(57)【要約】形状化が可能な多孔質の化学発光反応体組成物、装置（１１）及びその製造方法を開示する。本発明の流動可能な固体混合物（１２）は、型を使用して、又は型の使用無しに略剛体形状に硬化することが可能である。硬化した固体は、化学発光反応体成分として有用であり、様々な環境で有用である。【特許請求の範囲】
【請求項１】
混合状態でスラリーを生成するために有効な量の化学発光反応体溶液及び第１の粒状高分子樹脂と、
流動可能な固体混合物を生成するために有効な量でもって前記スラリーと混合される第２の粒状高分子樹脂と
からなる化学発光反応体組成物。
【請求項２】
前記流動可能な固体混合物が解砕されてなる請求項１記載の組成物。
【請求項３】
前記流動可能な固体混合物が硬化されてなる請求項１記載の組成物。
【請求項４】
前記流動可能な固体混合物を特定形状に形成するために成形されてなる請求項１記載の組成物。
【請求項５】
前記第１の粒状高分子樹脂はポリ塩化ビニルである請求項１記載の組成物。
【請求項６】
前記第２の粒状高分子樹脂はポリ塩化ビニルである請求項１記載の組成物。
【請求項７】
前記第２の粒状高分子樹脂は多孔性である請求項６記載の組成物。
【請求項８】
前記第２の粒状高分子樹脂は、前記流動可能な固体混合物を供給するために十分な平均粒度分布を有する請求項６記載の組成物。
【請求項９】
前記第２の粒状高分子樹脂は約１２５μｍの平均粒径を有する請求項８記載の組成物。
【請求項１０】
前記スラリーは均一な分散からなる請求項１記載の組成物。
【請求項１１】
前記化学発光反応体溶液はシュウ酸塩からなる請求項１記載の組成物。
【請求項１２】
前記化学発光反応体溶液は活性剤からなる請求項１記載の組成物。
【請求項１３】
混合状態でスラリーを生成するために有効な量の化学発光反応体溶液及び第１の粒状高分子樹脂と、流動可能な固体混合物を生成するために有効な量でもって前記スラリーと混合される第２の粒状高分子樹脂とを含有した第１の化学発光反応体成分と、
第２の化学発光反応体成分とを含み、
該第２の化学発光体成分が、前記第１の化学発光反応成分と第２の化学発光反応成分との間の接触が、化学発光光を発生させる化学発光組成物。
【請求項１４】
前記流動可能な固体混合物が解砕されてなる請求項１３記載の組成物。
【請求項１５】
前記流動可能な固体混合物が硬化されてなる請求項１３記載の組成物。
【請求項１６】
前記流動可能な固体混合物が特定形状に形成するために成形されてなる請求項１３記載の組成物。
【請求項１７】
前記第１の粒状高分子樹脂はポリ塩化ビニルである請求項１３記載の組成物。
【請求項１８】
前記第２の粒状高分子樹脂はポリ塩化ビニルである請求項１３記載の組成物。
【請求項１９】
前記第２の粒状高分子樹脂は多孔性のポリ塩化ビニルである請求項１８記載の組成物。
【請求項２０】
前記第２の粒状高分子樹脂は、前記流動可能な固体混合物を供給するために十分な平均粒度分布を有する請求項１８記載の組成物。
【請求項２１】
前記スラリーは均一分散からなる請求項１３記載の組成物。
【請求項２２】
前記第１の化学発光反応体成分はシュウ酸塩を含有し、前記第２の化学発光反応体成分は活性剤を含有する請求項１３記載の組成物。
【請求項２３】
前記第１の化学発光反応体成分は活性剤を含有し、前記第２の化学発光体反応成分はシュウ酸塩を含有する請求項１３記載の組成物。
【請求項２４】
前記光の発生には、少なくとも１つの明確な波長又は色が含まれる請求項１３記載の組成物。
【請求項２５】
前記流動可能な固体混合物は、制御可能に活性化される請求項１３記載の組成物。
【請求項２６】
化学発光反応体成分をスラリーを生成するための有効な量で第１の微粒状高分子樹脂と混合する工程と、
第２の粒状高分子樹脂を流動状態可能な固体混合物を生成するのに有効な量で前記スラリーと混合する工程と
を含む化学発光反応体組成物の製造方法。
【請求項２７】
前記第１の粒状高分子樹脂はポリ塩化ビニルである請求項２６記載の方法。
【請求項２８】
前記第２の粒状高分子樹脂はポリ塩化ビニルである請求項２６記載の方法。
【請求項２９】
前記第２の粒状ポリ塩化ビニルは多孔性である請求項２８記載の方法。
【請求項３０】
前記第２の粒状ポリ塩化ビニルは、前記流動可能な固体混合物を供給するために十分な平均粒度分布を有する請求項２８記載の方法。
