WO2004036532A1

WO2004036532A1 - 透明媒材中の蓄光材料分散による表現系

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Publication number: WO2004036532A1
Application number: PCT/JP2002/010787
Authority: WO
Inventors: Toshihiro Morii
Original assignee: Grow-All Corporation
Priority date: 2002-10-17
Filing date: 2002-10-17
Publication date: 2004-04-29

Abstract

　蓄光材料と透明媒材との組み合わせによる新しい表現力と、蓄光材料の基本性能である物性本位の高い発光能力を損なうことなくより高い発光エネルギーの期待できる粒径範囲を用いて需要者の要求に供することのできる表現系を提供すること。　透明媒材中に少なくとも粒径２００μｍ以上の蓄光材料を配置し、文字、図形、記号、又は立体的形状等の意匠的意味を表現した透明媒材中の蓄光材料分散による新しい表現系を提供する。

Description

明細書透明媒材中の蓄光材料分散による表現系技術分野

この発明は、透明媒材中の残光特性のある蓄光材料分散による表現系、具体的には蓄光材料を透明媒材中に含んだ複合体に関するものである。背景技術

蓄光材料は蛍光材料の一種であり、その発光原理は、光エネルギーが当たることにより基底状態から励起状態へエネルギーが高まり、励起状態から基底状態へ戻る際にそのエネルギーで発光するものであるが、特に蓄光材料は蛍光体の中でも励起状態から基底状態へ戻るのが長時間のため、暗所で長時間りん光（残光）を発光する性質を持ったものである。

蓄光材料は、これまでの夜光塗料等の材料には見られないさまざまな長所を備えており、例えば、非放射性物質であり極めて安全なものであるなど優位性があり、従来の夜光材料に比較してその応用範囲は広がってきている。

また、蓄光材料は、暗闇での発光時間が長時間であり、この特性を利用して、非常時の誘導灯や、衣類の安全標識等の安全性を向上させるもの、時計用文字盤、計器の表示盤、釣り用ルアー等に利用して機能の向上に利用するものの他、印刷品、ガラスやセラミック製品、繊維製品等に利用して、装飾性の向上を図るもの等、種々のものに利用されてきている。

ところで、蓄光材料を各種物品へ応用する手段としては、蓄光材料を細粒化させたものを塗料溶剤中に分散して該塗料を所定箇所に塗布するか、同じく蓄光材料を細粒化したものを樹脂中に均一に分散させることにより目的を達成させている

その他にも、樹脂、フィルム、板、繊維、塗料、インキ等の種々の用途の材料中に分散されて、蓄光材料としての目的を達成している。

しかしながら、上記した蓄光材料は、登場以来現在に至るまで、他の多くの汎用材料に比較して相対的に高価であった。

そのため、出来るだけその固有の特性（蓄光特性）を損なわず効率よく利用できるように工夫して使用されていた。

例えば、塗料内に蓄光材料を導入する場合は、通常の塗料材料には見られない物性が多々あるため、塗料溶剤内に蓄光材料の細粒を均一に分散することで塗料としての品質をより発揮することが望ましく、溶剤内に蓄光材料を顔料粉の状態で投入し、分散と沈降防止の工夫をしつつ塗料化を行う必要があった。

蓄光材料を樹脂等の透明媒材中に投入する場合についても、材料品質を維持するために入念に蓄光材料の分散をはからねばならず、樹脂中での沈降は分布の材料粒の偏在を許さないというものであった。

また、通常の蓄光材料の加工に際しては、樹脂材料内に蓄光材料を顔料粉の状態で投入されることが大半であり、分散と沈降防止の工夫をしつつ樹脂化を行い、あるいは二次加工素材の状態でさらに粉砕、切断、曲げ加工を行っていた。以上のように、蓄光材料の均一な分散という条件を満たすために、従来はできるだけ細粒化した蓄光材料を使用して上記目的を達成していたが、粉の重量及び粒径が低下するにつれ、蓄光材料としての特性である輝度も低下するという欠点があった。

また、従来は蓄光材料と共に使用される透明媒材として、アクリル、塩化ビニ —ル系の合成樹脂が主として使用されており、ガラス系材料においては、ガラス処理温度である 6 0 0 °C付近で、細粒化された蓄光材料の酸化等による劣化が始まり、 9 0 0 °C付近で蓄光材料のほぼ全体が劣化またはガラス化（透明化）してしまい、蓄光材料の特性を生かせなくなる。

