JP3260995B2 - 蓄光性合成樹脂材料及びその製造方法並びに成形品 - Google Patents
蓄光性合成樹脂材料及びその製造方法並びに成形品Info
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Description
暗所で発光することのできる蓄光性合成樹脂材料、その
製造方法、及び該蓄光性合成樹脂材料から成形された蓄
光性合成樹脂成形品に関する。
としてはZnS:Cu、(Ca、Sr)S:Biなどが
知られており、一般には硫化亜鉛が広く使用されてい
る。このような蓄光顔料は、太陽光や蛍光灯などの光を
吸収して励起(蓄光)し、暗所で発光する性質を持って
いる。そして、蓄光顔料は、光の吸収−蓄光−発光を何
度でも繰り返すことができるため、暗所にて認識を必要
とする非常口などの防災、安全のための標識や標示、自
動車室内や建物内の各種案内標示、時計の文字板、タイ
ピン、ペンダント等のアクセサリー類など、広範な用途
に広く利用されている。
その利用の簡便さから、通常、蓄光シートや塗料の形態
で用いられている。一方、蓄光顔料を樹脂中に配合する
例としては、実開昭61−179911号公報に、スラ
イドファスナーの噛合務歯を、蓄光顔料である硫化亜鉛
を25〜30重量%含有する合成樹脂により形成するこ
とが提案されている。
合成樹脂中に蓄光顔料を配合した場合、蓄光顔料を均一
に分散させることが困難であり、発光色にムラを生ずる
という難点がある。また、蓄光顔料として従来一般に使
用されている硫化亜鉛の発光は輝度が低いため、放射性
物質を加えて、その放射線によって十分に励起させた
り、あるいは前記実開昭61−179911号に記載の
ように上記蓄光顔料を合成樹脂中に多量に添加すること
が必要とされる。しかしながら、放射性物質は厳しい安
全管理基準の下で取り扱わねばならず、しかも廃棄物の
処理にも多額の費用がかかるという問題を有している。
さらに、蓄光顔料を合成樹脂中に多量に配合した場合、
樹脂製品としての十分な強度が得られ難いという問題が
ある。
所において高輝度でかつ長時間にわたって発光でき、し
かも発光色のムラもない優れた蓄光特性を有すると共
に、樹脂性質が低下することなく樹脂成形品の繰り返し
使用にも耐え得る充分な強度を有する蓄光性合成樹脂材
料及び該蓄光性合成樹脂材料から成形された蓄光性合成
樹脂成形品を提供することにある。さらに本発明の目的
は、上記のような優れた蓄光特性を有する蓄光性合成樹
脂材料を効率的に製造できる方法を提供することにあ
る。
に、本発明によれば、合成樹脂中に蓄光顔料SrAl2
O4を5〜20重量%分散させてなる蓄光性合成樹脂材
料が提供される。この蓄光性合成樹脂材料は、合成樹脂
中に蓄光顔料を均一に分散させるために、製造段階で活
性剤もしくは分散剤として、流動パラフィンを70重量
%以上含有している表面活性剤を0.05〜0.5重量
%添加する。また蓄光顔料SrAl2O4は平均粒径5〜
75μm、好ましくは5〜25μmのものが望ましい。
顔料SrAl2O4と、流動パラフィンを70重量%以上
含有している表面活性剤を混合し、合成樹脂の融点より
10〜20℃高い温度で混練することを特徴とする蓄光
性合成樹脂材料の製造方法も提供される。好適な態様に
おいては、合成樹脂の融点より10〜20℃高い温度
で、かつ押出圧50〜130kg/cm2で押し出し、
