JP2009126769A

JP2009126769A - 夜光モルタル

Info

Publication number: JP2009126769A
Application number: JP2007306292A
Authority: JP
Inventors: Shigeo Shimizu; 清水茂夫
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-11-27
Filing date: 2007-11-27
Publication date: 2009-06-11

Abstract

シランカップリング剤で表面をコーティングした粒状ガラスと寒水を骨材とし、これにシランカップリング剤で表面をコーティングした蓄光顔料とセメントを加えて水で混練し、明るいところではモルタルの地色で、暗いところでは蓄光顔料の発光色に変化することを特徴とする夜光セメントモルタル。
【課題】モルタルに蓄光顔料を混入すると蓄光顔料は中性域の状況でなければ性質が作用せず、一週間程度で発光性能が無くなる。また、長時間水に晒されると性能劣化が起こり、発光性が無くなる。この欠点を改良する。
【解決手段】セメントモルタルに添加した蓄光顔料の発光性が無くなる欠点を解決するには蓄光顔料が直接アルカリに触れず、また水に触れないようにするためアルカリ及び水に犯されない物質、シランカップリング剤で蓄光顔料の表面をコーティングすればよい。
【選択図】図１

Description

モルタルに蓄光顔料を混入して、暗いところでは蓄光顔料の発光する光の色に耀く夜光性モルタルに関する。
実願昭５８−１２３５９３号特開２００２−１５５６０９号特開平８−３１０８４８号特願２００６−３５７２６９号上記四件の出願文献は実用上は全く機能せず意味が無い。何故ならば、蓄光顔料はＨｐ４からＨｐ７の中性域でしか発光しないからである。セメントモルタルは混合当初はＨｐ１４〜１３の強アルカリであり、１００年間でＨｐ７まで中性化するといわれている。即ち、モルタルが実用されている期間中はアルカリ性であり、蓄光顔料は発光性能を失うからである。従って、これらの文献はこの発明に対する参考にはならない。

モルタルに蓄光顔料を混入すると暗いところで発光するが、蓄光顔料は中性域の状況でなければ性質が作用せず、このためモルタルに水を加えてから一週間程度で発光性能が無くなる。また、長時間水に晒されると性能劣化が起こり、発光性が無くなる。この欠点を改良する。

これらの欠点を解決するには蓄光顔料が直接アルカリに触れず、また水に触れないようにすれば良い。このためには、蓄光顔料がアルカリ及び水に接することが無いようアルカリ及び水に犯されない物質で蓄光顔料の表面をコーティングすればよい。
しかし、蓄光顔料の発光を阻害しないため、コーティングする物質は透明でなければならない。この目的に適した物質としてはガラスやプラスチックなどがあるが、ガラスはアルカリに弱い上に、蓄光顔料がガラスに含まれる鉛成分と反応して発光性能を失うので適した材料とはいえない。また、プラスチックはアルカリに弱い上にモルタルと比較して弾性係数が大きく、結合構成材として一体となって働かない。そして、実用性能１００年であるモルタルに対して、短期間に紫外線で劣化し白く濁るプラスチックも目的を達するための材料として適さない。
シリコーンは油性のシリコーン油と水性でエマルジョンのものとがあり、これらの応用製品として常温硬化型シランカップリング剤がある。一般にコーティング剤として使用されている。シリコンは皮膜が薄い場合には透明に近く，２５０℃の高温雰囲気下でも分解・劣化・変色せず、紫外線劣化が少なく耐候性にすぐれ、硬化した後は、はっ水性でガラスに近い無機質表面に改質するから、目的を達する最適のコーティング剤といえる。
常温硬化型シランカッブリング剤を用いて、蓄光顔料や骨材として使用するガラス球の表面をコーティングするには、シランカップリング剤を水に分散させてエマルジョンを作る。このときのシリコンの含有量は５％〜１％の範囲でよい。
このシリコーンエマルジョンの中に蓄光顔料やガラス球を浸漬し、すぐ引き上げて乾燥させる。乾燥させる方法は自然乾燥でも良いが、乾燥機を用いて２００℃で２０〜３０分で乾燥することも出来る。この場合絶対乾燥状態にする。かくすることにより、簡単に蓄光顔料やガラス球の表面にシリコンの皮膜を形成することが出来る。このようにして加工した蓄光顔料やガラス球と寒水にセメントと水を加えて混練すると蓄光顔料の発光性能を毀損しない夜光セメントモルタルが出来る。

