JPH04180990A - 蓄光材料 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野〕 本発明は、長期発光性を有する蓄光材料に関するもので
あり、太陽光や蛍光灯の光をうけてそのエネルギーを蓄
え、夜間に光の形で長時間にわたって放出する素材に関
する。

〔従来の技術〕

蓄光材料は、無電源にて発光するという機能を利用して
、インテリア分野（特開平１−１１１０７５号公報、特
開平１−２０９４９７号公報）、漁業分野（特開平１−
２００３８８号公報）及び表示・標識分野（特開平１−
２００３８９号公報）等で多くの用途が考えられている
が、これらの分野で使われようとしているものは、鋼・
アルミニウム付活硫化亜鉛がほとんどあって、その蓄光
特性が充分でないためほとんどアイディアにとどまって
いる。

例えば、道路標識や看板などは機能として夜中発光して
いることが要求される。昼に太陽光エネルギーを効率よ
く吸収し蓄え、それを日没から夜明けまでの例えば８時
間という長時間にわたって発光する必要がある。

しかしながら、現在、上述したように使用されている蓄
光材料は、発光減衰が大きく、長時間発光材料として充
分な機能を持つものではなく、はとんど実用化されてい
ない。

長時間にわたって発光する素材があれば、多くの用途の
アイディアが現実のものになるし、また新たな応用も創
出されるものと考えられる。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明の目的は、長時間発光する蓄光材料を提供するこ
とにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、以上の事情にかんがみ鋭意研究して完成した
ものである。

すなわち本発明は、母材、付活剤及び融剤を含む蓄光材
料において、母材として周期律表第■族化合物、融剤と
してアルカリ金属硫化物を用いることを特徴とする長期
発光性蓄光材料である。

太陽光を受けて、蓄光するためには、太陽光エネルギー
に相当する禁制帯バンドギャップ（Ｅｇ）を有すること
が必要であり、適当なバンドギャップを持つように母材
、及び付活剤を混合することが蓄光材料の性能アップの
ポイントとなる。さらに融剤として添加する物質の有無
及び融剤の融点等も重要である。

本発明の蓄光材料は、母材、付活剤及び融剤を含み、母
材として第■族化合物を、融剤としてアルカリ金属硫化
物を用いるものである。母材となる第■族化合物の金属
としては、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ス
トロンチウム、バリウム、亜鉛、カドミウムなどがあり
、化合物としては酸化物、硫化物、及びタングステン酸
、硅酸、リン酸、アルミン酸、ハロリン酸等のオキシ塩
がある。付活剤としては、アルカリ金属、重金属、希土
類金属等がある。融剤としてはアルカリ金属の硫化物が
使用される。岸側として一般的に硫化カルシウムが好ま
しく、特に付活剤としてビスマス、鉛を使用した組み合
せが好ましく、実にＣａ５−Ｂｉ−Ｐｂがよい。融剤と
しては一般的に硫化リチウムが好ましく、特に硫化カル
シウム−硫化リチウムが好ましく、実にＣａ５−Ｂｉ−
Ｐｂ−ＬｉｚＳがよい。直接硫化リチウムの形で加えて
も良いし、焼成中に化学反応にて硫化リチウムが生成し
てもよい。付活剤の添加量は各々０．００００１〜１モ
ル％加えられるが、母材、融剤との組み合せにより異な
り、好ましくは、０．００１〜０．１モル％である。

融剤の添加量は０．０１〜５０モル％好ましくは０．１
〜ｌＯモル％である。原料の形状に特に制限はないがよ
り均一な混合状態とすることが好ましいので混合効率の
点でより細かな粉体が適している。

これらの粉体は水あるいはアルコール中に分散された状
態で機械的に混合された後、焼成処理される。焼成処理
は、高性能の蓄光材料の合成において重要であり、焼成
条件は、その母材と付活剤、融剤の組み合せにより最適
化されるものであるが、蓄光材料の性能に大きな影響が
ある。焼成温度と焼成時間は互いに関係するが、岸側に
硫化カルシウムを用いた系を例にとると温度として９０
０″Ｃがら１５００°Ｃ１時間として０．１時間から１
０時間が好ましい。この後、冷却することにより製品が
得られる。冷却の仕方は、徐冷及び急冷どちらでもよい
が、より好ましくは水中に投入するなどして急冷する。

これにより、焼成時に生じた結晶中の歪が保持される。

得られた物質は粉体であり、その用途により加工される
０例えば、微粉末に加工し、樹脂や塗料中に混合したり
各種シートにはさんで面状物とすることができる。

得られた物質に、最大吸光度の光を一定時間照射した後
、遮光し、発光強度の経時変化を測定したところ、単位
時間当りの減衰率は、市販の銅・アルミニウム付活硫化
亜鉛あるいは公知のビスマス付活硫化カルシウムに比べ
て１／２及び１／３であり、１時間後の発光強度は初期
発光強度の１／１０以上であった。

