JP3122268U

JP3122268U - 蛍光物質担持体

Info

Publication number: JP3122268U
Application number: JP2006002183U
Authority: JP
Inventors: 陽弘加藤
Original assignee: Okaya Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Okaya Electric Industry Co Ltd
Priority date: 2006-03-27
Filing date: 2006-03-27
Publication date: 2006-06-08
Anticipated expiration: 2016-03-27

Abstract

【課題】基体に担持させる蛍光物質の量を増大させることができると共に、色ムラの発生を抑制できる蛍光物質担持体を実現する。
【解決手段】多数の繊維12が立体的に絡み合って形成された不織布で基体14を形成すると共に、上記不織布を構成する繊維12の表面に、発光色の異なる複数の蛍光体16R,16G,16Bを内包した多数の透光性無機材18を被着・担持して成る蛍光物質担持体10。上記蛍光体以外に、蛍光ガラスや蛍光樹脂を用いることもできる。
【選択図】図３

Description

この考案は、発光色の異なる複数の蛍光物質を基体に担持させて成る蛍光物質担持体に係り、特に、基体に担持させる蛍光物質の量を増大させることができると共に、色ムラが生じることを抑制できる蛍光物質担持体に関する。

蛍光体や蛍光ガラス等の蛍光物質は、紫外線等の光の照射を受けると、この光を所定色の光に波長変換して放射する性質を備えていることから、例えば、図６に示すように、基体70の表面に、例えば赤色発光用の蛍光体72R、緑色発光用の蛍光体72G、青色発光用の蛍光体72Bを混合して層状に被着した蛍光物質担持体74を形成し、この蛍光物質担持体74を、例えば、夜間の道路標識等、各種表示のための用途等に使用することが行われている。
上記蛍光物質担持体74は、赤色発光用の蛍光体72Rから放射される赤色可視光、緑色発光用の蛍光体72Gから放射される緑色可視光、青色発光用の蛍光体72Bから放射される青色可視光が混色して白色光が生成されるようになっている。
基体70表面への蛍光体72R，72G，72Bの被着は、赤色発光用の蛍光体72R、緑色発光用の蛍光体72G、青色発光用の蛍光体72Bを分散させた樹脂液を、基体70表面に塗布した後、乾燥・硬化させることにより行われる。

ところで、上記蛍光体72R，72G，72B74から放射される光の輝度は、蛍光体72R，72G，72Bの量に略比例することから、蛍光物質担持体74の輝度を向上させるためには、基体70に担持させる蛍光体72R，72G，72Bの量をできるだけ多くするのが望ましい。
しかしながら、上記従来の蛍光物質担持体74にあっては、蛍光体72R，72G，72Bが基体70の表面に層状に配置されていることから、基体70表面に担持できる蛍光体72R，72G，72Bの量には限界があった。

また、従来の蛍光物質担持体74は、上記の通り、赤色発光用の蛍光体72R、緑色発光用の蛍光体72G、青色発光用の蛍光体72Bを分散させた樹脂液を塗布することにより、基体70の表面に、赤色発光用の蛍光体72R、緑色発光用の蛍光体72G、青色発光用の蛍光体72Bを層状に被着しているが、蛍光体はその種類によって比重や粒径が異なるため、均一に分布せず、蛍光体の種類別に偏在していた。この場合、赤色発光用の蛍光体72R、緑色発光用の蛍光体72G、青色発光用の蛍光体72Bの発光色を十分に混色させることができず、色ムラを生じていた。

本考案は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、基体に担持させる蛍光物質の量を増大させることができると共に、色ムラの発生を抑制できる蛍光物質担持体の実現にある。

上記の目的を達成するため、本考案に係る蛍光物質担持体にあっては、繊維の集合体で基体を形成すると共に、上記繊維の集合体に、発光色の異なる複数の蛍光物質を内包した多数の透光性無機材を担持させたことを特徴とする。
上記透光性無機材には、例えば、赤色発光用の蛍光物質、緑色発光用の蛍光物質及び青色発光用の蛍光物質が内包される。
また、上記蛍光物質としては、例えば、蛍光体、蛍光ガラス、蛍光樹脂が該当する。