押し出されたストランドを切断してペレットを製造す
る。得られたペレットを用いて射出成形、押出成形等に
より所望の形状に成形することにより、優れた蓄光特性
を有する合成樹脂成形品が得られる。あるいはまた、混
練された蓄光性合成樹脂材料を用いてそのままプレス成
形等に付することもできる。
は、蓄光顔料としてSrAl2 O4 を含有していること
を主たる特徴の一つとしている。蓄光顔料SrAl2 O
4 は、人間の視感度のスペクトルに近似した発光スペク
トルを示し(ピーク波長520nm)、また短波長領域
の紫外線に対しても励起効率の高いブロードな励起スペ
クトル(ピーク波長約365nm)を示し、光の吸収、
蓄光(励起)後、暗所で発光するときの輝度が従来広く
使用されている硫化亜鉛に比べて約5〜10倍以上と極
めて高く、かつ残光時間も長く、長時間発光するという
優れた性能を有する。さらに、従来の硫化亜鉛系蓄光顔
料は紫外線等により分解して次第にその特性が劣化する
のに対し、SrAl2 O4 は極めて安定であり、直接太
陽光に曝されるような屋外での長期間の使用にも十分耐
えることができる。
l2 O4 を合成樹脂中に配合する場合、その特性を十分
に発揮させると共に樹脂自体の物理的性質も低下させな
いような配慮が必要となる。本発明の蓄光性合成樹脂材
料においては、蓄光顔料SrAl2 O4 の含有量は5〜
20重量%に規定される。SrAl2 O4 の含有量が5
重量%未満の場合、蓄光顔料の量が少な過ぎるために十
分な発光輝度が得られず、暗所において視覚により認識
し難くなる。一方、20重量%を超えると、発光輝度は
十分に得られるが、蓄光顔料が多過ぎるために合成樹脂
中の分散性が悪く、また混練、押出がし難くなり、その
結果、加工熱が高くなって合成樹脂の熱分解が生じ、黒
色に変色し易くなり、強度的にも脆くなる。
料SrAl2 O4 の粒子の大きさは蓄光性合成樹脂材料
の発光輝度及び成形性に影響を及ぼすことが見い出され
た。SrAl2 O4 の粒径が小さ過ぎると発光輝度は低
下する傾向がある。従って、十分な発光輝度を確保する
ためには、SrAl2 O4 の平均粒径は1μm以上、好
ましくは5μm以上であることが望ましい。一方、成形
性の観点からは、SrAl2 O4 の平均粒径は75μm
以下とする必要があるが、蓄光性合成樹脂材料が射出成
形用の場合には15〜25μm、押出成形用の場合には
10〜20μmの範囲が好ましい。またモノフィラメン
ト押出成形用の場合には1〜10μm、好ましくは5〜
8μmの平均粒径が望ましい。一般に、SrAl2 O4
は、SrCO3 、Al2 O3 及びフラックスの所定量に
Eu等の賦活剤を添加、混合し、約1200℃以上の高
温下、還元雰囲気中で数時間焼成し、微粉砕することに
よって得られ、種々の粒度分布を有するので、分級して
目的とする成形に応じた平均粒径に調整したSrAl2
O4 微粉末を用いればよい。
脂材料の製造段階において、合成樹脂に蓄光顔料SrA
l2 O4 と共に活性剤もしくは分散剤を添加する。これ
によって、合成樹脂に対する蓄光顔料の親和性を良く
し、蓄光顔料の分散性が良くなると共に、適度な柔軟性
を合成樹脂に持たせ、強度的にバランスの良いものとな
る。この場合、活性剤の添加量は蓄光顔料を合成樹脂中
に均一に分散させるに足りる最小量が好ましく、0.0
5〜0.5重量%に規定される。活性剤の添加量が0.