【請求項３１】
前記スラリーは均一な分散からなる請求項２６記載の方法。
【請求項３２】
前記流動可能な固体混合物を硬化する請求項２６記載の方法。
【請求項３３】
前記第１の化学発光反応体成分はシュウ酸塩を含有する請求項２６記載の方法。
【請求項３４】
前記第１の化学発光反応体成分は活性剤を含有する請求項２６記載の方法。
【請求項３５】
前記流動可能な固体混合物を解砕する請求項２６記載の方法。
【請求項３６】
前記流動可能な固体混合物を特定形状に形成する請求項２６記載の方法。
【請求項３７】
スラリーを生成するための有効な量で第１の粒状高分子樹脂を有する第１の化学発光反応体成分と、少なくとも１つの流動可能な固体混合物を生成するための有効な量で前記スラリーと混合された第２の粒状高分子樹脂を含有する少なくとも１つの第１の化学発光反応体組成物を備えた多次元化学発光装置であって、
前記少なくとも１つの流動可能な固体混合物が、多次元容器内に分散され、これにより前記流動可能な固体混合物の高密度化が前記多次元化学発光装置の調合物を生じさせ、
前記第２の化学発光反応体成分と前記装置との接触が化学発光光を生成する多次元化学発光装置。
【請求項３８】
前記流動可能な固体混合物は解砕される請求項３７記載の装置。
【請求項３９】
前記流動可能な固体混合物は硬化される請求項３７記載の装置。
【請求項４０】
前記流動可能な固体混合物は特定形状に形成される請求項３７記載の装置。
【請求項４１】
前記第１の粒状高分子樹脂はポリ塩化ビニルである請求項３７記載の装置。
【請求項４２】
前記第２の粒状高分子樹脂はポリ塩化ビニルである請求項３７記載の装置。
【請求項４３】
前記第２の粒状ポリ塩化ビニルは多孔性である請求項４２記載の装置。
【請求項４４】
前記第２の粒状ポリ塩化ビニルは、前記流動可能な固体混合物を得るために十分な平均粒度分布を有する請求項４２記載の装置。
【請求項４５】
前記スラリーは均一な分散からなる請求項３７記載の装置。
【請求項４６】
前記第１の化学発光反応体成分はシュウ酸塩を含有し、前記第２の化学発光反応体成分は活性剤を含有する請求項３７記載の装置。
【請求項４７】
前記第１の化学発光反応体成分は活性剤を含有し、前記第２の化学発光反応体成分はシュウ酸塩を含有する請求項３７記載の装置。
【請求項４８】
前記光の発生には、少なくとも１つの明確な波長又は色が含まれる請求項３７記載の装置。
【請求項４９】
前記高密度化は、前記流動可能な固体混合物を制御可能に活性化する手段である請求項３７記載の装置。
【請求項５０】
前記流動可能な固体混合物の高密度化は、中空物体を形成する成形技術によってなされる請求項３７記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は化学発光組成物の分野に向けられており、より詳細には固定された化学発光材料から光を生成する装置に向けられている。
【背景技術】
【０００２】
「化学発光反応体（chemiluminescent reactant）」、「化学発光的に反応する（chemiluminescently reactive）」、又は「化学発光反応体組成物（chemiluminescent reactant composition）」という用語は、本明細書に開示された方法で、他の必要な反応体と反応したときに化学発光光を生じる混合物又はその成分を意味すると解釈する。
【０００３】
「蛍光化合物（fluorescent compound）」という用語は、化学発光反応で蛍光を発する化合物を意味すると解釈する。
【０００４】
「化学発光組成物（chemiluminescent composition）」という用語は、化学発光で生じる混合物を意味すると解釈する。
【０００５】
「解砕（deagglomerate）」という用語は、クラスタ又は凝集塊の圧縮部分を粉砕するか、又は緩めることを意味すると解釈する。
【０００６】
「流動可能な固体混合物（fluidizable solid admixture）」という用語は、攪拌すると擬似流体として挙動するが、静止状態では固体の性質を有する液体ではない混合物を意味すると解釈する。
【０００７】