上記繊維の集合体としては、不織布が好ましく、この場合、不織布を構成する繊維に、上記透光性無機材を担持させる。

本考案の蛍光物質担持体にあっては、単位体積当たりの繊維の表面積が大きい繊維の集合体に、発光色の異なる複数の蛍光物質を内包した多数の透光性無機材を担持させたことから、従来の蛍光物質担持体74の如く蛍光体72R，72G，72Bを基体70表面に層状に被着した場合に比べ、基体に担持する蛍光物質の量を増大させることができる。
また、本考案の蛍光物質担持体は、発光色の異なる複数の蛍光物質を内包させた多数の透光性無機材を基体に担持させたことから、同じ種類の蛍光体が同じ箇所に固まって分布することはなく、分散配置させることができる。従って、複数の蛍光物質の発光色を十分に混色させることができ、色ムラの発生を抑制することができる。

多数の繊維が立体的に絡み合って形成された不織布を、上記繊維の集合体として用い、
該不織布を構成する繊維に、発光色の異なる複数の蛍光物質を内包した透光性無機材を担持させた場合には、不織布は単位体積当たりの繊維の表面積が極めて大きいことから、従来の蛍光物質担持体74の如く蛍光体72R，72G，72Bを基体70表面に層状に被着した場合に比べ、基体に担持する蛍光物質の量を飛躍的に増大させることができる。

以下、図面に基づき、本考案に係る蛍光物質担持体の実施形態を説明する。
図１及び図２に示すように、本考案に係る蛍光物質担持体10は、多数の繊維12が絡み合ってシート状に形成された繊維の集合体としての不織布より成る基体14と、図３に示すように、発光色の異なる複数の蛍光体（赤色発光用の蛍光体16R、緑色発光用の蛍光体16G、青色発光用の蛍光体16B）を内包したシリカガラス等より成る透光性無機材18を多数備えている。

上記蛍光体16R,16G,16Bの平均粒径は、約２μｍ〜４μｍ程度であるが、蛍光体16R,16G,16Bの種類によって粒径や比重は異なるものである。
また、蛍光体16R,16G,16Bを内包した透光性無機材18の平均粒径は、１２μｍ〜１５μｍ程度である。

多数の繊維12が絡み合ってシート状に形成された不織布は、繊維12間に多数の空隙20（図４参照）が形成されており、また、多数の繊維12が立体的に絡み合っているため、単位体積当たりの繊維12の表面積が極めて大きいものである。
発光色の異なる複数の蛍光体16R,16G,16Bを内包した上記透光性無機材18は、不織布を構成する繊維12の表面に多数被着・担持されているものである。

上記不織布を構成する繊維12の繊維密度や、不織布の厚さ、目付等を適宜調整することにより、不織布を構成する繊維12の総表面積を任意に増減可能である。
上記繊維12は、ナイロン、ポリエステル、アクリル、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、フッ素樹脂等の樹脂繊維、レーヨン等のセルロース系の化学繊維、ガラス繊維、アルミナ、ボロン等の金属繊維、天然繊維等の短繊維から成り、その直径は１〜２０μｍ、長さは０．５〜２０mm程度である。
尚、長さが５０〜１００mm程度の長繊維から成る繊維12を用いることも勿論可能である。