05重量%未満の場合、合成樹脂と蓄光顔料が十分に親
和せず、顔料が凝集し易く合成樹脂中に均一に分散しな
くなり、発光時の色むらの原因となる。一方、0.5重
量%を超えると、合成樹脂は不純物が多いと熱分解し易
く、また活性剤は合成樹脂に対して不純物であるため、
後述する高温での混練時に熱分解が生じ、それによって
黒っぽい変色を生じ易くなる。また、活性剤の添加量が
多いと合成樹脂が軟化し易く、強度が低下するという問
題も派生する。
体とする表面活性剤、特に流動パラフィンを70重量%
以上含有する表面活性剤が好ましく、例えば、大日本イ
ンキ化学(株)製ディスパゾールSP−0472(流動
パラフィン80%、非イオン系表面活性剤10%、脂肪
酸10%)や花王石鹸(株)製PL−210(主成分:
流動パラフィン、非イオン系高分子活性剤)などが挙げ
られる。また、流動パラフィンのみを使用することもで
きる。
体の強度劣化や変色等を生ずることなく、蓄光顔料Sr
Al2 O4 を合成樹脂中に均一に分散させるためには、
混練時の温度も重要な因子であることが見い出された。
一般に合成樹脂材料は、添加剤を加えたものを押出機で
加熱混練し、押し出したストランドを適当な長さに切断
してペレットに形成される。この際の混練・押出時の温
度は、本発明の蓄光性合成樹脂材料の製造においては、
合成樹脂の融点より10〜20℃高い温度に規定され
る。混練・押出時の温度が合成樹脂の融点+10℃未満
の場合には、合成樹脂が十分に軟化せず、混練、押出し
難くなり、一方、融点+20℃を超えると、温度が高す
ぎて樹脂や活性剤の熱分解が生じ易くなり、変色の原因
となり、また強度の低下につながる。また、この際の押
出圧は50〜130kg/cm2 が好ましい。押出圧が
50kg/cm2 未満の場合、押出速度が遅く、生産性
が悪くなり、また熱を受ける時間が長くなるため、樹脂
や活性剤の熱分解の原因となる。一方、130kg/c
m2 を超える場合、スクリューによる混練及びダイを通
しての押出の際に樹脂の加工熱が大きく生じ、上記規定
温度以上の高温になり、樹脂や活性剤の熱分解が生じ、
変色、強度低下を生じ易くなる。
性合成樹脂材料、特にそのペレットは、射出成形、押出
成形、トランスファー成形、圧縮成形等種々の成形方法
により所望の形状の蓄光性合成樹脂成形品に成形するこ
とができる。例えば、スライドファスナーにおけるスラ
イダー、クランパー、引手、上下止め具、エレメント
(務歯)、ファスナーテープなどのファスニング部品
や、ボタン、バックル、ベルト、ペンダント、アクセサ
リー(ネクタイピン、ハットピン、腕輪、イヤリング、
時計用鎖等)などの装身具、時計用文字板など、夜間あ
るいは暗所において視認性を向上した商品あるいはファ
ッション性を向上した商品などを製造できる。
終製品の用途に応じて種々の樹脂材料を選定でき、例え
ばアクリル樹脂、ABS樹脂、アセタール樹脂(ホモポ
リマー、コポリマー)、ポリエチレンテレフタレート
(PET)、ナイロン6、ナイロン66などのポリアミ
ド、塩化ビニル樹脂、ポリカーボネート、ポリフェニレ
ンオキサイド、ポリブチレンテレフタレート、ポリイミ
ド、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレンなど
を挙げることができる。前記した混練・押出時の温度は
使用する樹脂によって異なり、例えばアクリル樹脂の場
合約220℃、ABS樹脂の場合約250℃、アセター
ル樹脂(POM)の場合約192〜205℃、PETの
場合約290℃、ナイロン6の場合約270℃、ナイロ
ン66の場合約290℃、塩化ビニル樹脂の場合約18
0℃程度が好ましい。なお、蓄光性合成樹脂成形品の成
形条件は使用する樹脂に応じて適宜設定できるが、例え
ば射出成形の場合には一般に射出圧600〜1500k
g/cm2 、好ましくは800〜1200kg/cm2
の範囲が適当である。