一般に、化学発光光の生成は、化学的に光を発生させるために２成分系を利用する。化学発光光は２つの成分を混合することによって生成される、そしてそれは、通常、「シュウ酸塩（oxalate）」成分及び「活性剤（activator）」成分と称される化学溶液の形態で存在する。先行技術で有益であると知られている蛍光剤、触媒等の様々な添加剤を含有した全ての適切なシュウ酸塩及び活性剤組成物が、本発明の使用に際して考慮される。
【０００８】
２つの成分は、さまざまな手段により、活性化前は物理的に分離されて保存される。多くの場合、一の成分を含有した密封された壊れ易いガラス瓶が、他の成分を含有した外側の柔軟性(flexibility)を有する容器の中に収容される。この外側の容器は、第２の成分及び満杯の壊れ易いガラス瓶の両方を内有するように密封されている。例えば、内部のガラス瓶との密着により生成された力が、折り曲げることによりガラス瓶を破裂させ、これにより第１の成分が解放されて第１の成分と第２の成分とが混合し、光を生成することを可能にする。この種の装置の目的が、利用できる光の出力を得ることにあるので、通常、外側の容器は、ポリエチレンやポリプロピレンなどの透明又は半透明の材料で構成される。そしてこのことは、化学発光システムによって生成される光が容器の壁を介して伝達されることを可能にしている。これらの装置は、化学発光反応体組成物の一方又は両方に対し、又は容器に対し、染料又は蛍光化合物のいずれかを添加することによって、様々な色を伝達するように設計することもできる。さらにこの装置は、特定の選択された光のみを伝達するように変形することもできるだろう。
【０００９】
そのような化学発光システムの例としては、カプランの米国特許第５０４３８５１号がある。カプランは、装置の隅部に光を集中する多角形の化学発光照明装置を開示しており、これによれば装置の光棒部から発する光の可視性を向上させ、放射される光量及び光分布を最適化している。
【００１０】
リヒターらの米国特許第４６２６３８３号は、短時間で、高強度、低温での光を製造する方法における化学発光触媒を開示する。この発明は２成分化学発光システムの触媒に関するものであり、１つの成分は過酸化水素成分であり、他の成分はシュウ酸エステル−蛍光体成分である。反応の活性化エネルギーを低下させ、かつ光放射過程の温度依存性をも減じさせるリチウムサリチル塩のようなリチウムカルボン酸塩の触媒を教示している。
【００１１】
ベイらの米国特許第５１２１３０２号は、一方向に光を放つ固体で厚みの薄い化学発光装置を記載している。この装置は、その端部で熱を封止する薄膜金属箔からなる背面シート及び二枚の正面シートと、内部領域を２つの室に分割するために配された一時的分離手段とから構成されている。前記二枚の正面シートは、薄膜金属箔からなる第１の部品と、透明又は半透明のポリオレフィンシートからなる第２の部品とからなる。これら２つの金属箔は、活性剤溶液の揮発性成分に対し熱的安定性、貯蔵寿命の増加、及び相対的な不浸透性を備えている。活性剤溶液保存のための金属箔薄膜は、金属箔の不浸透性により活性剤溶液の能力を保持することを可能ならしめる。
【００１２】
ドーニーの米国特許第６０６２３８０号は、照明機能を有するグローカップシステムを開示する。この装置は、一般に、半剛体材料からなる円筒形状の容器であり、好ましい実施の形態では、この装置は半透明の合成樹脂材料からなり、側面から圧力を加えることによって、その形状を多少一時的に変更可能となるようにカップの外壁に限定的な柔軟性を付与している。カップの側壁内は空洞である。この空洞には、化学発光流体を含有した複数の破裂可能なアンプルが内有されている。アンプル内の化学発光流体はシュウ酸塩である。第２の化学発光流体は、アンプルが壊れて開いたときに２つの流体が接触して照明を提供するように空洞内に位置している。前記アンプルは、空洞の先端でカップの外層にユーザによる圧力が加わることによって破裂する。カップの底部にはプラグが設けられている。該プラグは、取り外し可能であっても取り外し可能でなくてもよいが、いずれにしてもこのプラグは、空洞の空間内に第２の化学発光成分を封止している。
【００１３】