上記蛍光体16R,16G,16Bは、紫外線や青色系可視光等の光の照射を受けると、この光を所定の発光色を備えた可視光に波長変換するものであり、例えば以下の組成のものを用いることができる。
上記赤色発光用の蛍光体16Rとして、Ｍ_２Ｏ_２Ｓ：Ｅｕ（Ｍは、Ｌａ、Ｇｄ、Ｙの何れか１種）、0.5ＭｇＦ_２・3.5ＭｇＯ・ＧｅＯ_２：Ｍｎ、2ＭｇＯ・2ＬｉＯ_２・Ｓｂ_２Ｏ_３：Ｍｎ、Ｙ（Ｐ，Ｖ）Ｏ₄：Ｅｕ、ＹＶＯ₄：Ｅｕ、（ＳｒＭｇ）₃（ＰＯ₄）：Ｓｎ、Ｙ_２Ｏ_３：Ｅｕ、ＣａＳｉＯ_３：Ｐｂ，Ｍｎ等を用いることができる。
また、緑色発光用の蛍光体16Gとして、ＢａＭｇ_２Ａｌ_１６Ｏ_２７：Ｅｕ，Ｍｎ、Ｚｎ_２ＳｉＯ₄：Ｍｎ、（Ｃｅ，Ｔｂ，Ｍｎ）ＭｇＡｌ_１１Ｏ_１９、ＬａＰＯ₄：Ｃｅ，Ｔｂ、（Ｃｅ，Ｔｂ）ＭｇＡｌ_１１Ｏ_１９、Ｙ_２ＳｉＯ_５：Ｃｅ，Ｔｂ、ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌ、ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｕ，Ａｌ、（Ｚｎ，Ｃｄ）Ｓ：Ｃｕ，Ａｌ、ＳｒＡｌ_２Ｏ_４：Ｅｕ、ＳｒＡｌ_２Ｏ_４：Ｅｕ，Ｄｙ、Ｓｒ_４Ａｌ_１４Ｏ_２５：Ｅｕ，Ｄｙ、Ｙ_３Ａｌ_５Ｏ_１２：Ｔｂ、Ｙ_３（Ａｌ，Ｇａ）_５Ｏ_１２：Ｔｂ、Ｙ_３Ａｌ_５Ｏ_１２：Ｃｅ、Ｙ_３（Ａｌ，Ｇａ）_５Ｏ_１２：Ｃｅ等が用いることができる。
更に、青色発光用の蛍光体16Bとして、(ＳｒＣａＢａ)_５(ＰＯ_４)_３Ｃｌ：Ｅｕ、ＢａＭｇ_２Ａｌ_１６Ｏ_２７：Ｅｕ、（ＳｒＭｇ）_２Ｐ_２Ｏ₇：Ｅｕ、Ｓｒ_２Ｐ_２Ｏ₇：Ｅｕ、Ｓｒ_２Ｐ_２Ｏ_７：Ｓｎ、Ｓｒ_５（ＰＯ₄）_３Ｃｌ：Ｅｕ、ＢａＭｇ_２Ａｌ_１６Ｏ_２７：Ｅｕ、ＣａＷＯ₄、ＣａＷＯ₄：Ｐｂ、ＺｎＳ：Ａｇ，Ｃｌ、ＺｎＳ：Ａｇ，Ａｌ、(Ｓｒ，Ｃａ，Ｍｇ)_１０(ＰＯ_４)_６Ｃｌ_２：Ｅｕ等を用いることができる。
尚、上記蛍光体16R,16G,16Bは、有機、無機の蛍光染料や、有機、無機の蛍光顔料を含むものである。

本考案の上記蛍光物質担持体10にあっては、基体14である不織布の繊維12表面に担持された透光性無機材18が内包する蛍光体16R,16G,16Bに紫外線等の光が照射されると、赤色可視光、緑色可視光、青色可視光が発光され、これら３色の可視光が混色して白色光となって放射されるのである。

而して、上記蛍光物質担持体10にあっては、多数の繊維12が立体的に絡み合って形成され、単位体積当たりの繊維12の表面積が極めて大きい不織布を構成する繊維12の表面に、蛍光体16R,16G,16Bを内包した透光性無機材18を多数担持せしめたことから、従来の蛍光物質担持体74の如く蛍光体72R，72G，72Bを基体70表面に層状に被着した場合に比べ、基体14に担持する蛍光体16R,16G,16Bの量を飛躍的に増大させることができる。
また、本考案の蛍光物質担持体10は、発光色の異なる複数の蛍光体16R,16G,16Bを内包させた多数の透光性無機材18を基体14に担持させたことから、同じ種類の蛍光体が同じ箇所に固まって分布することはなく、分散配置させることができる。従って、３種類の上記蛍光体16R,16G,16Bの発光色を十分に混色させることができ、色ムラの発生を抑制することができる。