〔実施例〕

次に本発明の実施例を示すが、本発明はこれらの例によ
ってなんら限定されるものではない。

なお、発光減衰定数Ｋｐは発光経時変化を測定すること
により求めた。

発光経時変化測定は、日立製作所■製Ｆ　−４０００型
分光ケイ光光度計を用いて行った。粉体サンプルを試料
ホルダーにセットした後、吸収ピーク波長（ＥＸ）と燐
光ピーク波長（Ｅ４）を求めた。次に求めた吸収ピーク
波長の光を４分間照射した後、遮光して燐光ピーク波長
での発光強度の経時変化を２秒間間隔で測定していき、
発光強度減衰曲線を得た。減衰曲線は次式で近似され、
これより発光減衰定数Ｋｐを求めた。

ここで、に発光強度、ＪＯ；初期発光強度である。

実施例１ 蓄光材の合成は一般的に、原料粉末の混合、焼成、冷却
そして洗浄・回収の各工程にて行われる。

酸化カルシウム（関東化学■製　　特級）　５．５８９
ｇと硫化リチウム（三律和化学薬品■製　　純度４ｎ　
）　０．３２１ｇを乳鉢に入れた。０．４ｇ／１００ａ
＋Ｉ　エタノールに調整した硝酸ビスマス・５水塩（和
光純薬■製　　特級）エタノール水溶液６１Ｉ１１及び
硝酸鉛水溶液（和光純薬■製　　原子吸光用１１００ｐ
ｐ：ａ度）４、１ｍｌを加えよく混合した。このものを
乳鉢ごと電気乾燥器に移し、８０°Ｃで１５分間乾燥し
た。次に、澱粉（片山化学■製　　特級）　０．６４６
ｇと硫黄（国産化学■製　　特級）　２．８４７ｇを秤
量し、乳鉢に加えよく混合した。混合した粉末を２５＋
ｗ　ｌ蓋付の白金るつぼに移し、そのままマツフル炉に
入れ、１０００度に昇温し、昇温後３０分間温度保持し
焼成した。

焼成後、水を張った金属容器に白金るつぼごと入れ急冷
した。ガラス製フィルターを用いて濾別し、得られた固
体をフィルター上で３ｊ２の水を用いて洗浄した。その
後アセトン（和光純薬味製　　特級）０．５１を加え洗
浄し、スチーム乾燥器に入れ６０°Ｃ２０分間予備乾燥
後、減圧にし１晩乾燥した。これにより５．９ｇの粉体
が得られた。

この粉体は、吸光ピーク波長３１０閣、発光ピーク波長
４４０ｍｍ、発光減衰定数０．５　Ｘ　１０−　”＋＋
ｉｎ−’であった。

実施例２ 酸化カルシウム（関東化学株製　　特級）５．５８９ｇ
と炭酸リチウム（渋川理化学■製　　純度４ｎ）０．５
１５ｇを乳鉢に入れた。０．４ｇ／　１００ｍ　ｌエタ
ノールに調整した硝酸ビスマス・５水塩（和光純薬■製
特級）エタノール水溶液０，６ｍｆ及び硝酸鉛水溶液（
和光純薬■製　　原子吸光用１１０００ｐｐ＋濃度）ｌ
ｓｊ！を加えよく混合した。このものを乳鉢ごと電気乾
燥器に移し、８０°Ｃで１５分間乾燥した。次に澱粉（
片山化学■製　　特級）　０．６４６ｇと硫黄（国産化
学■製　　特級＞　２．８４７ｇを秤量し、乳鉢に加え
よく混合した。混合した粉末を２５ｍ　ｌフタ付の白金
るつぼに移し、そのままマツフル炉に入れ、１０００°
Ｃに昇温し、昇温後３０分間温度保持し焼成した。焼成
後、水を張った金属容器に白金るつぼごと入れ急冷した
。ガラス製フィルターを用いて濾別し、得られた固体を
フィルター上で３１の水を用いて洗浄した。その後、ア
セトン（和光純薬■製　　特級）０．５１を加え洗浄し
、スチーム乾燥器に入れて、６０°Ｃ２０分間予備乾燥
後、減圧にし１晩乾燥した。これにより粉体６．１ｇが
得られた。

この粉体は、吸光ピーク波長３１２ｍｍ、発光ピーク波
長４４３ｍｍ、発光減衰定数０．６Ｘ１０−”５ｉｎ−
’であ・った。

比較のために、市販されているＺｎ５−Ｃｕ−Ａ　１発
光体く日並化学■製　ＬＣ−ＧＩＡ）を比較例１とし、
公知であるＣａ５−Ｂｉ発光体を、実施例１と同様に作
成して比較例２とし、これらの発光経時変化測定を行い
、発光減衰定数を求めた。

実施例１．２の測定結果を比較例の結果と共に第１表に
示した。

〔発明の効果〕

本発明の材料は、これまでにながつった長期発光性の蓄
光材料であり、従来品に比べ２がら３倍の発光寿命をも
つものである。従来、不充分であった標式、釣具、塗料
などへの用途の他に新たな応用も開かれていくと考えら
れる。

特許出願人　　旭化成工業株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．母材、付活剤及び融剤を含む蓄光材料において、母
   材として周期律表第II族化合物融剤としてアルカリ金属
   硫化物を用いることを特徴とする長期発光性蓄光材料。