JP2005112645A - 装飾材料 - Google Patents

Abstract

【課題】 アクセサリーなどに加工することが可能な形態で得られ、かつ、可視光、ブラックライト（紫外線）、ＩＲライト（赤外線）の下で、それぞれ異なる色相の発光または発色が見られる装飾材料を提供すること。
【解決手段】 Ｓｒ（Ｒ１）（Ｇａ_１−ｘ，Ｒ２_ｘ）_３Ｏ_７なる化学式で示され、前記Ｒが、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、及びＬｕから選ばれる少なくとも１種の希土類元素という組成の単結晶を、装飾材料として用いる。
【選択図】 なし

Description

本発明は、可視光下でも明瞭に発色し、暗中においてブラックライトまたはＩＲライトの照射により、可視光下とは異なる色で発光または発色する装飾材料に関するものである。

貴金属類や宝石類は、ネックレス、ピアスなどに代表されるアクセサリーや、種々のオブジェやインテリアなどの装飾材料として多用されている。

しかしながら、これらの材料は、可視光下で用いられるものであり、暗中で発光することはなく、ブラックライトやＩＲライトのような、可視光とは波長が異なる電磁波を放射する光源の下でも、発光したり発色したりすることはない。

このような課題に対処するため、ダイヤモンドを始めとする、多くの装飾材料の結晶に、微量の他元素を添加することが検討されている。

しかしながら、これについても実用に供することが可能な技術が、未だに得られていないのが現状である。そして一方で、紫外線による励起で発光する材料が、特許文献１に開示されている。

この特許文献１には、Ｌｎ（Ｐ_ｃＶ_１−ｃ）Ｏ_４・（ＭＯ_２）_ｄなる化学式で示される蛍光体が開示されている。ここで、ＬｎはＳｃ，Ｙ，Ｌａ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｐｍ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌｕ，Ｂ，Ａｌ，Ｇａ，Ｉｎ，Ｔｌから選ばれる少なくとも１種に元素、Ｍは、ＩＶ族元素から選ばれる少なくとも１種の元素である。

前記の材料は、紫外線により励起され、組成を変化させることで、種々の色相の蛍光を発するものである。

しかし、前記材料は、所定の組成の原料粉末を焼成することで得られ、形状が粉末であり、塊状の結晶で得ることは困難である。

また、前記特許文献１以外にも、蛍光体を得る技術が開示されているが、いずれも塊状の結晶で得られるものでなく、用途としては、プラズマディスプレイの蛍光体薄膜や、ガラス容器の装飾などに限定されているのが実情である。
特開２００１−１０７０４５号公報

従って、本発明の技術的課題は、ブラックライトやＩＲライトの照射により、可視光下とは異なる色で発光または発色し、しかもアクセサリー、ネイルアート、マニュキュア、ビーズ、樹脂成型物、ガラス製品、化粧品、塗料、繊維、織布、不織布等の用途を目的に、単結晶のブロック、単結晶片、微結晶、粉末に分散・含有・加工することができる程度の大きさを有する、装飾材料を提供することにある。

本発明は、前記課題解決のため、酸化バナジウムと希土類元素の酸化物を原料とする、単結晶を検討した結果なされたものである。

即ち、本発明は、化学式、Ｓｒ（Ｒ１）（Ｇａ_１−ｘ，Ｒ２_ｘ）_３Ｏ_７で０≦ｘ≦０．０２と示され、前記Ｒ１およびＲ２は、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕから選ばれる少なくとも１種の希土類元素である単結晶からなることを特徴とする装飾材料である。

また、本発明は、前記装飾材料において、前記単結晶はブロック形状で用いられることを特徴とする装飾材料である。

また、本発明は、化学式、Ｓｒ（Ｒ１）（Ｇａ_１−ｘ，Ｒ２_ｘ）_３Ｏ_７で０≦ｘ≦０．０２と示され、前記Ｒ１およびＲ２は、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕから選ばれる少なくとも１種の希土類元素である単結晶を加工してなる粉末を配したことを特徴とする装飾材料である。