以下において、基体14を構成する不織布の繊維12表面に、蛍光体16R,16G,16Bを内包した多数の透光性無機材18を被着・担持させる方法について説明する。
先ず、ポリプロピレン等の高融点材料より成る繊維12を、ポリエチレン等の低融点材料より成る繊維22で被覆した所定長さの複合繊維24（図５参照）を多数準備し、カード法やエアレイ法等を用いて、これら多数の複合繊維24より成るシート状の集積体（ウェブ）を形成する。
次に、複合繊維24を構成する低融点材料より成る繊維22の融点より高く、且つ、高融点材料より成る繊維12の融点より低い温度で、複合繊維24より成る上記シート状の集積体を加熱して低融点材料より成る繊維22のみを溶融させると共に、多数の透光性無機材18を上記集積体に吹き付ける。
この結果、高融点材料より成る繊維12の交差部分が、溶融した低融点材料より成る繊維22を介して接着することにより、不織布より成る上記基体14が形成されると共に、多数の透光性無機材18が、溶融した低融点材料より成る繊維22を介して、不織布を構成する繊維12の表面に接着・担持される。
上記製造方法にあっては、高融点材料より成る繊維12を低融点材料より成る繊維22で被覆した複合繊維24を用い、低融点材料より成る繊維22のみを溶融させて接着剤として機能させることにより、不織布の形成と、蛍光体16R,16G,16Bを内包した透光性無機材18の担持とを略同時に行うことができるので、極めて製造容易である。

尚、上記製造方法以外にも、例えば、透光性無機材18の分散液中に不織布より成る基体14を浸漬した後乾燥させることにより、不織布を構成する繊維12の表面に透光性無機材18を被着・担持させることもできる。
また、不織布を加熱して、該不織布を構成する繊維12の表面を溶融させた状態で、透光性無機材18を吹き付けることにより、不織布を構成する繊維12の表面に透光性無機材18を被着・担持させることもできる。

次に、発光色の異なる複数の蛍光体16R,16G,16Bを内包した上記透光性無機材18をゾルゲル法を用いて製造する方法について説明する。
先ず、ＳｉＯ_２、ＺｎＯ、Ｙ_２Ｏ_３等の金属アルコキシド、金属アセチルアセトネート、金属カルボキシレート等の金属有機化合物と、該金属有機化合物の加水分解のための水と、メタノール、DMF（ヂメチルフォルムアミド）等の溶媒と、アンモニア等、上記金属有機化合物の加水分解・重合反応の調整剤とを調合し、均質で透明な溶液状態のガラス材料を作製する。
また、上記赤色発光用の蛍光体16R、緑色発光用の蛍光体16G、青色発光用の蛍光体16Bを所定量用意し、これらを十分に混合させておく。

次に、上記ガラス材料溶液に、十分に混合された上記３種類の蛍光体16R,16G,16Bを加えて、混練することにより高粘度のペーストを形成する。この結果、上記３種類の蛍光体16R,16G,16Bは、無機（ガラス）材料で構成されたペースト中に分散されることとなる。
次に、上記ペーストを約２００℃で、約１時間加熱すると、上記溶媒が蒸発する。また、金属有機化合物の加水分解・重合反応も一部進行して、ガラス材料より成る固形体が形成される。勿論、形成された固形体内には、上記３種類の蛍光体16R,16G,16Bが分散されている。
尚、約２００℃程度の温度での加熱では、金属有機化合物の重合反応が不十分なため、完全にはガラス化していない。

次に、ボールミルを用いて上記固形体を粉砕して、所定粒径を有する粒体とする。この場合、蛍光体16R,16G,16Bに比べて、ガラス材料で構成された固形体の方が柔らかい（硬度が小さい）ため、固形体の部分で粉砕が生じることとなる。その結果、蛍光体16R,16G,16Bを内包したガラス材料より成る粒体を多数形成することができる。