いて形成したスライドファスナーの平面図を示してい
る。この蓄光性スライドファスナー1は、左右一対のフ
ァスナーテープ2a、2bの対向する縁部に合成樹脂製
の務歯3が所定間隔で取り付けられ、上部に上止め4
a、4bが、下端部には一方のファスナーテープ2aに
蝶棒5が、他方のファスナーテープ2bに箱棒6及び該
箱棒6を覆う箱7が固定されたものであり、上記務歯3
上をスライダー8を摺動させることにより務歯同士の噛
合・開離を行うことができる。このスライドファスナー
1においては、スライダー8、引手9、テープ2a、2
b、務歯3、上止め4a、4b、蝶棒5、箱棒6、箱7
の全ての部品が本発明の蓄光性合成樹脂材料から射出成
形等により成形されている。従って、アノラックや屋外
で使用されるテント等、種々の用途のファスナーとして
用いた場合にファッション性が向上すると共に、夜間あ
るいは暗所における視認性が向上する。
いて作成したモノフィラメントをコイル状エレメント1
1として用いたコイルファスナー10の構造を示してい
る。左右一対のファスナーテープ12a、12bの対向
する縁部に縫着されたコイル状エレメント11の蓄光特
性を十分に発揮させるために、縫糸(下糸14及び上糸
15)として透明なモノフィラメント、マルチフィラメ
ント(例えばナイロン糸)を用いることが好ましい。符
号13は芯紐を示している。
具体的に説明するが、本発明が下記実施例に限定される
ものでないことはもとよりである。
日本インキ化学(株)製ディスパゾールSP−047
2)を添加し、マスターバッチ5kg当り約1〜2分混
合し、次いでこの混合物に蓄光顔料SrAl2 O4 を表
1に示す割合で添加し、マスターバッチ5kg当り約
1.5〜2分混合し、これを押出機のホッパーに投入
し、混練・押出温度約220℃、押出圧50〜80kg
/cm2 の条件で押し出し、押し出されたストランドを
切断して蓄光性ペレットを製造した。得られたペレット
を用いて射出温度約205℃、スクリュー回転数約12
0rpmでスライドファスナーの務歯を射出成形した。
蓄光性合成樹脂材料の組成と特性を表1にまとめて示
す。
モポリマー)に表2に示すような種々の量の活性剤(大
日本インキ化学(株)製ディスパゾールSP−047
2)を添加し、マスターバッチ5kg当り約1〜2分混
合し、次いでこの混合物に蓄光顔料SrAl2 O4 を表
2に示す割合で添加し、マスターバッチ5kg当り約
1.5〜2分混合し、これを押出機のホッパーに投入
し、混練・押出温度約192〜205℃、押出圧50〜
100kg/cm2 の条件で押し出し、押し出されたス
トランドを切断して蓄光性ペレットを製造した。得られ
たペレットを用いて射出温度約205℃、スクリュー回
転数約80〜150rpmでスライドファスナーの務歯
を射出成形した。蓄光性合成樹脂材料の組成と特性を表
2にまとめて示す。
較のために、従来の硫化亜鉛蓄光顔料を用いて得られた
成形品の残光輝度特性も併せて示す。なお、残光輝度は
照射光源としてD65常用光源を用い、励起条件400
lx、20分で励起させて測定した。図3に示す結果か
ら明らかなように、蓄光顔料としてSrAl2 O4 を用
いた本発明の成形品の場合、硫化亜鉛蓄光顔料を用いた
成形品に比べて極めて高い残光輝度が得られ、また残光
時間もかなり長かった。
すような種々の量の活性剤(大日本インキ化学(株)製
ディスパゾールSP−0472)を添加し、マスターバ
ッチ5kg当り約1〜2分混合し、次いでこの混合物に
蓄光顔料SrAl2 O4 を表3に示す割合で添加し、マ
スターバッチ5kg当り約1.5〜2分混合し、これを
押出機のホッパーに投入し、混練・押出温度約270〜
290℃、押出圧50〜80kg/cm2 の条件で押し
出し、押し出されたストランドを切断して蓄光性ペレッ
トを製造した。得られたペレットを用いて射出温度約2
05℃、スクリュー回転数約80〜150rpmでスラ
