JP2005189201A

JP2005189201A - 時計用文字板

Info

Publication number: JP2005189201A
Application number: JP2003433868A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiko Takayama; 泰彦高山; Motoyoshi Ito; 元喜伊藤; Masaaki Sato; 正昭佐藤
Original assignee: Kawaguchiko Seimitsu Co Ltd; Kawaguchiko Seimitsu KK
Current assignee: Kawaguchiko Seimitsu Co Ltd; Kawaguchiko Seimitsu KK
Priority date: 2003-12-26
Filing date: 2003-12-26
Publication date: 2005-07-14

Abstract

【課題】透過率が高く、且つ、ソーラセルの色調が見えない白色の時計用文字板を得る。
【解決手段】下面側にソーラセルを配設し、プラスチック基板で形成した時計用文字板において、前記プラスチック基板４に平均粒径３μｍ以下のガラス質からなる光拡散剤２を１３〜１８重量％分散する。また、更に、白色顔料又は白色蛍光剤を０．４重量％以下の範囲で分散する。粒径３μｍ以下の拡散剤を少なくとも１３重量％分散させることによって光散乱が著しくなり白色化が進む。この白色化によってソーラセルの色調が消し去られる。また、光透過率は７０％以上のものが得られる。
【選択図】図１

Description

本発明は、時計用文字板に関し、ソーラセル付時計用文字板などに関するものである。

ソーラセル付時計用文字板は、受光した光を透過させてその下面側に配設したソーラセル（太陽電池）に発電機能を起こさせる。ソーラセル付時計用文字板は光の透過性が要求されることからプラスチック材が従来から多く使用されている。プラスチック材は光の透過性が得られる外に、コスト的に安くできること、塗装や印刷などの装飾が容易に施すことができること、などの利点があげられる。

一般的に、携帯時計に用いられるソーラセルは、図３の平面図に示すように、４等分割された４面（Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４）に設けられていて、文字板の下面に配設される。そして、文字板を透過した透過光が４面（Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４）のそれぞれに均一量入射するのが最も発電効率を高める。このため、このソーラセルの上面側に配設される文字板は、ソーラセルの４面（Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４）に対応する部分、即ち、１２−６時ラインと９−３時ラインで４等分割した４面がそれぞれ均一量の光を透過するよう設計することが必要とされている。

また、ソーラセルは独特の濃紫色を有しており外観的に良い感じを与えない。そこで、この濃紫色を和らげたり、或いは、見えないようにするために、従来から文字板に色々な工夫を施してきた。その技術の一つとして下記の特許文献１に示された技術がある。

特開平９−２４３７５９号公報（１０頁）

図４は、記特許文献１に示された一実施例のソーラセル付時計用文字板の部分拡大断面図を示したものである。これによれば、Ｂは文字板で、文字板基板７２に凹凸部７４を形成したものから成っている。７１はソーラセルで、ソーラセル７１の上面に文字板Ｂが一体的に設けられた構成に成っている。

ここでの文字板基板７２は、アクリル樹脂、ポリカーボネイト樹脂などの透明樹脂の中に、光拡散剤と染料もしくは顔料を混入してペレットを製作し、射出成形によって所定の形状・寸法に形成したしたものである。光拡散材としては、ケイ酸粉末，炭酸カルシウム粉末，燐酸カルシウム粉末などが用いられ、透明樹脂に対して０．５〜１０重量％配合するとされている。そして、この光拡散剤の粒径は５〜１５μｍのものが好ましいとされている。また、染料もしくは顔料は、透明樹脂に対して、０．５〜１０重量％用いれば良いとされている。

光拡散剤の作用でもって基板に白さが現れるようにし、染料もしくは顔料は着色付与剤として与えられて、所望の色調の基板を得るものとなっている。更に、基板の表面に微少な凹凸部を設て拡散効果を更に増し、ソーラセルの濃紫色が見えないようにしたものである。

ソーラセル付携帯時計の中で、例えば、光電変換率が低いソーラセルを使用するような時計や電気量を多く使用するような多機能時計などは、蓄電量を多くするために非常に高い透過率が要求され、その透過率も７０％以上のものを求める。また、携帯時計内蔵の太陽電池の発電効率向上に伴って、時計文字板の光透過率が５０％あるいはそれ以下であっても実用上差し支えない発電が可能になっているが、長期間暗所に放置された場合のソーラセル付携帯時計の復旧発電等を考慮すれば、文字板の光透過率は高い方が好ましいことは言うまでもない。

