JP3552740B2 - 紫外線の照射によって蛍光発色する発光シートの製造方法 - Google Patents
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Description
【産業上の利用分野】
本発明は紫外線の照射によって蛍光発色する発光シートの製造方法、更に詳しくは蛍光材料を含む発光層とバック層とによって二重層となっている発光シートを形成し、この発光シートのバック層を所定場所に固定することで、表側の発光層に紫外線を照射することによって容易に面状の蛍光表示装置とすることができる発光シートの製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来から、蛍光材料と適宜バインダーとを混合したものを用いて、絵あるいは文字等を描き、ここに紫外線を照射することによって蛍光発色させて種々の表示を行うことが行われていた。
ところがこのような従来の方法によると、通常、無色透明のアクリル樹脂系のスクリーンインキあるいは無色透明のエポキシ樹脂系のインキ中に蛍光材料の粉末顔料を、重量比2:1の割合で分散させた紫外線照射発光材料を、看板等にスクリーン印刷あるいはスプレー印刷あるいは刷毛塗り等によって塗布した後、60℃で15分程度乾燥させることによって、固定を行っていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ただこのようにすると、スクリーン印刷用の印版が必要となったり、乾燥時間を要したり、さらにはスプレー印刷あるいは刷毛塗りに熟練を要することとなっていた。
そこで、本発明は、あらかじめ紫外線照射発光材料を用いて発光シートを作っておいて、その発光シートを所定形状に裁断して看板等に固定することによって、スクリーン印刷用の印版を不要としたり、現場での乾燥時間を不要としたり、さらには種々の熟練作業をなくして、紫外線照射によって容易に面状の蛍光表示装置を提供できるようにすることを第1の目的とする。
【0004】
またこのように紫外線照射発光材料を用いて発光シートを製造する際に、紫外線発光材料を形成する蛍光材料と樹脂溶液との比重が異なるため、比重が重い蛍光材料が樹脂溶液中に沈殿してしまい、紫外線が蛍光材料に到達しにくく、かつ発光した蛍光が外部に到達しにくいこととなっていた。
そこで、本発明の第2の目的は、蛍光材料が沈殿したとしても、発光シートの表面側に沈殿するようにして、蛍光発色の性能を向上させることにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するために、本発明のうち請求項1記載の発明は、フィルム状のベースシート上に、紫外線を照射することによって発光させるために、蛍光材料と樹脂溶液との混合物である紫外線発光材料を塗布乾燥させて発光層を形成した後、この発光層の上面に樹脂溶液を塗布乾燥させてバック層を形成して、発光層とバック層とを一体化させると共に、その後発光層からベースシートを剥離させるものであって、紫外線発光材料において、樹脂を溶剤と混合した樹脂溶液の比重に対して、蛍光材料の比重を、3.1〜4.4としたことを特徴とする。
【0006】
また、請求項2載の発明は、フィルム状のベースシート上に、紫外線を照射することによって発光させるために、蛍光材料と樹脂溶液との混合物である紫外線発光材料を塗布乾燥させて発光層を形成した後、この発光層の上面に樹脂溶液を塗布乾燥させてバック層を形成して、発光層とバック層とを一体化させると共に、このバック層の上面に粘着層及び剥離紙を設け、その後発光層からベースシートを剥離させるものであって、紫外線発光材料において、樹脂を溶剤と混合した樹脂溶液の比重に対して、蛍光材料の比重を、3.1〜4.4としたことを特徴とする。
【0007】
以下、本発明にかかわる紫外線の照射によって蛍光発色する発光シートの製造方法について図1に示した製造装置を用いて説明する。
【0008】
まず最初に、発光層の表面の平滑性を担保するために、少なくても1方の表面の平滑性に優れたフィルム状のベースシート10を用意する。