上記理由により、これまで蓄光材料メーカは、蓄光特性劣化の原因になるとして、ガラスを直接蓄光材料の媒材として使用しないよう呼びかけていた事もありガラスを媒材とした製品はなかった。また、試みた事例では蓄光材料の著しい投入量であるため、製品としては実現されていなかつた。

更に、蓄光材料自体は発光材料であるが、塗装や樹脂中に分散して存在するため、塗装がされた製品、或いは材料製品自体が発光標示物となり、もとより塗装を行うことにより表現系を得るという目的を所望されていたもの、或いは材料製品自体を別途加工を行い発光標示物として利用に供されていた。

当然、蓄光材料自体に意匠性は求められたことは無く、意匠性を期待されていた材料の原料として機能させられていたにとどまっていた。

即ち、従来は、蓄光材料の特性を維持するため、これら蓄光材料が塗装や樹脂中に微細化された粉末が均一に分散がされていたのであり、しかも透明野や透明空間部分が発生した場合、これらは分散性の不徹底として加工上の瑕疵とされていた。

上記の事情より、蓄光材料と媒材との組み合わせに意匠性は生じていなかったのみならず、そもそも透明媒材そのものの透明野、透明性専有部分を改めて蓄光材料との組み合わせにより表現系を託する表現野と機能付けの考えはこれまで存在しなかった。

また、蓄光材料の輝度においても、個別の粉粒材自体には樹脂、メジュ一ム（媒体）に投じられた原料粉末の物量全体で期待する発光輝度を実現していたが、これは常々需要者より蓄光材料の基本性能の能力に不足を感じさせた。

更に、これまでアルミ酸化物蓄光材料の登場で、用途拡大を産業界全体で企図きれてきたが、新規原料でありながら、 8時間後に発光輝度が 5 m c d (ミリ力ンデラ） /m²以上を目標とするなど実現性が極めて困難な期待が寄せられてきた。

この目標についても従来の塗料、樹脂化の手法を粉体原料として実現することは困難であり、また、仮に実現しても制御可能性が低く、確度の高い再現は期待し難いものであった。発明の開示

この発明は、上記のような課題を解決し、蓄光材料と透明媒材との組み合わせによる新しい表現力と、蓄光材料の基本性能である物性本位の高い発光能力を損なうことなくより高い発光エネルギーの期待できる粒径範囲を用いて需要者の要求に供することのできる表現系を提供することを課題とする。

以上の課題を解決するため、請求項 1の発明は、透明媒材中に少なくとも粒径 2 0 O ^ m以上の蓄光材料を配置した透明媒材中の蓄光材料分散による表現系である。

また、請求項 2の発明は、蓄光材料の配置が、文字、図形、記号、又は立体的形状等の意匠的意味を表現した請求項 1記載の透明媒材中の蓄光材料分散による表現系である。

上記透明媒材としては、ガラスの他、アクリル、ポリエステル、シリコン、ポリカーボネートエポキシ、メラミン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、等々の各種合成樹脂等を始めとする高い透明度のある媒材が一般的であるもちろん、透明媒材としては、上記材料以外にも請求項の範囲の表現系が実現できるものであればよく、表現系を実現するに際して、透明媒材が樹脂材料として硬ィ匕したものにとどまらず、ゲル状態、流動状態であったとしても表現系が維持されておればよく、例えば、水糊や液体状樹脂等の流動性を有する透明媒材をも含むものである。図面の簡単な説明

第 1図は、この発明の表現系を用いたガラス玉を示すもので、（A) は斜視図、 ( B ) は正面断面図である。

第 2図は、この発明の表現系を用いた他のガラス玉を示す斜視図である。第 3図は、この発明の表現系を用いた曲玉の斜視図である。

第 4図は、この発明の表現系を用いたネジ巻貝を示す斜視図である。

第 5図は、この発明の表現系を用いたヒトデを示す平面図である。

第 6図は、この発明の表現系を用いたテトラポットを示す斜視図である。第 7図は、この発明の表現系を用いたィルカを示す斜視図である。発明の詳細な説明

この発明における蓄光材料としては、一般に蓄光材料と呼ばれるもの全てを含み、アルミニウムを基調にしたものを始めとして硫化物を基調としたものを含み、更に、近年、極めて高い発光輝度を示すアルミ酸化物系、水酸化物系、塩化物系蓄光材料も含み、特に可視光域に発光波長のピークを有している長時間残光性の蓄光材料で近年急速に普及している酸化アルミナストロンチウムを主成分とする残光性蛍光体が専ら利用される。