次に、上記粒体を、還元雰囲気中において、約８００℃〜１０００℃で、約２時間、加熱・焼成する。その結果、粒体を構成しているガラス材料の重合が完全に進行してガラス化し、その結果、蛍光体16R,16G,16Bを内包した上記透光性無機材18が構成される。

図３においては、１個の透光性無機材18中に、赤色発光用の蛍光体16R、緑色発光用の蛍光体16G、青色発光用の蛍光体16Bを内包した場合を例示したが、これに限定されるものではなく、例えば、赤色発光用の蛍光体16Rを１個と緑色発光用の蛍光体16Gを２個内包した透光性無機材18、緑色発光用の蛍光体16Gを１個と青色発光用の蛍光体16Bを２個内包した透光性無機材18等、発光色の異なる複数の蛍光体を内包した多種多様な透光性無機材18を使用可能である。
さらに、上記においては、蛍光体として、赤色発光用の蛍光体16R、緑色発光用の蛍光体16G、青色発光用の蛍光体16Bの３種類を用いる場合を例に挙げて説明したが、使用する蛍光体の数や発光色はこれに限定されるものではなく、任意に変更可能である。

上記においては、不織布を構成する繊維12の「表面」に透光性無機材18を担持せしめた場合を例に挙げて説明したが、本考案はこれに限定されるものではなく、例えば、透明樹脂等より成る透光性の繊維12に透光性無機材18を練り混むことにより、不織布を構成する繊維12に透光性無機材18を担持させても良い。
この場合、例えば、未硬化状態の透明樹脂中に、多数の透光性無機材18を混合した後、透明樹脂を延伸、硬化させ、その後、所定の長さに切断することにより、透光性無機材18が練り混まれた多数の繊維を形成し、斯かる透光性無機材18が練り混まれた多数の繊維を用いて不織布を形成すれば良い。

尚、繊維の集合体としては、上記不織布の他に、多数の繊維を織り込んで形成した織布を用い、該織布を構成する繊維に透光性無機材18を担持させても良い。この織布も、不織布には及ばないものの、単位体積当たりの繊維の表面積が大きいものである。

蛍光物質としては、上記した蛍光体16R,16G,16Bだけでなく、蛍光ガラスや蛍光樹脂等、紫外線等の光の照射を受けた場合に、この光を所定波長の可視光に波長変換する全ての物質を含むものである。
蛍光ガラスは、ガラス材料に蛍光材料を添加して形成される透明体であり、また、蛍光樹脂は、エポキシ樹脂等の樹脂材料に蛍光材料を添加して形成される透明体である。これら蛍光ガラスや蛍光樹脂を粒子状と成し、透光性無機材18に内包させた後、基体14である不織布を構成する繊維12の表面に被着・担持させることにより、上記蛍光物質担持体10を形成することができる。

本考案に係る蛍光物質担持体を模式的に示す斜視図である。本考案に係る蛍光物質担持体を模式的に示す部分拡大図である。蛍光体を内包した透光性無機材を模式的に示す拡大断面図である。本考案に係る蛍光物質担持体を構成する繊維を模式的に示す拡大図である。複合繊維を示す概略断面図である。従来の蛍光物質担持体を模式的に示す断面図である。

符号の説明

10 蛍光物質担持体
12 繊維
14 基体
16R 赤色発光用の蛍光体
16G緑色発光用の蛍光体
16B青色発光用の蛍光体
18 透光性無機材
24 複合繊維

Claims

繊維の集合体で基体を形成すると共に、上記繊維の集合体に、発光色の異なる複数の蛍光物質を内包した多数の透光性無機材を担持させたことを特徴とする蛍光物質担持体。
上記透光性無機材に内包された蛍光物質が、赤色発光用の蛍光物質、緑色発光用の蛍光物質及び青色発光用の蛍光物質であることを特徴とする請求項１に記載の蛍光物質担持体。
上記蛍光物質が、蛍光体、蛍光ガラス、蛍光樹脂の何れかであることを特徴とする請求項１又は２に記載の蛍光物質担持体。
上記繊維の集合体が不織布であり、該不織布を構成する繊維に、上記透光性無機材を担持させたことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の蛍光物質担持体。