JP2016155969A - 透明蓄光性材料と透明蓄光性材料を塗布した金属製品 - Google Patents
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Abstract
【課題】簡単な工程で、金属基材との密着性と耐久性が高く、明るい時は透明で、暗い時は確実に発光する透明蓄光性材料と透明蓄光性材料を塗布した金属製品を提供する。【解決手段】蓄光材を細かくした蓄光材粉末と、フェノール類の樹脂と、硬化剤から成る。蓄光材粉末の平均粒径は、１０〜２０μｍである。金属基材１２の表面に塗布され、明るい時は透明で、金属基材１２の表面が透視され、暗い時は発光する透明蓄光材料１４である。金属製品１２は鋳物である。または、熱硬化特性を有する樹脂が混合されて設けられ、鏡面に仕上げられた金属基材１８の表面に、透明な下地材２２を介して塗布され透明蓄光性材料２０である。【選択図】図２
Description
この発明は、金属基材の表面に蓄光材を取り付ける透明蓄光性材料と透明蓄光性材料を塗布した金属製品に関する。
従来、特許文献１，２に開示されているように、鉄や非鉄金属、合金鋼、その他の金属基材の表面へ、蓄光塗料を取り付ける方法が開示されている。例えば、特許文献１には、金属板の表面に蓄光性塗料を塗装し、表面の蓄光性塗料の塗膜がプレス加工等によっても損傷しないように、蓄光性塗料層と印刷層上に透明コーティング層を設けたものが開示されている。また、特許文献２には、金属基材の表面に電気分解による多孔質の黒色化成被膜を形成し、その表面に下塗り被膜と蓄光塗料を塗布し、さらに表面に透明の上塗り被膜を塗装する方法も開示されている。これらの塗装方法により、蓄光塗料が、長期間の使用に耐えるように塗装して、剥離を防ぐようにしている。
上記背景技術の場合、いずれも、金属の表面に３層〜４層の膜を設けるものであり、製造工程が多く、コストと時間がかかるものである。また、金属の表面の金属光沢やメタリックな表情に見えなくなるものであり、金属の素地を生かすことができない。また、金属と蓄光塗膜間の十分な密着強度を得ることができないものであり、特に塗装される金属が鋳物である場合、表面に凹凸が多くきれいに塗装できず、逆に表面がメッキ等の光沢面の場合、密着性の高い塗装をすることが困難であった。
この発明は、上記背景技術の問題点に鑑みてなされたものであり、簡単な工程で、金属基材との密着性と耐久性が高く、明るい時は透明で、暗い時は確実に発光する透明蓄光性材料と透明蓄光性材料を塗布した金属製品を提供することを目的とする。
本発明は、蓄光材を細かくした蓄光材粉末と、フェノール類の樹脂と、硬化剤が混合されて設けられ、任意の金属基材の表面に塗布されて、明るい時は透明で前記金属基材の表面が透視され暗い時は発光する透明蓄光性材料である。
前記蓄光材粉末の平均粒径は、１０〜２０μｍである。前記樹脂は、例えば変性ビスフェノールである。前記硬化剤は、例えば脂肪族ポリアミンである。
前記透明蓄光性材料の、前記蓄光材粉末と前記樹脂、前記硬化剤の質量比は、前記蓄光材粉末が１５〜２５％、前記樹脂が５０〜７０％、前記硬化剤が１５〜２５％である。好ましくは、前記蓄光材粉末が約２０％、前記樹脂が約６０％、前記硬化剤が約２０％である。
また本発明は、蓄光材を細かくした蓄光材粉末と、アクリル樹脂等の熱硬化特性を有する樹脂が混合されて設けられ、任意の金属基材の表面に透明な下地材を介して塗布されて、明るい時は透明で前記金属基材の表面が透視され暗い時は発光する透明蓄光性材料である。
前記蓄光材粉末の平均粒径は、１〜１０μｍである。前記下地材はアルキド樹脂等の熱硬化特性を有する樹脂であり前記金属基材に塗布する厚みは１０〜２０μｍである。
前記透明蓄光性材料の、前記蓄光材粉末と前記樹脂の質量比は、前記蓄光材粉末が５〜１５％、前記樹脂が８５〜９５％である。好ましくは、前記蓄光材粉末が約１０％、前記樹脂が約９０％である。
本発明は、前記透明蓄光材料が金属基材の表面に塗布され、明るい時は透明で前記金属基材の表面が透視され、暗い時は前記透明蓄光性材料が発光する金属製品である。