このベースシート10としては、工程フィルムと呼ばれるようなシート状のフィルムを用いることができる。具体的には、ポリエステルフィルムの一面に、剥離性を向上させるためにシリコーンコーティングしたフィルムを用いることができる。またこのベースシート10は、以下に説明するように製造時に伸びたりしないような強度を有すればたりるので、実際には30〜60μmの厚さのものを用いることができる。
【0009】
このようなベースシート10を、あらかじめロール状に巻いておく。
なお以上の説明において、ベースシート10を、ポリエステルフィルムの一面にシリコーンコーティングしたフィルムを用いるとして説明したが、この他にも、剥離性及び鏡面性があれば、紙にポリエチレンをラミネートし、更にその表面にシリコンコーティングしたようなシートを用いることもできる。また厚さにしても、ポリエステルフィルムを用いるならば、操作性、強度等の点から、25〜250μm程度のものを使用することができる。
【0010】
一方、蛍光材料と樹脂溶液とを混合物することによって紫外線発光材料を形成する。
ここで使用する蛍光材料としては、蛍光発色時の色別に、
白色発光 根本特殊化学株式会社製 製品名 ALN−B,YS−A,HG−A
燈火色発光 根本特殊化学株式会社製 製品名 YS−A,HG−A
青色発光 根本特殊化学株式会社製 製品名 ALN−B
赤色発光 根本特殊化学株式会社製 製品名 YS−A
緑色発光 根本特殊化学株式会社製 製品名 HG−A
等があげられる。
【0011】
また樹脂としては、例えば溶剤として、メチルエチルケトンあるいはジメチルホルムアミドを加えたポリウレタン樹脂を用いることができる。
更に、樹脂と蛍光材料とは、適量の溶剤を加えた上で、塗工量(乾燥時)が、蛍光材料 10〜40g/m2
ポリウレタン樹脂 10〜50g/m2
となるよう混合し、紫外線発光材料とする。
【0012】
またここで、紫外線発光材料を構成する各材料の比重は、
蛍光材料 3.6〜5.1 ポリウレタン樹脂 約1.3 溶剤 約0.8である。またポリウレタン樹脂と溶剤との混合物である樹脂溶液の比重が1前後となるので、この樹脂溶液に対して蛍光材料の比重が3倍を越えていることとなる。
【0013】
したがって、混練りしている時には樹脂溶液中に蛍光材料が分散しているものの、混練りを停止すると、蛍光材料が樹脂溶液中で沈殿することとなる。なおここで上記した蛍光材料と樹脂溶液との間では、樹脂溶液の比重に対して蛍光材料の比重が3.1〜4.4となっている。そこで比重の異なる他の樹脂あるいは蛍光材料等を用いて実験した結果、樹脂溶液の比重に対して紫外線発光材料を形成するための蛍光材料の比重を、3倍以上のものとすると、粘性等にも影響されるが、沈殿が容易に生じるものである。
【0014】
なお以上の説明において、樹脂としてポリウレタン樹脂を例に説明したが、この他にも、塩化ビニル、アクリル等の耐候性のある樹脂を用いることができる。ただここで使用する樹脂に必要とされる条件は、紫外線を吸収せず、かつ蛍光を通過させることができ、更に適当な機械的強度があれば、他の材料を使用することもできる。また必要に応じて、着色剤や可塑剤等も混合できる。
【0015】
次いで、このベースシート10をシリコーンコーティングした面が上面になるように順次繰り出しながら、コーターヘッド30から、このベースシート10のシリコーンコーティングした面に前記紫外線発光材料を塗布する。
このようにコーターヘッド30で塗布された紫外線発光材料は、徐々に加温させた高温炉35を通過させている途中で、溶剤を飛ばしながらベースシート10に乾燥固定させて、発光層20となるものである。
【0016】
なおここで使用される塗工装置は、特に限定されるものでなく、一般に使用されているものの中から適宜選択して使用することができる。
ただここで、ベースシート10上に塗布された紫外線発光材料は、混練りしている時にはポリウレタン樹脂及び溶剤中に蛍光材料が分散しているものの、混練りを停止すると、蛍光材料がポリウレタン樹脂及び溶剤中で沈殿するものである。またここで、乾燥に要する時間は、蛍光材料と樹脂溶液との比重差、溶液の粘度、乾燥条件等で異なるため、蛍光発色の状態を見ながら決定されるべきである。
【0017】