また、本発明は、化学式、Ｓｒ（Ｒ１）（Ｇａ_１−ｘ，Ｒ２_ｘ）_３Ｏ_７で０≦ｘ≦０．０２と示され、前記Ｒ１およびＲ２は、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕの内から選ばれる少なくとも１種の希土類元素である単結晶を加工してなる微結晶を配したことを特徴とする装飾材料である。

また、本発明は、前記いずれか一つの装飾材料において、赤外線または紫外線による励起により、可視光下での呈色とは異なる色で、発光または発色することを特徴とする装飾材料である。

また、本発明は、前記いずれか一つの装飾材料において、紫外線、赤外線、蛍光灯（又は可視光線）下でそれぞれの色がことなること、または紫外線または赤外線を当てることで、蛍光灯（又は可視光線）下での色と異なる色を示すことを特徴とする装飾材料である。

また、本発明は、前記いずれか一つの装飾材料において、紫外線、赤外線、可視光線等の照射光を変えた時、瞬時に色変化を起こすことを特徴とする装飾材料である。

また、本発明は、前記いずれか一つの装飾材料において、紫外線、赤外線、蛍光灯下でそれぞれの色が異なること、または紫外線または赤外線を当てることで、蛍光灯下での色と異なる色を示すことを特徴とする装飾材料である。

また、本発明は、前記いずれか一つの装飾材料において、前記装飾材料は、人工宝石、ネイルアート用材料、マニュキュア、顔料、化粧品、塗布材料、ビーズ、ガラス体、樹脂成形体、織布、布織布、及び繊維体の内の少なくとも一つの使用形態で用いられることを特徴とする装飾材料である。

また、本発明は、前記いずれか一つの装飾材料において、前記装飾材料は、紫外線または赤外線センサーとして機能することを特徴とする装飾材料である。

本発明による装飾材料は、従来の可視光下で用いられてきた装飾材料と同様に、白昼においても明瞭に発色し、ブラックライトやＩＲライトの下においても、発光または発色が見られる。しかも、可視光、ブラックライト（紫外線）、ＩＲライト（赤外線）の下では、それぞれ異なる色相を発現させることも可能である。

このような特性から、本発明は装飾材料は、使用範囲が従来よりも格段に広汎になり、ネックレス、ピアス、眼鏡フレームなどを始めとするアクセサリーや、時計などを始めとするインテリアやオブジェの他に、化粧品、繊維状のものに付着させて用いられる等、上述のような様々な新規装飾用途が創出されることが期待できる。さらに、紫外線や赤外線の有無や強度を検知するセンサー機能を有する製品としても広く利用できる。

次に、本発明の実施の形態について、説明する。

まず、本発明をより詳細に説明する。

本発明による装飾材料は、化学式、Ｓｒ（Ｒ１）（Ｇａ_１−ｘ，Ｒ２_ｘ）_３Ｏ_７で０≦ｘ≦０．０２と示され、前記Ｒ１およびＲ２は、希土類元素から構成されていることを特徴とし、一般的な単結晶育成方法によって得られる。つまり、それぞれの原料の粉末を、混合、焼成した後、融解させ、さらに固化することで得られる。ここで、Ｇａの化学量論数ｘを０≦ｘ≦０．０２と限定したのは、希土類元素を加え作製した結晶の組成をＸ線分析し、Ｇａサイトへの置換は２％以下であったこと。また、それ以上の希土類元素はＧａサイトではなく、Ｒ１サイトに含まれることが確認されたからである。なお、Ｇａを２％以上加えることで、素原料の希土類元素料が過多となり、バルク上の結晶作製が困難となることも確認されている。

ここで、本発明の装飾材料に用いられる単結晶の育成には、大気雰囲気、酸素雰囲気、不活性ガスと酸素の混合雰囲気が用いられる。そして、本発明の材料の特性は、主に単結晶の組成に依存するものの、発光または発色する際の色相は、育成雰囲気によって異なるので、材料の種類により、育成雰囲気を適正に制御する必要がある。