さらに、様々な形状又は形態の物体から化学発光光を生成することは望ましい。エリオットの米国特許第４８１４９４９号は、形成された二次元の化学発光物体の製造手段を開示する。従来の液体の化学発光試薬は、光を生成するために添加されている。所望形状の不織布吸収物は、該吸収物が前記所望形状から光を放つように混合及び活性化後に化学発光試薬を吸収することが可能である。前記形状は、所望により単純又は複雑であってもよいけれども、実質的には二次元表面に限定され、さらに、１個当たりの装置について単色光の生成に限定されている。
【００１４】
膨潤可能な高分子組成物から光を作製することができる化学発光システムの創作例が、ローハットらの米国特許第３８１６３２５号に開示されている。２つの主要な手段が、固体化学発光システムを形成するために使用されている。第１のシステムは、柔軟性を有する一定長のビニル管のような固体高分子表面に化学発光シュウ酸塩溶液が拡散することを当てにしている。一定長のビニル管を、長期間、適当な化学発光試薬に浸漬すると拡散プロセスが生じる。シュウ酸塩溶液からビニル管を取り出した後、ビニル管表面への液体活性剤の付着によって該ビニル管が光を放つ。固体高分子は比較的多孔性ではないので、ビニル管内のシュウ酸塩を急速かつ完全に活性化するのは難しい。なぜなら光を生成することができる前に活性剤溶液が高分子中に拡散した化学発光試薬に達することを可能ならしめるためには、速度の比較的遅い拡散プロセスをも当てにしなければならないからである。
【００１５】
米国特許第３８１６３２５号のさらなる実施の形態では、化学発光シュウ酸塩溶液をポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）樹脂粉末と混合させてペーストを作製し、該ペーストを表面に塗布し、オーブンで焼成処理し、柔軟で弾性を有する薄膜を形成している。この実施の形態は効果的ではあるが、上記ポリ塩化ビニルのシートは、均一性、強度、柔軟性、更には最も重要な多孔性に弱点を示す。加えるに、上記方法は、主として比較的薄い物体のみを生成するのに適している。
【００１６】
コーエンらの米国特許第５１７３２１８号は、多孔質で柔軟性を有する化学発光構造体を液体スラリーから製造するためのＰＶＣ高分子樹脂の結合を開示する。先行技術の改良ではあるけれども、作製された製造物には依然として様々な欠点がある。特に、固体の場合、化学発光物体は、比較的平たく、薄い物体以外のものを製造する。薄い「パッド」は、強くて柔軟な高分子樹脂の混合物から生産され、活性剤流体の満足できる吸収特性を示す。しかしながら、教示された方法は、型に液体スラリーの混合物を注入することによって作製されるパッドの製造に集中している。そのようなスラリー及び得られたパッドの形状は、スラリーが注入されて滞留する型の形状に限定される。さらに、従来技術で利用される調合物及び方法は、スラリーが焼成処理時に型に接しているときはいつでも、多分、比較的強靭で不浸透性の「皮膜（skin）」を有する化学発光パッドを生成するだろうことが当業者には良く知られている。この皮膜は、より暗くより透明なパッド領域として容易に認識され、高い不浸透性を有する。その結果、液体活性剤溶液を急速に吸収することは不可能であり、装置の光出力が極端に低下する結果となる。この皮膜の厚さは焼成処理の時間及び温度と共に変化するが、とにかく、この皮膜は、使用可能な光を殆ど生成することができない無駄な部分となる。この皮膜は、焼成処理中に空気（又は、他の気体）をスラリー内に誘い込む能力が無いが故に形成されることは明らかである。十分な多孔質の製造物を得るために、焼成処理中、空気はスラリープール（スラリーが溜まっている部分）の露出表面からスラリー混合物内に入らなければならない。硬化処理中、空気は、通常、ＰＶＣ樹脂に吸収される溶剤によって占有される容量と置換するためにパッド内に引き込まれる。この処理は、最初にパッドの上部領域が硬化し、次いで連続的にパッドの下部領域が硬化するようにパッド内で空気が深さ方向に進行しながら継続してゆく。まず、小孔の空隙率を決定し、次いでパッドの吸収性を決定する焼成処理中に、空気がパッド内に侵入してゆく。上述した焼成処理中の或るポイントで、たとえ、スラリーの露出表面から下部領域までに空気流通路が形成されていなくとも、型の底部は、この型の領域に接触しているスラリーの混合物が、固まって硬化し始める温度に達するだろう。この「ボトムアップ（bottom up）」硬化は、固化したスラリーを利用できる空気が不足しているために、型の底部、局所的には型の端部に最も近い領域において、強靭で密度が高く、実質的に多孔性を有さないパッドを生成する。型の底部を硬化装置の熱的に冷たい凝集塊上に置くならば、このボトムアップ硬化処理の不利な影響を最小にすることができ、これにより、スラリーの残部に続くスラリー底部の加熱・硬化を提供することがきる。それにもかかわらず、強靭で不浸透性の皮膜の望まれない生成は、解決されないまま残っている。
