JP2010096824A - 蓄光チップ - Google Patents

Abstract

【課題】 持ち運び及び輸送が楽で、自由度の高い高輝度蓄光チップを提供する。
【解決手段】蓄光チップ１は外側面に透明表皮層３、その内側に大粒径蓄光材より構成される主蓄光材層２、更にその内側に微細蓄光材より構成される副蓄光材層４、更にその内側に白色樹脂層６、更にその内側に空洞部Ｓが形成されている。透明表皮層３としては、例えばアクリル樹脂、シリコン樹脂、ポリエステル樹脂などの硬度が高い材料を用いる。前記蓄光材層２は蓄光材粒子２ａ同士が接触した状態で結合して多孔質状をなすとともに蓄光材粒子２ａ間の隙間には蓄光材層の形状を維持するための透明樹脂５が充填されている。
【選択図】 図２

Description

本発明は、複数貼り合せることで特定の標識などを形成することができる蓄光チップに関する。

従来から蓄光材を用いた道路標識などが知られている。例えば特許文献１には、粒径１００μｍ程度のガラスフリットに５〜２０μｍ程度の粒径の蓄光材を混合した残光性の上絵具を焼成後のガラス層中に分散する構成が開示されている。

特許文献２には、道路鋲の上面中央に凹部を設け、この凹部内に蓄光材を含有したプラスチック片を固着した歩行者用の避難誘導標識について記載されている。

特許文献３には、蓄光材粒子を細かく粉砕して塗料に混練し、これをシルクスクリーン印刷によって印刷して蓄光層を形成することが記載されている。

特許文献４には、透光性部材の上に接着層を形成し、この接着層の上に蓄光材粒子を振りかけ、更に付着した蓄光材粒子の裏面に透明樹脂をスプレーして蓄光材粒子が脱落しないようにし、この蓄光材粒子層を反射シートで覆う内容が記載されている。
特開平１０−１９４８７１号公報 特開２００１−２９５２３１号公報 特開平１０−８８４０４８号公報 特許第３４８２４０７号公報

特許文献１〜３に記載の蓄光材層はガラスフリットや樹脂のマトリックス内に蓄光材粒子が分散しているため、十分な輝度を達成できない。

また特許文献４に開示される構造とすることで十分な輝度を得られるが、蓄光材層が多孔質のままであるので形状を強く維持することができず、大きな力が作用する箇所、例えばロードマーカーなどに使用するには問題がある。

更に、従来の構造は、初めから特定の形状の標識、ロードマーカー専用に製造されているため、当該標識やロードマーカーとして使用する場合はよいが、それ以外には応用が利かず、自由度が小さくなっている。

そこで、本発明者はロードマーカーなどに使用する蓄光チップとして、平面視で円形または多角形をなし且つ全体形状が皿状またはカップ状または半球状をなし、蓄光材層の内側面に空洞部、外側面には透明表皮層が形成され、前記蓄光材層は蓄光材粒子同士が接触した状態で結合して多孔質状をなすとともに蓄光材粒子間の隙間には蓄光材層の形状を維持するための透明樹脂が充填された構造を、特願２００８−１８４３８７号として提案した。

上述した蓄光チップにおいては 蓄光材層の内側空洞面に反射機能を有する白色樹脂層を設けているが この構造では蓄光性能面で問題がある。

本発明は、前記蓄光チップを更に高輝度化することを目的として本発明をなしたものである。本発明に係る高輝度蓄光チップの構造は以下のようになる。

蓄光材粒子同士が接触した状態で結合して多孔質状をなすとともに蓄光材粒子間の隙間に形状を維持するための透明樹脂が充填された主蓄光材層と、この主蓄光材層の表面に形成された透明表皮層と、前記主蓄光材層の裏面に副蓄光材層が設けられ、前記副蓄光材層の裏面に白色樹脂層を設ける構造とした。

