄光性蛍光物質
１０蓄光性成形体
Ｐ管材

Claims

内部層に外部層が被着され、外部層に蓄光性蛍光物質が配合された蓄光性成形体であって、外部層は透光性の熱可塑性合成樹脂に蓄光性蛍光物質が配合されて成形され、内部層は少なくとも外部層が被着される面が、前記蓄光性蛍光物質から内部層に向かって発光された光線を、外部に向かって反射させる光反射面となされたことを特徴とする蓄光性成形体。
前記蓄光性蛍光物質は、蓄光性蛍光顔料であって、外部層は該蓄光性蛍光顔料により着色された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。
外部層は、更に濃色のペレットが前記透光性の熱可塑性合成樹脂に配合され木目が表現されて成形されたものであって、前記濃色のペレットは、前記透光性の熱可塑性合成樹脂よりメルトインデックスが小さくなされ、外部層の表面付近に蓄光性蛍光物質が配向されたことを特徴とする請求項２に記載の蓄光性成形体。
光反射面は、明度がＬ値７０以上の範囲となされた色彩の表面であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の蓄光性成形体。
光反射面は、全反射面であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の蓄光性成形体。