そこで、文字板に７０％以上の透過率を得るために、顔料、拡散剤の上記配合割合の下で各種の実験を試みたところ、次のことが判明した。白色顔料を上記の配合量０．５〜１０重量％の範囲の中で、１重量％配合すると透過率が５５％位になり、０．５重量％で７０％の透過率が得られることが判明した。また、拡散剤を上記の割合０．５〜１０重量％の範囲の中で、ケイ酸粉末の１０μｍ粒子の拡散剤を用いて実験を行った結果、配合量が４〜５重量％以上になるとそれだけで透過率が１０〜１５％ダウンすることが判明した。また、拡散剤をそれ以上に増やしても透過率が殆ど下がらず、透過率が８５％前後の範囲を維持することが判明した。そこで、白色顔料の配合量を許容最小限度の０．５重量％の配合量を選び、拡散剤の配合量を許容最小限度の０．５重量％を選んで実験を行った結果、６０〜６５％の透過率となった。とても７０％の透過率には至らず、また、この透過率ではソーラセルの濃紫色を完全に消し去ることができず、まだ明らかに視認される状態であった。また、これら一連の実験で、拡散剤の粉末粒子が大きいと拡散効果が大きく現れないことが判明した。

以上のことから、特許文献１に開示された技術は透過率が３５％以下のソーラセルには適用できても、７０％近くの透過率を必要とするソーラセルには適用できないことが判明した。本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、透過率が７０％以上確保できて、且つ、ソーラセルの濃紫色が見えなくなる文字板を得ることを目的とするものである。

上記の目的を達成する手段として、本発明の請求項１に記載の発明は、下面側にソーラセルを配設し、プラスチック基板で形成した時計用文字板において、前記プラスチック基板に平均粒径３μｍ以下のガラス質からなる光拡散剤を１３〜１８重量％分散したことを特徴とするものである。

また、本発明の請求項２に記載の発明は、前記プラスチック基板に、更に、白色顔料又は白色蛍光剤を０．４重量％以下分散したことを特徴とするものである。

請求項１に記載の発明によれば、光拡散剤としてガラス質のものを使用する。硬質であることから良く光を屈折させて拡散を助長させる。このガラス質の拡散剤は平均粒径３μｍ以下の粉末粒子を使用する。また、分散量も１３〜１８重量％と多い。粒径が小さいこと、分散量が多いこと、などにより拡散が著しくなり白色化が増す。粒径が小さいほど白色化は増すが、それもある程度の量が必要となる。その限度が１３重量％である。しかしながら、１８重量％を越えてくると射出成形性が悪くなってくる。粒径が小さくなって、且つ、量が多くなっても光透過率は余り変わらず、上記の分散量の下では８０〜８５％の透過率が得られる。本発明で、透過率を下げないで白色化を増すことによってソーラセルの濃紫色が見えないようにする効果を得たものである。

また、請求項２に記載の発明によれば、白色顔料や白色蛍光剤を僅かに分散することによって白色化を増し、ソーラセルの色調を完全に消し去る効果と、文字板としての美観の向上効果を図っている。白色顔料や白色蛍光剤を入れると光透過率が極度に低下する。０．４重量％は透過率７０％を確保する限界の量になっている。白色蛍光剤は光により白色発光が行われる。白色発光により白色が際だって目立ってきて、明るさも出てくることからソーラセルの色調消去に役立つと共に文字板の美観が尚一層向上する。

以下、本発明の文字板を図１、図２を用いて説明する。図１は本発明の第１実施形態に係る時計用文字板の要部断面図で、図２は本発明の第２実施形態に係る時計用文字板の要部断面図を示している。

図１より、本発明の第１実施形態に係る時計用文字板１０は、プラスチック基板４に時字などの指標５を設けた構成を取っている。プラスチック基板４にはその中心部に指針取付用を小孔４ａが設けられている。また、このブラスチック基板４は透明な樹脂１の中に光拡散剤２が分散したものから構成されている。透明な樹脂に拡散剤を混ぜ合わせてペレット化し、それを射出成型機で成形してプラスチック基板４を作る。指標５は電鋳メッキによって形成し、接着剤を介して貼付けてある。尚、図示してないが、この文字板１０の下面側にはソーラセルが配設されるようになっている。