前記金属製品は、錫、真鍮、ブロンズ等で作られた鋳物であり、前記透明蓄光性材料は、蓄光材を細かくした蓄光材粉末と、フェノール類の樹脂と、硬化剤が混合されて設けられている。
前記金属製品は、表面がニッケルメッキ、クロムメッキ等で鏡面に仕上げられたものや、ＳＵＳ等で鏡面状に研磨されたものであり、前記透明蓄光性材料は、蓄光材を細かくした蓄光材粉末と、アクリル樹脂等の熱硬化特性を有する樹脂が混合されて設けられ、前記透明蓄光性材料と前記金属基材の前記表面の間には下地材が設けられている金属製品である
本発明の透明蓄光性材料と、この透明蓄光性材料を塗布した金属製品は、蓄光材を、簡単な工程で金属基材に高い密着性と高い耐久性を有して取り付けることができ、明るい時は透明で金属製品の金属基材の表面が透視され、暗い時は確実に発光することができる。
以下、この発明の実施形態について図面に基づいて説明する。図１、図２はこの発明の第一実施形態を示すもので、この実施形態の金属製品１０は、所定形状に形成された金属基材１２と、金属基材１２の表面１２ａに塗布された透明蓄光性材料１４とからなるものである。
透明蓄光性材料１４は、蓄光材粉末と、樹脂と、硬化剤が混合されて設けられている。蓄光材粉末は、硫化亜鉛(ZnS系)やケイ酸ストロンチウム・マグネシウム（SrMgSi2O7系）、アルミン酸ストロンチウム(SrAl2O4系)等の蓄光機能を有する無機材料で作られた蓄光材を細かく粉砕したものである。蓄光材粉末の平均粒径は、透明性及び混合時の取り扱い性等により、１０〜２０μｍが適しており、好ましくは１４〜１６μｍであり、例えば１５μｍである。また、樹脂はフェノール類であり、例えば変性ビスフェノール等である。硬化剤は脂肪族ポリアミンである。蓄光材粉末と樹脂、硬化剤の質量比は、蓄光材粉末が１５〜２５％、樹脂が５０〜７０％、硬化剤が１５〜２５％であり、凡そ蓄光材粉末が２０％、樹脂が６０％、硬化剤が２０％の、各々±１０％以内で調整するとよい。例えば、蓄光材粉末：樹脂：硬化剤＝３（１８ｗｔ％）：１０（５９ｗｔ％）：４（２３ｗｔ％）である。
透明蓄光性材料１４は塗布状態で透明であり、また液状で金属基材１２の表面１２ａに任意の絵柄や文字を描くことができ、焼き付け若しくは自然乾燥で金属基材１２に固着するものである。なお、電着塗装や静電塗装で固着するものでもよい。
金属製品１０は、明るい時は図２（ａ）に示すように、透明蓄光性材料１４が透明であるため金属基材１２の表面１２ａのみが透視される。暗い時は図２（ｂ）に示すように、透明蓄光性材料１４が発光し、透明蓄光性材料１４で描かれた矢印等の絵柄が視認される。矢印以外の絵柄や文字などを自由に描くことができる。
金属製品１０は、錫、真鍮、ブロンズ等で作られた鋳物である。用途は、インテリア、玩具、工芸品、各携帯機器等、自由に選択可能である。鋳物の表面は凹凸があり、この凹凸を覆って透明蓄光性材料１４を密着させて取り付ける。透明蓄光性材料１４は、金属製品１０の全面に塗布してもよく、部分的に設けてもよい。
この実施形態の透明蓄光性材料１４と透明蓄光性材料１４を塗布した金属製品１０によれば、蓄光材を、簡単な工程で金属基材１２に高い密着性と高い耐久性を有して設けることができ、明るい時は透明で金属製品１０の金属基材１２の表面１２ａが透視されて、透明蓄光性材料１４が無いように見えて、透明蓄光性材料１４の影響を受けることがなく、外観が自然で違和感がない。暗い時は確実に発光し、注意を引き付けることができる。また、明るい時には何も無かった部分から光で絵柄や文字が現れたように見え、興味を持たせることができる。金属製品１０は鋳物であり表面１２ａに凹凸があるが、透明蓄光性材料１４は高い剥離強度で凹凸を覆ってきれいに取り付けられるため、前処理等が不要で製造工程が簡単であり、また鋳物の凹凸を生かした風合いを生かすことができる。その他、透明蓄光性材料１４は、暗い時に電力が不要で発光するため省エネルギーとなり、停電時も発光するため避難用誘導路等を示すことができ防災対策をとることができる。透明蓄光性材料１４は溶剤にも不溶性であり、長期保存性が高く取り扱いも容易である。