またここで、ベースシート10上に乾燥固定した発光層20の厚さは約30μm程度である。ただこの厚さも、薄過ぎると発光性能が低下するし、厚くし過ぎると不経済なので、20〜40μm程度とすることが望ましい。
このようにしてベースシート10に紫外線発光材料を塗布固定して発光層20を形成した後、発光層20を固定したベースシート10を巻き取る。
【0018】
一方、樹脂と溶剤とを混合した樹脂溶液を塗布乾燥させたバック層40を形成する。
このバック層40は、例えばあらかじめ溶剤と混合したポリウレタン樹脂を用いることができる。ただこのポリウレタン樹脂を用いた樹脂溶液のみであるとバック層40が透明に形成される。
【0019】
そこで例えばこのバック層40を白色にしたい場合には、前記ポリウレタン樹脂に対して白色無機顔料、例えば酸化チタン、リトボン、ホワイトカーボン、炭酸カルシウム等を溶剤とともに添加して樹脂溶液としたものからバック層40を形成すればたりる。
更に、バック層40を蛍光発色する色と同色に形成することもできる。この場合には、希望する色の耐候顔料を、ポリウレタン樹脂に添加して樹脂溶液としたものからバック層40を形成すればたりる。
【0020】
このようなバック層40を形成するための樹脂溶液を調合した後は、あらかじめ巻き取られたベースシート10に発光層を形成したものを、発光層の面が上面になるように順次繰り出しながら、コーターヘッド30から、このベースシート10の発光層の上に前記樹脂溶液を塗布する。
このようにコーターヘッド30で塗布された樹脂溶液は、徐々に加温させた高温炉35を通過させ体の途中で、溶剤を飛ばしながら発光層20上に乾燥固定させ、バック層40を形成することとなる。
【0021】
またここで、発光層20上に乾燥固定したバック層40の厚さは、約40μm程度である。ただこの厚さも、薄過ぎると強度が低下するし、厚くし過ぎると不経済なので、20〜60μm程度とすることが望ましい。
このようにしてあらかじめ巻き取られたベースシート10に発光層20を固定したものに、更にバック層40を固定したベースシート10を巻き取る。
【0022】
このようにして、ベースシート10の上に発光層20及びバック層40を固定させた後、図2に示すように、発光層20及びバック層40からベースシート10を剥離することによって、紫外線の照射によって蛍光発色する発光シートを製造するものである。
このようにして製造された発光シートを実際に使用する場合には、一体になっている発光層20及びバック層40を所定の形状に切断し、バック層40側の面を所定の看板等に張りつけて使用するものである。
【0023】
なおこのようにして製造すると、あらかじめ紫外線照射発光材料を用いて発光シートを作っておいて、その発光シートを所定形状に裁断して看板等に固定することによって、スクリーン印刷用の印版を不要としたり、現場での乾燥時間を不要としたり、さらには種々の熟練作業をなくして、紫外線照射によって容易に面状の蛍光表示装置を提供できる。
【0024】
また更に、ベースシート10上に塗布された紫外線発光材料は、混練りしている時にはポリウレタン樹脂及び溶剤中に蛍光材料が分散しているものの、混練りを停止するると、蛍光材料がポリウレタン樹脂及び溶剤中で沈殿するものである。したがって、コーターヘッド30で塗布した後、高温炉35を通過させて乾燥固化するまでの間にも、紫外線発光材料中の蛍光材料は徐々に沈殿することとなる。
【0025】
この沈殿の結果、蛍光材料は、紫外線発光材料のベースシート10側に多く存在することとなる。しだがって、完全に乾燥した状態の発光層20では、蛍光材料がベースシート10側に多く存在する状態となっている。
そしてその後、この発光層20の反ベースシート10側にバック層40を形成し、このバック層40を看板等に固定して実際の使用に供するものである。
【0026】
したがって、本発明にかかわる面状に蛍光発色する発光シートでは、使用時の表面側に蛍光材料が多い状態で使用できるので、紫外線発光材料中の蛍光材料の絶対量が少ない状態であっても十分発光するものである。