しかしながら、この発明においてはいずれの原料蓄光材料であれ所望の発光輝度、残光性能を有し、この発明の表現系に必要な材料要件、意匠表現に求められる設計にもつづく粒度が実現できておればよく、その後続々と登場する塩化物系材料等を始めとする種々の蓄光材料を拒むものではなく、また、生成の組成、加ェの手法に拘束されるものでもない。

また、蓄光材料の放つ可視光域の波長帯の分布により、現在視認された発光印象が、それそれグリーン、ブル一、ブル一グリーン、バイオレット、オレンジ、レッドなどの発光色をなす材料がそれぞれ開発されてきている。しかしこの発明では蓄光材料の発光色も特に限定されず、表現系としての意匠性や設計の求めによる表現要件を満たしている蓄光発光色であれば、それらすベての発光色材料中の任意の一部材料、および複数、もしくは現在より将来にわたって実現される発光色のすべてを任意で利用することが可能である。

蓄光材料は、事前にインキ化、塗料化、フィルム化等の加工ゃ改質処理などをほどこさぬものを用いることも可能であって蓄光材焼結後、合成後により表現設計に適応させるためになされた処理や手当については否定しない。

しかし、この発明が従来のインキ化、塗料化、フィルム化された蓄光材料複合体を挿入したものと較べて著しく高い性能を期待できる理由は、よく吟味され揃えられた蓄光材料の粒を用い、蓄光粉をあらかじめ分散しておいた別材料を挿入や媒介することなく配置することで成立する表現系の実現により、極めて高い輝度、残光時間の長さを特徴とする。具体的には、 1 . 5時間後にも少なくとも 7 . 5 m c d/m²以上の輝度を維持できる表現系である。

特に、この発明の実施例においては、 8時間後に 1 5 m c d /m²以上の輝度を維持する表現系も得られることができた。

また、その大きさは細粒加工前の粒径 2 0 0 z m以上の蓄光材料とし、特に粒径 5 0 O ^ m以上が輝度及び加工時の強度の点で適し、また蓄光材料の粒の数は透明媒材中に 1つであっても複数であってもかまわなし、他に粒径 2 0 未満の蓄光材料が含まれてもかまわない。また、りん光時の輝度についても特に限定されないが、測定輝度で 9 0分後に発光輝度が 7 . 5 m c d (ミリカンデラ） Zm²以上を測定できる能力を有するものが好ましい。

そして、これらの蓄光材料の透明媒材中への配置は、蓄光材料を粉碎分球、粗粉碎して 2 0 0 z m以上の任意の粒径に適宜設計の所望に従い、それぞれ固形の透明媒材に、あるいは流動性の維持された透明媒材に配置される。

なお、表現系は流動性の透明媒材中にも配置されるが、流動媒材での動態的挙動についての所定の設計、プログラムに従い動態的に配置されることを否定するものではない。

この際、本願発明では、樹脂のみならず 9 0 0 °C以上の温度で処理されるガラス系材料を透明媒体として用いる場合においても、粒径 2 0 0 111以上、望ましくは粒径 5 0 0 z m以上の蓄光材料を用いることにより、温度による影響を受けにくく、固化後のガラス中で蓄光特性及び輝度は目的を達することができる。また、透明媒材中に含まれる蓄光材料の粒径を 2 0 0〃m以上に選択することにより、透明媒材中に高い輝度の表現系を実現でき、そのことによって文字、数値、記号、各種デザイン、美術意匠、各種著作物など、平面的なもの立体的なものに関わらず実現することができる。

更に、粒径を 2 0 0 m以上、望ましくは粒径 5 0 0 / m以上の蓄光材料を含むことにより、透明媒材の強度が向上し、材料堅牢度が向上する。

なお、透明媒材中に蓄光材料以外の他の物質、即ち、インキ、塗料、染料、樹脂、フィルム等の材料および他の表現系が混在してあっても良い。

蓄光材料は、自発光材料であり、かつ発光のために外部からエネルギー補給を受けなければならない特性を有するため、透明媒体中に存在していることは、発光及びエネルギー供給の観点から重要であつた。

従来、透明材料中に蓄光材料として用いられている場合には、それは塗膜の収容される生地であったり、外気からのバリアとしての被膜であったり、有色残光性を付与すベく蓄光材料の能力を保護、助成するためであつた。

しかしこの発明においては、直接透明媒材自体がその内部に存在する粒径 2 0 0〃m以上の蓄光材料と共に新しい表現系を有することになる。即ち、粒径 2 0 以上の蓄光材料が透明媒材中で輝度を保っため、この蓄光材料が、文字、数値、記号、各種デザイン、美術意匠、各種著作物などを表現するようにすることができ、従来、媒材中に蓄光材料が細粒が均一に分散した従来のものとは違つた表現が可能になる。発明を実施するための最良の形態