次にこの発明の第二実施形態について図３に基づいて説明する。この実施形態の金属製品１６は、所定形状に形成され表面にメッキ等の処理が施された金属基材１８と、金属基材１８の表面１８ａに塗布された透明蓄光性材料２０からなるものである。金属基材１８の表面１８ａと透明蓄光性材料２０の間には下地材２２が設けられている。
透明蓄光性材料２０は、蓄光材粉末と樹脂が混合されて設けられている。蓄光材粉末は無機材料で作られた蓄光材を細かく粉砕したものであり、蓄光材粉末の平均粒径は、塗布後の透明性及び混合時の取り扱い性等から１〜１０μｍであり、好ましくは２〜６μｍであり、例えば約４μｍである。樹脂は熱硬化特性を有するものであり、例えばアクリルウレタン樹脂、アクリルシリコン樹脂、メラミン樹脂、アルキド樹脂、アクリル樹脂等である。蓄光材粉末と樹脂の質量比は、蓄光材粉末が５〜１５％、樹脂が８５〜９５％であり、凡そ蓄光材粉末が１０％、樹脂が９０％の、各々±１０％以内である。
透明蓄光性材料２０は塗布状態で透明であり、また液状で金属基材１８の表面１８ａに任意の絵柄や文字を描くことができ、焼き付け塗装で金属基材１８に固着するものである。なお、電着塗装や静電塗装で固着するものでもよい。
下地材２２は、熱硬化特性を有する樹脂であり、例えばアクリルウレタン樹脂、アクリルシリコン樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、アルキド樹脂等である。厚みは１０〜２０μｍであり、好ましくは１５μｍである。
金属基材１８は、ＳＵＳ（Ｎｉ：８ｗｔ％〜１５ｗｔ％且つＣｒ：１５ｗｔ％〜２０ｗｔ％）等のステンレス合金で表面が鏡面に仕上げられたものや、ニッケルメッキやクロムメッキで処理され、表面が鏡面状に仕上げられた任意の金属製品である。用途は、家屋の手すりやドアノブ、各種の建築部品、避難誘導等の表示物、道路の点字鋲等、自由に選択可能である。メッキ等の処理を施したステンレス鋼やその他の金属製品は、表面１８ａが滑らかで外観が綺麗であり、綺麗な表面１８ａに下地材２２を介して透明蓄光性材料２０を密着させて取り付ける。透明蓄光性材料２０は金属製品１６の全面に設けてもよく、部分的に設けてもよい。
この実施形態の透明蓄光性材料２０と透明蓄光性材料２０を塗布した金属製品１６によれば、上記実施の形態と同様の効果を有し、蓄光材を簡単な工程で金属基材１８に高い密着性と高い耐久性を有して取り付けることができ、明るい時は透明で金属製品１６の金属基材１８の表面１８ａが透視されて、透明蓄光性材料２０が無いように見えて、透明蓄光性材料２０の影響を受けることがなく、外観が自然で違和感がない。暗い時には確実に発光し、注意を引き付けることができる。金属基材１８は、メッキ処理を施した金属又はステンレス鋼材であり、表面１８ａが滑らかで外観が綺麗であるが、滑らかな表面１８ａに確実に密着して取り付けられ、また透明蓄光性材料２０と下地材２２の透明性が高いため、表面１８ａの艶や光沢を損なわず、メタリックな外観を生かすことができる。
なお、この発明の透明蓄光性材料と透明蓄光性材料を塗布した金属製品は、上記各実施形態に限定されるものではなく、蓄光材や樹脂、下地材の材料は自由に選択可能であり、蓄光材は確実に発光するものであれば良く、樹脂と下地材は透明性が高く確実に金属基材に固着するものであれば良い。金属製品は上記実施形態に限定されず、いろいろな用途の製品に取り付けられるものである。
この発明の第一実施形態の金属製品について、蓄光材粉末、樹脂（変性ビスフェノール）、硬化剤（脂肪族ポリアミン）の配合比を変えて性能を比較する試験を行った。試料は、透明性及び混合時の取り扱い性等の理由から、粒径が１０〜２０μｍの蓄光材粉末を用いて、以下の７種類の配合比が異なる透明蓄光性材料を作り、鋳物である金属基材に固着して金属製品（試料Ａ〜試料Ｇ）を作った。