また、得られた単結晶は、熱処理することで、単結晶性、特に屈折率均一性が改善され、より高特性の装飾材料を得ることができる。従って、単結晶育成後の熱処理についても適正な条件を検討し、設定することが必要である。

上記の処理を行った単結晶材料は、ブロック、単結晶片、微結晶、粉末等の形状を持つ単結晶に加工することで、従来にない発色、変色現象を示す、アクセサリー、ネイルアート製品、マニュキュア、ガラス製品、樹脂成形体、化粧製品、織布、不織布、繊維体等を作製することができる。

尚、本発明において、「装飾材料」とは単結晶材料およびその単結晶材料を加工し「ブロック」形状にしたもの、及び微結晶又は粉末状にしたもの、これらのブロック体、微結晶、粉末を単体で使用したもの、他の原材料に分散したもの、本体の一部に配したもの、繊維状のものに付着させて用いるものなどを呼ぶ。

以下に述べる本発明の具体例においては、酸化ストロンチウム（ＳｒＯ）、酸化エルビウム（Ｅｒ_２Ｏ_３）、酸化ガドリニウム（Ｇｄ_２Ｏ_５）、酸化ガリウム（Ｇａ_２Ｏ_５）と、１種または２種以上の希土類元素の酸化物の秤量して湿式混合し、原料粉末を調整する。次いで、前記の原料粉末を焼成し、焼成した粉末を用いて原料棒を作製し、溶融した原料から単結晶を育成した。

（第１の例）
本発明の第１の例では、原料として、酸化ストロンチウム（ＳｒＯ）、酸化エルビウム（Ｅｒ_２Ｏ_３）、酸化ガドリニウム（Ｇｄ_２Ｏ_５）、酸化ガリウム（Ｇａ_２Ｏ_５）を用いた例を示す。まず、ＳｒＯが３０〜４０．０モル％、Ｅｒ_２Ｏ_３が０．３〜２０．０モル％、Ｇｄ_２Ｏ_５が１．０〜２０．０モル％、Ｇａ_２Ｏ_５が３５．０〜６０．０モル％となるように、それぞれ原料を秤量した。

この原料を用い、前記の方法で単結晶を育成した。この結晶は、可視光下では、桃色を呈しているが、ブラックライト下では、黄緑色の発光が見られた。

（第２の例）
次に、本発明の第２の例として、原料として、酸化ストロンチウム（ＳｒＯ）、酸化イットリウム（Ｙ_２Ｏ_３）、Ｇｄ_２Ｏ_５、Ｇａ_２Ｏ_５を用いた例を示す。まず、ＳｒＯが３０〜４０．０モル％、Ｙ_２Ｏ_３が０〜２０．０モル％（０を含まない）、Ｇｄ_２Ｏ_３が０〜２０．０モル％（０を含まない）、Ｇａ_２Ｏ_３が３５．０〜６０モル％（０を含まない）となるように、それぞれ原料を秤量した。

この原料を用い、前記の方法で単結晶を育成した。この単結晶は、可視光下では、無色であるが、ブラックライト下では、青白色の発光が見られた。

（第３の例）
さらに、本発明の第３の例として、原料として、ＳｒＯ、酸化ユーロピウム（Ｅｕ_２Ｏ_３）、酸化ネオジウム（Ｎｄ_２Ｏ_３）、酸化ガドリウム（Ｇｄ_２Ｏ_３）、Ｇａ_２Ｏ_３を用いた例を示す。まず、ＳｒＯが３０．０〜４０．０モル％、Ｅｕ_２Ｏ_３が０．１〜２０．０モル％、Ｎｄ_２Ｏ_３が０．１〜２０．０モル％、Ｇｄ_２Ｏ_３が０．０〜２０．０モル％、Ｇａ_２Ｏ_３が３５．０〜６０．０モル％となるように、それぞれ原料を秤量した。