更に、前記副蓄光材層に使用する蓄光材の粒径を透明表皮層の下部に設けられた主蓄光材層に使用する蓄光材の粒径より小さな微細蓄光材とした。

前記のように 反射機能層として白色樹脂層だけを設ける構造を変更し、微細な蓄光材層及び白色樹脂層を反射機能層として採用することで、蓄光性能が高まる。

一般的に反射機能層に用いられる白色顔料としては酸化チタンが用いられる。酸化チタンは優れた反射機能を持つ材料であるが蓄光材の反射材料としては下記の２点で課題が残る。

課題の一つ目は酸化チタンが蓄光エネルギーとして有効な３００〜４００ｎｍの波長の紫外線を吸収することである。透明表皮層より注入された紫外線は蓄光層を通過し反射層に到達する。この時 前記蓄光材層に於いて 紫外線のエネルギーの大部分は蓄光材に発光エネルギーとして吸収されることになるが 一部は吸収されずに反射層に到達する。反射層に到達した紫外線は酸化チタンに吸収されるため有効に使用されないことになる。

課題の二つ目は蓄光材で発生した光エネルギーを酸化チタンが僅かに吸収することである。蓄光材で発生した光エネルギーの一部は反射層に届き、反射層で反射された光エネルギーの多くは 蓄光層を通過する時に蓄光材で散乱を受け、再び反射層に戻って反射されるという複数回反射を発生する。前記複数回反射の度に光エネルギーの吸収が発生し 結果的には反射効率が悪くなる。

反射層に蓄光材を使用すると 課題の一つ目は下記理由で解決できる。前記反射層に届いた紫外線は一部発光エネルギーとして反射層の蓄光材で吸収され 一部は反射され透明表皮層の下部に形成された蓄光材で 発光エネルギーとして吸収されることにより すべて有効に使用されることになる。

又 蓄光材は蓄光材で発生した光エネルギーの吸収が少ないため 反射層に蓄光材を使用することにより 課題の二つ目も解決できる。

副蓄光材層に使用する蓄光材の粒径は小さければ小さいほど 反射効率が高まるため微細な蓄光材が最適になる。逆に 透明表皮層の下部に形成される蓄光材層に使用する蓄光材の粒径は大きいほど 紫外線の散乱が小さくなるため大粒径な蓄光材が最適になる。又、副蓄光材層の裏面に更に白色反射層を設けると更に高輝度化に好ましい構成となる。

以下に本発明の好適な実施例を添付図面に基づいて説明する。図１は本発明に係る蓄光チップの平面図、図２は同蓄光チップの断面図であり、この実施例では蓄光チップ１は平面視で円形状をなし、全体形状が皿状をなす。

この蓄光チップ１は外側面に透明表皮層３、その内側に大粒径蓄光材より構成される主蓄光材層２、更にその内側に微細蓄光材より構成される副蓄光材層４、更にその内側面に白色樹脂層６、更にその内側面に空洞部Ｓが形成されている。

前記主蓄光材層２は蓄光材粒子２ａ同士が接触した状態で結合して多孔質状をなすとともに蓄光材粒子２ａ間の隙間には主蓄光材層２の形状を維持するための透明樹脂５が充填されている。

図３は蓄光チップ1の空洞部Ｓに樹脂を充填した実施例の断面図であり、この実施例にあっては上記の蓄光チップ１の裏面側の空洞部にポリカーボネイトまたはポリウレタンなどの樹脂７を充填し、更に裏面全体に接着剤８を塗布し、その上に剥離紙９を設けている。

以上の蓄光チップ1の製造手順の一例を以下に説明する。

先ず、平面視で円形または多角形をなし且つ全体形状が皿状またはカップ状をなす成形凹部の表面にバインダとしての透明樹脂を薄く均一な厚みで塗布し、このバインダとしての透明樹脂が乾燥する前に蓄光材粒子を振りかける。