イドファスナーの務歯を射出成形した。蓄光性合成樹脂
材料の組成と特性を表3にまとめて示す。
活性剤(大日本インキ化学(株)製ディスパゾールSP
−0472)を添加し、マスターバッチ5kg当り約1
〜2分混合し、次いでこの混合物に蓄光顔料SrAl2
O4 を表4に示す割合で添加し、マスターバッチ5kg
当り約1.5〜2分混合し、これを押出機のホッパーに
投入し、混練・押出温度約290℃、押出圧50〜80
kg/cm2 の条件で押し出し、押し出されたストラン
ドを切断して蓄光性ペレットを製造した。得られたペレ
ットを用いてスライドファスナーの務歯を押出成形し
た。蓄光性合成樹脂材料の組成と特性を表4にまとめて
示す。
材料及びその成形品は、蓄光顔料としてSrAl2 O4
を用い、これを合成樹脂中に均一に分散させたものであ
るため、夜間あるいは暗所において高輝度でかつ長時間
にわたって発光でき、しかも発光色のムラもない優れた
蓄光特性を有すると共に、樹脂性質が低下することなく
樹脂成形品の繰り返し使用にも耐え得る充分な強度を有
する。また、蓄光顔料としてSrAl2 O4 を用いてい
るため、紫外線による劣化が少なく、得られる蓄光性成
形品は屋外で使用できると共に、耐久性も向上する。さ
らに、放射性物質を含まないので、人体への影響がな
く、蓄光面の面積に制限を受けることもないという利点
が得られる。また本発明の方法によれば、合成樹脂中に
上記蓄光顔料と共に所定量の活性剤を添加し、しかもそ
の混合物の混練時の温度等を制御することにより、合成
樹脂中に蓄光顔料SrAl2 O4 を均一に分散させるこ
とができ、上記のような優れた蓄光特性を有する蓄光性
合成樹脂材料を効率的に製造できる。
スライドファスナーの一例を示す平面図である。
イル状エレメントを有するコイルファスナーの部分断面
図である。
品の残光輝度特性を示すグラフである。
プ、3 務歯、4a,4b 上止め、5 蝶棒、6 箱
棒、7 箱、8 スライダー、9 引手、10コイルフ
ァスナー、11 コイル状エレメント
Claims (9)
- 【請求項1】 合成樹脂中に蓄光顔料SrAl2O4を5
〜20重量%、及び流動パラフィンを70重量%以上含
有している表面活性剤を0.05〜0.5重量%分散さ
せてなることを特徴とする蓄光性合成樹脂材料。 - 【請求項2】 前記蓄光顔料SrAl2O4の平均粒径が
5〜75μmであることを特徴とする請求項1に記載の
蓄光性合成樹脂材料。 - 【請求項3】 前記蓄光顔料SrAl2O4の平均粒径が
5〜25μmであることを特徴とする請求項1に記載の
蓄光性合成樹脂材料。 - 【請求項4】 合成樹脂の融点より10〜20℃高い温
度で混練され、ペレット状の形態を有することを特徴と
する請求項1乃至3のいずれか一項に記載の蓄光性合成
樹脂材料。 - 【請求項5】 前記請求項1乃至4のいずれか一項に記
載の蓄光性合成樹脂材料を用いて所望の形状に成形して
なる蓄光性合成樹脂成形品。 - 【請求項6】 合成樹脂に蓄光顔料SrAl2O4と、流
動パラフィンを70重量%以上含有している表面活性剤
を混合し、合成樹脂の融点より10〜20℃高い温度で
混練することを特徴とする蓄光性合成樹脂材料の製造方
法。 - 【請求項7】 合成樹脂の融点より10〜20℃高い温
度で、かつ押出圧50〜130kg/cm2で押し出
し、押し出されたストランドを切断してペレットを製造
することを特徴とする請求項6に記載の方法。 - 【請求項8】 合成樹脂中に平均粒径5〜75μmの蓄
光顔料SrAl2O4を5〜20重量%混合することを特
徴とする請求項6又は7に記載の方法。 - 【請求項9】 合成樹脂中に流動パラフィンを70重量
%以上含有する活性剤を0.05〜0.5重量%混合す
ることを特徴とする請求項6乃至8のいずれか一項に記
載の方法。
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