この原料を用い、前記の方法で単結晶を育成した。この単結晶は、可視光下では、青色を呈しているが、ブラックライト下では、赤桃色の発光が見られ、赤外線下では紫色の発色が見られた。同一材料で可視光下、ブラックライト下、そして赤外線下でそれぞれ異なる色を呈するものとなる。

（第４の例）
また、第３の例と同様な原料を用い、前記の方法で単結晶を育成した。単結晶を切断または粉砕加工し、１ｍｍ角〜０．３ｍｍ角で厚さ０．２ｍｍ程度の単結晶片とし、市販のマニュキュアとともに爪に塗布、貼付し装飾ネイルアート用材料として用いた。

この材料は、可視光下、ブラックライト下、そして赤外線下で色が異なり、個性的な、ネイルアート用材料として用いることができることを確認した。

（第５の例）
さらに、第３の例と同様な原料を用い、前記の方法で単結晶を育成した。単結晶を微結晶、粉末状に加工し、ガラス素材として用い、ガラス製品を作製した。

ガラス内部に単結晶として散在し、異なる光が当たるに応じて変色が見られた。従来製品と異なり、蛍光灯下、太陽光下、紫外線下で相異なる色を呈する製品ができた。単結晶材料の融点がガラス溶融温度より高い為、またガラスとの反応性が無いため、素材の特徴が保存された。

また、このガラスを用いて手芸用ビーズを作成し、同様の視覚効果が得られることを確認した。

（第６の例）
同様に、第３の例と同様な原料を用い、前記の方法で単結晶を育成した。単結晶を微結晶、粉末状に加工し、樹脂成形用着色素材として用い、樹脂成形品を作製した。

成形品内部に単結晶として散在し、異なる光が当たるに応じて変色が見られた。従来製品と異なり、蛍光灯下、太陽光下、紫外線下で相異なる色を呈する製品ができた。単結晶材料の融点が樹脂溶融温度より高い為、また樹脂との反応性が無いため、素材の特徴が保存された。

また、この手法を用いて樹脂性手芸用ビーズを作成し、同様の視覚効果が得られることを確認した。

（第７の例）
第３の例と同様な原料を用い、前記の方法で単結晶を育成した。単結晶を平板状に加工する、または結晶片または微結晶に加工しガラス内に分散させ、赤外線および紫外線に対するセンサーを作製した。

可視光下で青色を呈し、紫外線又は紫外線照射により瞬時に赤色又は紫色に変色する材料を用いることで、照射された光の種類、強さを可視光色変化で瞬時に察知することができる。

（第８の例）
第３の例と同様な原料を用い、前記の方法で単結晶を育成した。単結晶を粉末状に加工し、化粧品原料として、他原料とともに混合、一般処理等をし、照射光下で色合いの異なる化粧品を作製した。

本材料を用い作製したファンデーション、アイシャドー、フェイスカラー、マスカラ、アイブローを肌に塗り、紫外線、赤外線、そして蛍光灯下での発色を確認した。各光源下で色合いが異なり、状況に応じた化粧効果を出すことができた。

（第９の例）
第３の例と同様な原料を用い、前記の方法で単結晶を育成した。単結晶を粉末状に加工し、マニュキュア原料として、他原料とともに混合、一般処理等をし、照射光下で色合いの異なるマニュキュアを作製した。

本マニュキュアを爪に塗り、紫外線、赤外線、そして蛍光灯下での発色を確認した。各光源下で色合いが異なり、状況に応じた化粧効果を出すことができた。

（第１０の例）
第３の例と同様の原料を用い、前記の方法で単結晶を育成した。単結晶を粉末状に加工し、繊維体に付着させ、これを織布および不織布に成形した。

これらの布製品は可視光、紫外光、そして赤外光で異なる発色をすることを確認した。可視光、赤外光では無色透明であるが、紫外線を当てることで模様が浮き出る衣類、可視光で青色の布が赤外光で紫、紫外線でピンク〜赤色を示すもの、本材料を複数用いることで、当てる光の種類で全く異なる色柄を持つ衣類等を作成することができた。即ち、紫外線を当てることで、青、緑、ピンク、赤を基色とした色柄である。