上記の工程を複数回繰り返すことで、図４（ａ）に示すように蓄光材粒子２ａ同士が透明樹脂Ｒ１によって結合するとともに蓄光材粒子２ａ間に隙間が存在する多孔質状の主蓄光材層２が形成される。透明樹脂Ｒ１としては例えばエポキシ樹脂、ポリエステル樹脂又はアクリル樹脂が好ましい。

次いで、前記多孔質状の主蓄光材層２の上から溶剤タイプの液状透明樹脂Ｒ２を注入して蓄光材粒子間の隙間に侵入せしめる。すると、図４（ｂ）に示すように蓄光材粒子２ａ間の隙間に透明樹脂Ｒ２が充填され蓄光材粒子２ａが強固に接合される。透明樹脂Ｒ２としては、光の透過性の高い材料、例えばエポキシ樹脂、ポリエステル樹脂又はアクリル樹脂が好ましく、Ｒ1とＲ２は同じ樹脂を使用しても良い。

前記主蓄光材層２に供給した透明樹脂Ｒ２の溶剤が蒸発した後、主蓄光層２の裏面側に副蓄光材層４を形成する。副蓄光材層４の形成手順は前記主蓄光層２と同じでも良いが、微細な蓄光材が分散した樹脂塗料を塗布してもよい。

この後、樹脂が十分に硬化した後 蓄光チップを型より取り出し、蓄光チップ１の裏面に白色樹脂層をスプレー、塗布などによって形成する。

以上の蓄光チップ１の使用例を図５に示す。図５は本発明方法によって得られた蓄光チップ１を適用した安全ポールの全体図であり、安全ポール１０は柱部材１１の上部に取り付けブロック１２を設け、この取り付けブロック１２の４つの側面に２個ずつ蓄光チップ１を取り付けている。

本発明に係る蓄光チップの平面図 同蓄光チップの断面図 同蓄光チップの空洞部に樹脂を充填した実施例の断面図 （ａ）、（ｂ）は蓄光材層の拡大図で（ａ）は隙間に透明樹脂が充填されていない状態を示し、（ｂ）は隙間に透明樹脂が充填された状態を示す。 同蓄光チップの使用例を説明した図

符号の説明

１…蓄光チップ、２…大粒径蓄光材より構成される主蓄光材層、２…主蓄光材層の蓄光材粒子、３…透明表皮層、４…微細蓄光材より構成される副蓄光材層、５…透明樹脂、６…白色樹脂層、７…ポリカーボネイトまたはポリウレタンなどの樹脂、８…接着剤、９…剥離紙、１０…安全ポール、１１…柱部材、１２…取り付けブロック、Ｒ１…バインダとしての透明樹脂、Ｒ２…充填材としての透明樹脂。

Claims (5)

1. 蓄光材粒子同士が接触した状態で結合して多孔質状をなすとともに蓄光材粒子間の隙間に形状を維持するための透明樹脂が充填された主蓄光材層と、この主蓄光材層の表面に形成された透明表皮層と、前記蓄光材層の裏面に副蓄光材層が設けられていることを特徴とする蓄光チップ。
2. 請求項１に記載の蓄光チップにおいて、前記副蓄光材層に使用する蓄光材の粒径は前記主蓄光材層に使用する蓄光材の粒径より小さな微細蓄光材が使用されていることを特徴とする蓄光チップ。
3. 請求項２に記載の蓄光チップにおいて、前記副蓄光材層の裏面に反射機能を有する白色樹脂層が設けられていることを特徴とする蓄光チップ。
4. 請求項１乃至請求項３に記載の蓄光チップにおいて、この蓄光チップの形状は、平面視で円形または多角形をなし且つ全体形状が皿状またはカップ状または半球状をなすことを特徴とする蓄光チップ。
5. 請求項４に記載の蓄光チップにおいて、前記主蓄光材層、副蓄光材層又は白色樹脂層の内側面に空洞部を持ち、前記空洞部に蓄光材粒子間の隙間に充填した透明樹脂と異なる樹脂が充填されていることを特徴とする蓄光チップ。