なお前述したように、あらかじめ巻き取られたベースシート10に紫外線発光材料を塗布固定して発光層20としたものを、発光層20が上面になるように順次繰り出しながら、コーターヘッド30から、このベースシート10の発光層20の上面に、前記樹脂溶液を塗布固定してバック層40とした後に、このバック層40の表面に、更に粘着層50及び剥離紙55を設け、その後発光層20からベースシート10を剥離させて製品とすることもできる。
【0027】
このように形成すると、看板等への固定が、あらかじめ発光層20、バック層40、粘着層50及び剥離紙55を一体の状態で所定形状に切断し、その後、図3に示すように剥離紙55をはがし、粘着層50を看板等に固定することによって容易に行えるものである。
またここで、粘着層50を形成する粘着剤としては、アクリル系、シリコーン系、合成ゴム系、天然ゴム系等の各種粘着剤を使用することができる。
【0028】
なお、本発明にかかわる面状に蛍光発色する発光シートを発光させるためには、波長300〜400nmの紫外線ランプ、例えば松下電器産業株式会社製のBL−B 15Wの紫外線ランプを用いることができる。
なお以上の説明とは異なり、紫外線発光材料のベースシート10への塗布固定を、コーティングあるいは印刷によって行うこともできる。この場合には、厚さとして、4〜10μmとすることができる。
【0029】
【実施例】
以下本発明の実施例を説明する。
(実施例1)
紫外線発光材料
ポリウレタン樹脂 100重量部(固形分)
(三洋化成株式会社:サンプレンIB−582)
蛍光顔料(根本特殊化学株式会社:YS−A) 100重量部(固形分)
溶剤(IPA:トルエン=1:4) 40重量部(固形分)
バック層
ポリウレタン樹脂(三洋化成株式会社:サンプレンIB−582)
まず最初に、ポリウレタン樹脂、蛍光顔料及び溶剤を混練機で混練りし、かつ強制脱泡することによって、紫外線発光材料とするものである。
【0030】
次いで、50μm厚のポリエステルフィルムの片面にシリコーン樹脂をコートしてある工程フィルムをベース層として、そのコート面に紫外線発光材料をアプリケーターで約30μm(乾燥時)となるように塗布し、100℃で10分間乾燥させ、溶剤を飛ばして発光層とする。
更に、上記発光層の上に樹脂溶液をアプリケーターで約40μm(乾燥時)となるように塗布し、100℃で10分間乾燥させてバック層とする。
【0031】
その後、一体となった発光層及びバック層をベース層からはがし、紫外線を照射することによって発光する発光シートを得た。
この発光シートは、バック層が透明であることから、発光層の表面側及び背面側のいずれから紫外線を照射しても発光層が蛍光発色することが確認できた。ただ、この発光において、発光層の表面側から紫外線を照射した場合のほうが、背面から照射した場合よりも良好な蛍光発色が得られた。これは、発光層の表面側に蛍光材料が沈殿していることが原因であると思われる。
(実施例2)
紫外線発光材料
ポリウレタン樹脂 100重量部(固形分)
(三洋化成株式会社:サンプレンIB−582)
蛍光顔料(根本特殊化学株式会社:YS−A) 100重量部(固形分)
溶剤(IPA:トルエン=1:4) 40重量部(固形分)
バック層
ポリウレタン樹脂 100重量部(固形分)
(三洋化成株式会社:サンプレンIB−582)
白色顔料 80重量部(固形分)
(堺化学株式会社:チタンホワイトA−150)
溶剤(IPA:トルエン=1:4) 40重量部(固形分)
まず最初に、ポリウレタン樹脂、蛍光顔料及び溶剤を混練機で混練りし、かつ強制脱泡することによって、紫外線発光材料とするものである。
【0032】
またポリウレタン樹脂、白色顔料及び溶剤を混練機で混練りし、かつ強制脱泡することによって、バック層を形成するための樹脂溶液とするものである。
次いで、50μm厚のポリエステルフィルムの片面にシリコーン樹脂をコートしてある工程フィルムをベース層として、そのコート面に紫外線発光材料をアプリケーターで約30μm(乾燥時)となるように塗布し、100℃で10分間乾燥させ、溶剤を飛ばして発光層とする。
【0033】
更に、上記発光層の上に樹脂溶液をアプリケーターで約40μm(乾燥時)となるように塗布し、100℃で10分間乾燥させてバック層とする。