以上、本発明の装飾材料の様々な具体例を述べたが、本材料は、装飾効果を有する上述以外の日用品、洋服、かばん、小物を含む衣料品、壁紙、包み紙などの紙製品、ガラス板、樹脂板などの建材他に広く応用できることはいうまでもない。

本発明の装飾材料は、使用範囲が従来よりも格段に広汎になり、ネックレス、ピアス、ブレスレット、眼鏡フレーム等をはじめとするアクセサリー類や、時計、キーホルダー、携帯機器等の日用品、雑貨や小物類、家具、大型の時計をはじめとするインテリアやオブジェの他に、化粧品、文房具、食器類、紙や布を含む繊維状のもの等に埋め込み、分散、付着させて用いられる等、様々な新規装飾用途に適している。さらに、本発明の装飾材料では、紫外線や赤外線の有無や強度を検知するセンサー機能を有する製品にも広く利用できる。

Claims (10)

1. 化学式、Ｓｒ（Ｒ１）（Ｇａ_１−ｘ，Ｒ２_ｘ）_３Ｏ_７で０≦ｘ≦０．０２と示され、前記Ｒ１およびＲ２は、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、及びＬｕの内から選ばれる少なくとも１種の希土類元素である単結晶から実質的になることを特徴とする装飾材料。
2. 請求項１記載の装飾材料において、前記単結晶はブロック形状で用いられることを特徴とする装飾材料。
3. 化学式、Ｓｒ（Ｒ１）（Ｇａ_１−ｘ，Ｒ２_ｘ）_３Ｏ_７で０≦ｘ≦０．０２と示され、前記Ｒ１およびＲ２は、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、及びＬｕの内から選ばれる少なくとも１種の希土類元素である単結晶を加工してなる粉末を配したことを特徴とする装飾材料。
4. 化学式、Ｓｒ（Ｒ１）（Ｇａ_１−ｘ，Ｒ２_ｘ）_３Ｏ_７で０≦ｘ≦０．０２と示され、前記Ｒ１およびＲ２は、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕの内から選ばれる少なくとも１種の希土類元素である単結晶を加工してなる微結晶を配したことを特徴とする装飾材料。
5. 請求項１から４の内のいずれか一つに記載の装飾材料において、赤外線または紫外線による励起により、可視光下での呈色とは異なる色で、発光または発色することを特徴とする装飾材料。
6. 請求項１から４の内のいずれか一つに記載の装飾材料において、紫外線、赤外線、蛍光灯または可視光線下でそれぞれの互いに異なる色を呈するものであるか、または紫外線または赤外線を当てることで、蛍光灯又は可視光線下での色と異なる色を呈することを特徴とする装飾材料。
7. 請求項１から４の内のいずれか一つに記載の装飾材料において、紫外線、赤外線、可視光線等の照射光を変えた時、瞬時に色変化を起こすことを特徴とする装飾材料。
8. 請求項１から４の内のいずれかに記載の装飾材料において、紫外線、赤外線、蛍光灯下でそれぞれ異なる色を呈するものであるか、または紫外線または赤外線を当てることで、蛍光灯下での色と異なる色を呈することを特徴とする装飾材料。
9. 請求項１から８の内のいずれか一つに記載の装飾材料において、前記装飾材料は、人工宝石、ネイルアート用材料、マニュキュア、顔料、化粧品、塗布材料、ビーズ、ガラス体、樹脂成形体、織布、不織布、及び繊維体の内の少なくとも一つの使用形態で用いられることを特徴とする装飾材料。
10. 請求項１から９の内のいずれか一つに記載の装飾材料において、前記装飾材料は、紫外線または赤外線センサーとして機能することを特徴とする装飾材料。