この試料Ａ〜試料Ｇについて、金属との密着性、透明性、輝度の３種類の試験を行った。金属との密着性の試験方法は、ＪＩＳＫ５６００−５−６に準拠して試験し、結果を、所定評価点数（分類）にて記載した。これは、点数が高いほど、剥がれやすいものである。透明性の試験方法は、１０人が目視確認を行い、８人以上が透明と回答した場合は○、５〜７人は△とした。輝度の試験方法は、Ｄ６５光源で２００ルクス×２０分間照射後、６０分経て、輝度の測定を行った。この結果を表１に示す。
この結果、この発明の第一実施形態の金属製品は、透明蓄光性材料の蓄光材粉末が２０％、樹脂が６０％、硬化剤が２０％の時の性能が最も良好であることがわかった。
次に、この発明の第二実施形態の金属製品について、蓄光材粉末と樹脂（アクリル樹脂）の配合比と、下地材（アルキド樹脂）の膜の厚みを変えて性能を比較する試験を行った。試料は、粒径が１〜１０μｍの蓄光材粉末を用いて、３種類の配合比が異なる透明蓄光性材料を作り、メッキ等で表面処理された金属基材に、下地材の膜を３種類の異なる厚みにして各々塗布し、透明蓄光性材料を固着して９種類の異なる金属製品（試料Ｈ〜試料Ｐ）を作った。
この試料Ｈ〜試料Ｐについて、金属との密着性、透明性、輝度の３種類の試験を行った。金属との密着性の試験方法は、ＪＩＳＫ５６００−５−６に準拠して試験し、結果を、所定評価点数（分類）にて記載した。これは、点数が高いほど、剥がれやすいものである。透明性の試験方法は、１０人が目視確認を行い、８人以上が透明と回答した場合は○、５〜７人は△とした。輝度の試験方法は、Ｄ６５光源で２００ルクス×２０分間照射後、６０分経て、輝度の測定を行った。この結果を表２に示す。
この結果、この発明の第二実施形態の金属製品は、透明蓄光性材料の蓄光材粉末が１０％、樹脂が９０％で、下地材の厚みが１５μｍの時の性能が最も良好であることがわかった。
１０，１６ 金属製品
１２，１８ 金属基材
１２ａ，１８ａ 表面
１４，２０ 透明蓄光性材料
１６ 金属製品
２２ 下地材
１２，１８ 金属基材
１２ａ，１８ａ 表面
１４，２０ 透明蓄光性材料
１６ 金属製品
２２ 下地材
Claims (9)
- 蓄光材を細かくした蓄光材粉末と、フェノール類の樹脂と、硬化剤が混合されて設けられ、任意の金属基材の表面に塗布されて、明るい時は透明で前記金属基材の表面が透視され暗い時は発光することを特徴とする透明蓄光性材料。
- 前記蓄光材粉末の平均粒径は、１０〜２０μｍであり、前記樹脂は、変性ビスフェノールであり、前記硬化剤は、脂肪族ポリアミンである請求項１記載の透明蓄光性材料。
- 前記透明蓄光性材料の、前記蓄光材粉末と前記樹脂、前記硬化剤の質量比は、前記蓄光材粉末が１５〜２５％、前記樹脂が５０〜７０％、前記硬化剤が１５〜２５％である請求項１記載の透明蓄光性材料。
- 蓄光材を細かくした蓄光材粉末と、熱硬化特性を有する樹脂が混合されて設けられ、任意の金属基材の表面に透明な下地材を介して塗布されて、明るい時は透明で前記金属基材の表面が透視され暗い時は発光することを特徴とする透明蓄光性材料。
- 前記蓄光材粉末の平均粒径は、１〜１０μｍであり、前記下地材は熱硬化特性を有する樹脂であり前記金属基材に塗布する厚みは１０〜２０μｍである請求項４記載の透明蓄光性材料。
- 前記透明蓄光性材料の、前記蓄光材粉末と前記樹脂の質量比は、前記蓄光材粉末が５〜１５％、前記樹脂が８５〜９５％である請求項４記載の透明蓄光性材料。
- 請求項１乃至６のいずれか記載の透明蓄光材料が金属基材の表面に塗布され、明るい時は透明で前記金属基材の表面が透視され、暗い時は前記透明蓄光性材料が発光することを特徴とする金属製品。
- 前記金属製品は、鋳物であり、前記透明蓄光性材料は、蓄光材を細かくした蓄光材粉末と、フェノール類の樹脂と、硬化剤が混合されて設けられている請求項７記載の金属製品。
- 前記金属製品は、表面が鏡面に仕上げられたものであり、前記透明蓄光性材料は、蓄光材を細かくした蓄光材粉末と、熱硬化特性を有する樹脂が混合されて設けられ、前記透明蓄光性材料と前記金属基材の前記表面の間には下地材が設けられている請求項７記載の金属製品。
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