上記プラスチック基板４に用いられる樹脂１は本実施の形態ではポリカーボネイト樹脂を用いているが、外に、アクリル樹脂なども選択することができる。拡散剤２は酸化シリコン（ＳｉＯ₂）なるケイ酸微粉末を使用している。透明なガラス質のものを微粉末にしたものが良く、比較的硬質であることから光の透過・屈折作用効果が良く現れる。外に、ホウケイ酸ガラスの微粉末なども好適に利用できる。拡散剤の微粉末は平均粒径３μｍ以下のものを使用する。粒径が小さければ小さいほど拡散効果が良く現れて白さ（白色化）が増してくる。そして、ソーラセルの濃紫色色調が消し去られてくる。粒径が大きくなるに従って拡散作用が小さくなり白さが薄くなって透明性が現れるようになる。しかしながら、白色化は粒径の外に配合量の影響も受ける。配合量が少ないと拡散が少なくなり白さが薄くなって透明性が現れてくるようになる。逆に、配合量が多いと著しい拡散が起こり、白色化が目立ってくる。下記表１に示すものは、拡散剤の配合量と粒径とによってソーラセルの色調がどの程度消し去ったかを実験した結果の表である。目視による判断で判定している。

上記の判定で、×印はソーラセルの色調がその色合いは薄くなるが明らかに視認される。△印はソーラセルの色調が未だ僅かに視認される。○印はソーラセルの色調が殆ど視認されない。◎印はソーラセルの色調が全く視認されず、白さも際だって白く見える。−印は成形の充填性に問題を生じ製品化困難。の判定基準に基づいている。尚、この実験では、樹脂としてポリカーボネイト樹脂、拡散剤は酸化シリコンの粉末で、配合量はバインダー（樹脂）に対しての重量（％）を示しており、粒径は平均粒径を示している。尚、プラスチック基板は０．５ｍｍの厚みに成形したものを用いている。

結果として、次のことが分かった。７重量％であるとどの粒径のものも量が少なく、散乱による白色度合いが薄くなり、ソーラセルの色調が非常に色合いは薄くなるが明らかに視認された。１０重量％であると、何れの粒径ものも僅かに視認された。次に、１３重量％であると、粒径が３μｍ以下のものはソーラセルの色調が殆ど視認されず、４ミクロン以上のものは僅かに視認された。樹脂に分散する粒子の数によって光拡散度合いが非常に異なることがこれらの結果から判明した。即ち、同じ配合量（重量％）でも粒子の大きさを小さいものにし、分散数量を多くするようにすれば拡散度合いが大きくなってくることが判明した。次に、１５重量％であると、粒径３μｍ以下であるとソーラセルの色調が全く視認されず、４μｍのものも殆ど視認されなかった。また、白さも明らかに白く見えるようになってきた。５μｍのものはプラスチック基板に充填不足部分が現れ、判定から除外した。次に、１８重量％であると、粒径３μｍ以下のものは全くソーラセルの色調が視認されなかった。また、白さの度合いも良かった。しかし、粒径が２μｍ〜３μｍのものについてほんの僅かの充填不足気味の部分が確認されたが、何れも製品品質として十分使用できる範囲にあったので判定の中に加えた。４μｍ以上のものは基板の一部分に充填不足が生じ、判定から除外した。拡散剤の粒径が小さくなればなるほど成形時の樹脂の流動性が良くなり、充填不足が起きずらいことがこれらの実験から判明した。次に、配合量２１重量％であると、何れも充填不足不良が発生した。充填不足は、粒径が３μｍ以下のものでも配合量が２０重量％前後で極度に悪くなってくることも判明した。

更に、これらの実験品の透過率を調べて見た結果、８０〜８５％の透過率であることが判明した。配合量が７〜１３重量％であると８５％に近い数値が得られたが、１５重量％以上になると８０％近い数値が得られ、しかも、１８重量％と多くしてもその数値は殆ど変わらないことが判明した。

以上の実験結果から、拡散剤の平均粒径を３μｍ以下にし、配合量を１３〜１８重量％の範囲が好適な範囲として選択された。

ここで、拡散剤として、上記実験では、透明な酸化シリコンのガラス微粉末を用いているが、透明なガラス質の微粉末を用いることが肝要である。透明なガラス質は比較的硬質であることから透過・屈折が起きやすい。色の付いたものは良くない。色が付いていると白さが鮮明に現れてこないので、ソーラセルの色調消去の効果が低下する。また、白さを出すことによる文字板の美観も低下する。