【００１７】
米国特許第５１７３２１８号に開示されるように、焼成処理工程中、空気が高分子マトリクスの中に引き込まれるにつれてスラリーは膨張し、空気は高分子マトリクスの体積を増加させる。結果として、この比較的大量のスラリーを硬化させようとするときに重要な問題が発生する。例えば、米国特許第５１７３２１８号に教示されるように、液体スラリーの混合物を試験管に注入し、硬化のための適当な時間、焼成処理を施すと、高密度で強靭な凝集塊が極めて不十分な多孔性を呈しながら生産され、それゆえに凝集塊の大部分が不十分な吸収性を有しながら生成される。これは幾分、上記「ボトムアップ」硬化処理によるものであり、型底部近くで硬化したスラリー上における空気を通さない液体層の存在によって、硬化処理中にスラリーの中に引き込まれる空気量が不十分なためである。さらに、スラリーが硬化処理中に拡散するのを阻害されると、スラリー材料が必要量の空気中に引き込まれないことが意外にも分かった。上記した試験管の場合では、液体活性剤を含有した製造物の活性化を可能にするために必要な高度の多孔性と吸収性を有する硬化マトリクスを生成すべく、スラリーが必要量の空気中に拡散し引き込まれることを試験管の側壁は抑制している。たとえスラリーが、硬化処理中、試験管内を自由に垂直方向に拡散しても、試験管の壁によるスラリー上の横方向の制約は、スラリーの最適な拡散と凝集塊への空気導入を防ぐのに十分である。このように硬化した凝集塊は、先行技術の限界である低い多孔性を呈し、十分な光出力を生成することができない。
【００１８】
単に光を生成するだけではなく、様々な色の光を生成する化学発光装置を提供することがしばしば望まれる。ノーワークらの米国特許第５５０８８９３号は、多色化学発光照明装置とその製品の製造方法に向けられている。この装置は、少なくとも部分的に活性剤溶液が満たされた可撓管と、管内に配されたシュウ酸塩溶液を含有する複数のアンプルと、色混合を防ぐためのアンプル間の少なくとも１つの障壁要素とから構成されている。この装置は、活性化に続いて異なる化学発光色を付与することができる。
【００１９】
チョップデカーらの米国特許第５７０５１０３号は、制御可能な期間で化学発光光を生成するための組成物を記載している。この組成物は、溶媒中のシュウ酸塩成分（シュウ酸エステルを含む）、溶媒中の活性剤成分（過酸化物化合物及び触媒）、及び蛍光体とから構成されている。シュウ酸塩成分のための単独重合体の分子量の適当な選択によって、光生成の開始が起こる時間内に全発光時間と発光点の制御を変えることができる。この装置は、光の制御可能な時間又は安定性を提供するが、生成される気体の発生を制御する組成物、又は容器に依存しない組成物については何ら示唆しておらず、形状化が可能でなく多孔性を有していない。
【００２０】
したがって、先行技術で欠けていることは、化学発光の手段によって自己発光する三次元物体を製造し、迅速な活性化及び優れた光出力を示すための高度に多孔性を有する組成物を製造する手段である。加えて、先行技術は、容器に依存せず、ガス発生に起因する暗領域を最小にし、かつ化学発光光の複数の空間的に分離された色又は波長を同時に発生させることのできる製造物を予測し損なっている。
【００２１】
【特許文献１】米国特許第５０４３８５１号明細書
【特許文献２】米国特許第４６２６３８３号明細書
【特許文献３】米国特許第５１２１３０２号明細書
【特許文献４】米国特許第６０６２３８０号明細書
【特許文献５】米国特許第４８１４９４９号明細書
【特許文献６】米国特許第３８１６３２５号明細書
【特許文献７】米国特許第５１７３２１８号明細書
【特許文献８】米国特許第５５０８８９３号明細書