その後、一体となった発光層及びバック層をベース層からはがし、紫外線を照射することによって発光する発光シートを得た。
この発光シートは、発光層の表面側から紫外線を照射すると、良好に蛍光発色することが確認できた。
(実施例3)
紫外線発光材料
ポリウレタン樹脂 100重量部(固形分)
(三洋化成株式会社:サンプレンIB−582)
蛍光顔料(根本特殊化学株式会社:YS−A) 100重量部(固形分)
溶剤(IPA:トルエン=1:4) 40重量部(固形分)
バック層
ポリウレタン樹脂 100重量部(固形分)
(三洋化成株式会社:サンプレンIB−582)
有色有機顔料 20重量部(固形分)
(大日精化工業株式会社:マイフレックスE−9127レッド)
まず最初に、ポリウレタン樹脂、蛍光顔料及び溶剤を混練機で混練りし、かつ強制脱泡することによって、紫外線発光材料とするものである。
【0034】
またポリウレタン樹脂及び有色有機顔料を混練機で混練りし、かつ強制脱泡することによって、バック層とする樹脂溶液とするものである。
次いで、50μm厚のポリエステルフィルムの片面にシリコーン樹脂をコートしてある工程フィルムをベース層として、そのコート面に紫外線発光材料をアプリケーターで約30μm(乾燥時)となるように塗布し、100℃で10分間乾燥させ、溶剤を飛ばして発光層とする。
【0035】
更に、上記発光層の上にバック層とする樹脂溶液をアプリケーターで約40μm(乾燥時)となるように塗布し、100℃で10分間乾燥させてバック層とする。
その後、一体となった発光層及びバック層をベース層からはがし、紫外線を照射することによって発光する発光シートを得た。
【0036】
この発光シートは、発光層の表面側から紫外線を照射すると、良好に蛍光発色することが確認できた。
(実施例4)
紫外線発光材料
ポリウレタン樹脂 100重量部(固形分)
(三洋化成株式会社:サンプレンIB−582)
蛍光顔料(根本特殊化学株式会社:YS−A) 100重量部(固形分)
溶剤(IPA:トルエン=1:4) 40重量部(固形分)
バック層
ポリウレタン樹脂 100重量部(固形分)
(三洋化成株式会社:サンプレンIB−582)
白色顔料 80重量部(固形分)
(堺化学株式会社:チタンホワイトA−150)
溶剤(IPA:トルエン=1:4) 40重量部(固形分)
粘着層
アクリル系粘着剤 100重量部
(東洋インキ製造株式会社:オリバインBPS−1109)
架橋剤 2重量部
(東洋インキ製造株式会社:オリバインBHS−8515)
まず最初に、ポリウレタン樹脂、蛍光顔料及び溶剤を混練機で混練りし、かつ強制脱泡することによって、紫外線発光材料とするものである。
【0037】
またポリウレタン樹脂、白色顔料及び溶剤を混練機で混練りし、かつ強制脱泡することによって、バック層とする樹脂溶液とするものである。
次いで、50μm厚のポリエステルフィルムの片面にシリコーン樹脂をコートしてある工程フィルムをベース層として、そのコート面に紫外線発光材料をアプリケーターで約30μm(乾燥時)となるように塗布し、100℃で10分間乾燥させ、溶剤を飛ばして発光層とする。
【0038】
更に、上記発光層の上にバック層となる樹脂溶液をアプリケーターで約40μm(乾燥時)となるように塗布し、100℃で10分間乾燥させてバック層とする。
一方、上質紙にポリエチレンラミネートし、シリコーン樹脂を塗工した剥離紙に、アクリル系粘着剤と架橋剤との混合物をアプリケーターで約30μm(乾燥時)となるように塗布し、100℃で3分間乾燥させて、粘着層を有する剥離紙を形成しておく。
【0039】
次いで前記バック層に、粘着層を有する剥離紙の粘着層を張りつける。
その後、一体となった発光層及びバック層をベース層からはがし、紫外線を照射することによって発光する発光シートを得た。
この発光シートを、剥離紙をはがして粘着層を看板等に接着した。その後、発光層の表面側から紫外線を照射すると、良好に蛍光発色することが確認できた。(比較例)
紫外線発光材料
ポリウレタン樹脂 100重量部(固形分)
(三洋化成株式会社:サンプレンIB−582)
蛍光顔料(根本特殊化学株式会社:YS−A) 100重量部(固形分)
溶剤(IPA:トルエン=1:4) 40重量部(固形分)