本実施の形態においては、プラスチック基板４に指標５を貼付けて文字板１０を形成したが、プラスチック基板４の上に平滑面を有する透明樹脂を設け、その上に指標５を貼付けて文字板を形成しても同じ効果を得る。

以上のことから、ガラス質の拡散剤を用い、その粒径を３μｍ以下のものを使用し、しかも、１３重量％の最小必要限度の配合量を確保することによって、光拡散作用が著しく働き、透過率を殆ど下げることなく光散乱による白色化が進む。この散乱白色化によってソーラセルの濃紫色色調を消し去ることができた。

次に、本発明の第２実施形態に係る時計用文字板を図２を用いて説明する。第２実施形態における時計用文字板２０は、拡散剤１２と白色顔料１３とを分散したプラスチック基板１４に時字などの指標１５を貼付けたもので構成している。前述の第１実施形態と異なるところは、拡散剤を分散したプラスチック基板に、更に、白色顔料を追加して分散させたところである。プラスチック基板１４は射出成形で形成するが、バインダーの樹脂１１に拡散剤１２と白色顔料１３を混ぜ合わせてペレット化し、射出成形する。従って、プラスチック基板１４には拡散剤１２と白色顔料１３が分散して入っている。

拡散剤１２は前述の第１実施形態で述べたものと同じものを使用する。また、拡散剤の粒径、分散量（配合量）は前述の第１実施形態と全く同じであるので、ここでの説明は省略する。

白色顔料１３は白さを更に増すために入れる。分散量（配合量）は樹脂バインダーに対し０．４重量％以下である。これ以上入れると透過率が７０％を割ってしまい、求める透過率が得られない。本当に僅かであるが極度に透過率に影響する。文字板に白さを補って、白さからくる文字板の美観を高めると共に、ソーラセルの色調消去の効果に好影響を与える。

本実施形態では白色顔料を用いたが、白色蛍光剤でも良い。白色蛍光剤は光を受けて白色発光を呈するので白さが尚一層目立って視認されてくる。このため、文字板に明るさも現れてきて美観感覚が尚一層増してくる。また、ソーラセルの色調消去に効果的な力を発揮する。

以上詳細に説明したように、ガラス質の拡散剤を用い、その微粉末の粒径を３μｍ以下のものを１３〜１８重量％分散させることによって、光の散乱が著しいものとなって文字板が白色化し、ソーラセルの濃紫色が全く消し去られて見えないものとなってくる。更に、白色顔料や白色蛍光剤などを０．４重量％以下の範囲で分散させれば透過率を７０％以上確保した中で文字板が更に白くなって、白さによる美観も向上する。特に、ソーラセル用文字板は如何にして白さのある文字板に仕上げるかと云うことが大きな課題となっていた。白さがあると、その上に設ける指標やその他の装飾とにコントラストが高くなり、文字板の美観が高められていく。また、それにつれて高級感も現れてくる。本発明によって、一つの課題が解決された。

更に、本発明の中の下で、プラスチック基板の表面に微少な凹凸のある凹凸面を設けることも可能である。微少な凹凸面は光拡散作用が働く。微少な凹凸面を設けることによって更に拡散効果が生まれる。また、これによって光透過率が著しく低下するということがなく、透過率がさほど下がらないで拡散が助長される。

以上、ソーラセル付の時計用文字板を取り上げて説明したが、エレクトロルミネッセンス付の時計用文字板にも適用できるものである。

本発明の第１実施形態に係る時計用文字板の要部断面図である。本発明の第２実施形態に係る時計用文字板の要部断面図である。ソーラセルの平面図である。記特許文献１に示されたソーラセル付時計用文字板の部分拡大断面図である。

符号の説明

１、１１樹脂
２、１２拡散剤
４、１４プラスチック基板
５、１５指標
１０、２０時計用文字板
１３白色顔料

Claims

下面側にソーラセルを配設し、プラスチック基板で形成した時計用文字板において、前記プラスチック基板に平均粒径３μｍ以下のガラス質からなる光拡散剤を１３〜１８重量％分散したことを特徴とする時計用文字板。
前記プラスチック基板に、更に、白色顔料又は白色蛍光剤を０．４重量％以下分散したことを特徴とする請求項１に記載の時計用文字板。