以下、この発明の実施形態を図面を参考にして説明する。

図 1は、この発明の表現系を有する複合体の一例として装飾品のガラス玉を示し、（A) はその斜視図、（B ) はその正面断面図である。

該ガラス玉 1は、直径約 1 0 c mの球形であり、透明媒体としてのガラス材料 2中に、粒径 2 0 0〃m以上の蓄光材料粒 3が多数、全体にわたって分散して存在している。

また、ガラス玉 1の底部から内部に向かって、空洞部 4が設けられており、この内部に小型の電球又は L E D (図示せず）を挿入し、内部からガラス玉 1を照らすことで、より装飾効果を高め、かつ、蓄光材料粒 3を励起させる効果も有する

図 2は、この発明の表現系を有する他のガラス玉 5を示すものであり、透明媒体としてのガラス材料 2中に、粒径 2 0 0 m以上の蓄光材料粒 3の多数が、ある規則性を持って存在し、蓄光材料粒 3の集合体が、ある意味のある形状を形作つている。

図 2のものは蓄光材料粒 3の集合体がハ一ト型を形成していたが、この手法により、蓄光材料粒 3の集合体に、文字、数値、記号、各種デザイン、美術意匠、各種著作物などを表現させるようにすることが出来る。

例えば、蓄光材料粒 3の集合体に、自己の登録商標を表現させたり、自己が使用許諾を得た人気キャラクタ一（またはそれを連想する）影を表現させたりすることができる。

図 3は、小物アクセサリ一等へ適用させた例を示しており、曲玉形状のァクリル製の透明な曲玉 6内に、粒径 2 0 0 m以上の蓄光材料粒 3の多数を分散しているものである。この実施形態では、透明媒材としての曲玉 6の形状自体が装飾性を有し、更に図示底部付近に蓄光材料粒 3を集中配置し、図示上部付近に蓄光材料粒 3をまばらに配置することで、透明媒体たる曲玉と共に蓄光材料粒 3の輝きが新たな装飾性を与えることが出来る。

更に図 4に示すネジ卷貝や、図 5に示すヒトデや図 6に示すテトラポットや図 7に示すィルカの如くガラス材料 2の外観を種々な装飾形状にし、その内部に蓄光材料 3を種々の形状に配置することで透明媒体たる外観掲示用と共に蓄光材料粒 3の輝きの新たな装飾性を与えることができる。

. 以上この発明の実施形態について述べたが、この発明は、上記の実施形態に限られることなく、種々の物品に適用することが出来ることは言うまでもなく、また、物品の一部にのみこの発明の透明媒材と蓄光材料の表現系を適用することも可能である。産業上の利用可能性

以上のように、この発明の透明媒材と蓄光材料による表現系によれば、粒径 2

0 0 / mの蓄光材料が粉碎等の加工をされずに小塊状で存在するので、各蓄光材料の粒から充分な輝度が得られる。

また、従来は塗膜や材料自体に蓄光性を持たせようとして、蓄光材料を微粉末化して分散させていたが、本願発明では、蓄光材料の小塊を透明媒材中でそのまま蓄光材料としての役割を持たせ、かつ、これらの小塊の透明媒材中での配置によって、文字、数値、記号、各種デザイン、美術意匠、各種著作物などを表現させるように出来、新たな表現が可能になった。

言うなれば、この発明は、砂絵の砂として蓄光材料を用い、透明媒材中に配置することにより、光る砂を用いた 3次元の立体的な砂絵を表現したものである。また、複合体の大部分を占める透明媒材の存在は、その透明な外観からクリーンなイメージを与えるため、商品としての嗜好性を高めることになる。

更に、従来の材料でこの発明と同様の表現を行う場合、蓄光材料の輝度が低くなったり、処理、加工が複雑で製造費も高騰し負担が大きくなつていたが、この発明においては、加工前における高輝度の蓄光材料を用いた表現系であり、これらの問題を解決した。

加えて、比較的小塊状の蓄光材料が含まれることにより、透明媒材の材料堅牢度が向上するという利点も生じた。

Claims

請求の範囲

1 . 透明媒材中に少なくとも粒径 2 0 0 zm以上の蓄光材料を配置した透明媒材中の蓄光材料分散による表現系。

2 . 蓄光材料の配置が、文字、図形、記号、又は立体的形状等の意匠的意味を表現した請求項 1記載の透明媒材中の蓄光材料分散による表現系。