バック層
ポリウレタン樹脂 100重量部(固形分)
(三洋化成株式会社:サンプレンIB−582)
白色顔料 80重量部(固形分)
(堺化学株式会社:チタンホワイトA−150)
溶剤(IPA:トルエン=1:4) 40重量部(固形分)
まず最初に、ポリウレタン樹脂、蛍光顔料及び溶剤を混練機で混練りし、かつ強制脱泡することによって、紫外線発光材料とするものである。
【0040】
またポリウレタン樹脂、白色顔料及び溶剤を混練機で混練りし、かつ強制脱泡することによって、バック層とする樹脂溶液とするものである。
次いで、50μm厚のポリエステルフィルムの片面にシリコーン樹脂をコートしてある工程フィルムをベース層として、そのコート面にバック層とするための樹脂溶液をアプリケーターで約40μm(乾燥時)となるように塗布し、100℃で10分間乾燥させてバック層を形成する。
【0041】
更に、上記バック層の上に紫外線発光材料をアプリケーターで約30μm(乾燥時)となるように塗布し、100℃で10分間乾燥させて、発光層を形成した。
その後、一体となった発光層及びバック層をベース層からはがし、紫外線を照射することによって発光するフィルムを得た。
【0042】
この発光シートは、発光層の表面側から紫外線を照射すると、蛍光発色するものの、実施例2に比べて蛍光発色の程度が劣ることが確認された。これは、この比較例では、発光層のバック層側に蛍光材料が沈殿していることが原因であると思われる。
【0043】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、あらかじめ紫外線照射発光材料を発光シート状に作っておいて、その発光シートを所定形状に裁断して看板等に固定することによって、スクリーン印刷用の印版を不要としたり、現場での乾燥時間を不要としたり、さらには種々の熟練作業をなくして、紫外線照射によって容易に面状の蛍光表示装置を提供できるようにしたものである。
【0044】
またこのように紫外線照射発光材料をシート状に製造する際に、紫外線発光材料を形成する蛍光材料と樹脂溶液との比重が異なるため、比重が重い蛍光材料が沈殿してしまい、紫外線が蛍光材料に到達しにくく、かつ発光した蛍光が外部に到達しにくいこととなっていた。
そこで、本発明では、蛍光材料が沈殿したとしても、発光層の表面側に沈殿するようにして、蛍光発色の性能を向上させたものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】製造装置を示すための概略図である。
【図2】面状に蛍光発色する発光シートの一例を示す断面図である。
【図3】面状に蛍光発色する発光シートの一例を示す断面図である。
【符号の説明】
10 ベースシート 20 発光層
30 コーターヘッド 35 高温炉
40 バック層 50 粘着層
55 剥離紙
Claims (2)
- フィルム状のベースシート上に、紫外線を照射することによって発光させるために、蛍光材料と樹脂溶液との混合物である紫外線発光材料を塗布乾燥させて発光層を形成した後、この発光層の上面に樹脂溶液を塗布乾燥させてバック層を形成して、発光層とバック層とを一体化させると共に、その後発光層からベースシートを剥離させるものであって、紫外線発光材料において、樹脂を溶剤と混合した樹脂溶液の比重に対して、蛍光材料の比重を、3.1〜4.4としたことを特徴とする紫外線の照射によって蛍光発色する発光シートの製造方法。
- フィルム状のベースシート上に、紫外線を照射することによって発光させるために、蛍光材料と樹脂溶液との混合物である紫外線発光材料を塗布乾燥させて発光層を形成した後、この発光層の上面に樹脂溶液を塗布乾燥させてバック層を形成して、発光層とバック層とを一体化させると共に、このバック層の上面に粘着層及び剥離紙を設け、その後発光層からベースシートを剥離させるものであって、紫外線発光材料において、樹脂を溶剤と混合した樹脂溶液の比重に対して、蛍光材料の比重を、3.1〜4.4としたことを特徴とする紫外線の照射によって蛍光発色する発光シートの製造方法。
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