蓄光モルタルは過去に多くの実験と製品試作が行はれたが、蓄光性の持続と高輝度が得られず製造を断念していた。この原因は、蓄光顔料が酸性でもアルカリ性でもない中性の環境で無ければ蓄光性を保持できないことに対して処置がなされていなかった為である。
セメントはアルカリ性で中性化すると強度を失うので蓄光顔料の効果を発揮する中性域の環境にはない。セメントモルタルが強アルカリ環境であっても蓄光顔料が性能を保持し、コンクリートの表面加工やモルタルとして長期間蓄光性を維持して電源を必要としない各種の夜光製品用途に使用することができるように効果あるものにした。

この発明を用いた夜光セメントモルタルを作るには、例えば信越化学株式会社製の常温硬化型シリコーンコーティング剤Ｘ−４０−２３２７を用いて５％エマルジョンをつくる。この中に蓄光顔料とガラス球を浸漬した後に引き上げて２４時間程度自然乾燥させると、鉛筆硬度５Ｈで１０μｍ程度のシリコン皮膜を表面に形成し、シリコンに保護されてセメントのアルカリや混合時の水に影響を受けないので、長期間夜光性を保持する蓄光性夜光セメントモルタルが出来る。

夜光樹脂モルタルの場合には、蓄光顔料とガラス球及び寒水を骨材として必要な性能を得られる配合比率で、水の代わりにエチレン・酢酸ビニール共重合エマルジョンと共に混合する。エチレン・酢酸ビニール共重合エマルジョンはＨｐが４〜７の範囲の中性であるから、夫々の構成材の間をエチレン・酢酸ビニール共重合エマルジョンが被服接着することにより蓄光顔料が性能を失ったり、ガラス球がアルカリに犯されたりすることなく、また耐候性が高いので、エポキシ樹脂やポリエステル樹脂の如く、白化や劣化することも無く、長期間夜光性を保持する蓄光性夜光樹脂モルタルが出来る。
さらに強度を増すためセメントを添加する場合には、エマルジョンに含まれる水分とセメントが反応して硬化し弾性のある夜光樹脂モルタルとすることが出来る。

シリコンで表面に皮膜を作った蓄光顔料とガラス球フリットを使用して試験練りを行って、下記（表１）のごとき用途に合わせて輝度の異なる夜光セメントモルタルの標準配合を得た。

無色配合の場合には明るいところで白く見えるが、暗くなると蓄光顔料の発光色であるスカイブルー或いは黄緑色に色が変って光って見える。
着色配合では、黄色に着色したガラス球フリットを骨材として使用することにより、明るい所ではガラス球フリットの着色されている黄色で見えるが、暗くなると蓄光顔料の発光色であるスカイブルー或いは黄緑色に色が変って光って見える夜光のセメントモルタルを得た。着色フリットは多彩な色のものが市販されている。

多くの試験練を行なって着色配合の場合における下記（表２）の標準配合を得た。この場合には水の代わりにＰＶＡエマルジョンを用いた。ＰＶＡエマルジョンとしては、クラレのパンフレックスＯＭ−５０００を用いた。

強度や弾性係数を上昇させる必要がある場合には、白色セメントを添加するとＯＭ−５０００エマルジョンの中の水分と水和反応して硬化し、蓄光顔料やフリットは中性のＯＭ−５０００の固形分で結合されるので変質することは無い。

この発明は、紫外線劣化や可燃性を理由として屋内使用に限定されていた従来の蓄光樹脂製品の利用範囲を超えて、屋外と屋外の応用範囲を飛躍的に拡大する。
屋外の規制線引き、転落防止縁石、夜間工事箇所表示、屋外階段ステップ板、製鉄所やガラス工場など高熱の環境における危険箇所表示（熱線に反応して光る）、電源の得られない港湾や海洋施設、など従来は利用出来なかった利用範囲が拡大する。

蓄光顔料及びガラス球の表面にシリコン皮膜をコーティングした状態の断面図

符号の説明

１コーティングされたシリコン皮膜
２蓄光顔料の粒又はガラス球

Claims

シランカップリング剤で表面をコーティングした粒状ガラスと寒水を骨材とし、これにシランカップリング剤で表面をコーティングした蓄光顔料とセメントを加えて水で混練し、明るいところではモルタルの地色で、暗いところでは蓄光顔料の発光色に変化することを特徴とする夜光セメントモルタル。