【特許文献９】米国特許第５７０５１０３号明細書
【発明の要約】
【００２２】
本発明は、自己発光する三次元物体を製造する手段を教示する。この三次元物体は、所望により単純又は複雑にすることができる。この三次元物体は、形状化が可能な（formable）化学発光反応体組成物を得る方法によって製造される。この組成物は、さまざまな形状の容器に容易に配することができ、かつ組成物が固化する容器中で硬化するような種類のものであり、形成された容器に正確に合致する形状を有している。一旦形成された組成物は半剛体であり、所望により容器から取り出すことができる。さらに、本発明は、高度の多孔性を有する化学発光反応体組成物を提供し、先行技術のように比較的平たく細長い一片の材料に限定されるものではない。また、本発明によって製造される物体は、最小限の材料で発光する三次元物体を製造するためには中空であってもよい。さらに、それらの物体は多色であってもよい。すなわち、単一の物体から化学発光光の複数の空間的に分離された色又は波長を同時に生成することができる。
【００２３】
本発明の基本的な目的は、液体活性剤によって迅速で信頼できる活性化に必要な固体生成物の隙間空間の大部分が、硬化前に形成されるという点にある。そういうものとして、化学発光システムは、空気を外部からマトリクス中に供給しなければならない硬化処理中に多孔性を生じることは余り当てにしない。本発明製造物の最終的な多孔性は、主として硬化前における高密度化度の機能にあるので、製造物の最終的な多孔性は、正確かつ効果的に制御される。
【００２４】
概して、できるだけ素早く活性化する製品を供給するのが望ましい。このことが生じるように、活性剤溶液は迅速かつ完全に化学発光システムのシュウ酸塩と反応させる必要がある。しかしながら、反応速度を減速することが望まれる場合や、多分少なくとも活性剤がシュウ酸塩成分に到達して該シュウ酸塩成分と反応する速度を減速させることが望まれる場合がある。本発明製造物は実際にどのような望ましい程度にも高密度化することができるので、活性剤が固体製造物と導通している利用可能な隙間空間を所望により減じることができ、その結果、活性剤の移動性及び固体シュウ酸塩成分と反応する活性剤の能力が減じられるだろう。さらに、化学発光固体が有する大部分の多孔性は、硬化前の高密度化の程度によって決定されるので、本発明製造物は、試験管のように比較的狭いスペースで硬化させることができる。そして、得られる製造物は、高い多孔性を有し、活性剤溶液に対して受容的なものとなる。
【００２５】
従って、本発明の目的は、化学発光を介して自己発光することができ、複数の空間的に分離された色又は波長を同時に発生させる三次元物体を製造する手段を提供することである。
【００２６】
本発明の更なる目的は、高度の多孔性を有する三次元の化学発光物を製造することである。
【００２７】
本発明の更なる目的は、多孔性を容易かつ正確に制御することができる三次元化学発光物を提供することである。
【００２８】
本発明の更なる目的は、硬化処理中に化学発光反応体組成物の著しい膨張が生じない型内で成形処理することによって製造される三次元化学発光物を提供することである。
【００２９】
本発明の別の目的は、不十分な硬化によって生じる「皮膜」効果に起因した暗領域が殆ど存在しないか、全く存在しない三次元化学発光物を提供することである。
【００３０】
本発明の更なる目的は、物体が中空であるような態様で形成される三次元化学発光物を提供することである。
【００３１】
本発明の更なる目的は、多孔性の実質的部分が硬化処理前に生成される三次元化学発光物体を提供することである。
【００３２】
本発明のさらに別の目的は、形状化が可能であり、そのようなものとして型の使用の有無に関わらず、所望形状に容易に形状化が可能な化学発光反応組成物の調合物を提供することである。
【００３３】
本発明の他の目的及び利点は、実例として本発明の実施例、実施の形態のために説明される添付図面と関連し、以下の詳細な説明から明らかになる。図面は、本明細書の一部を構成し、本発明の例示的な実施の形態を含み、様々な目的とその特徴を説明している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
本発明は、形状化が可能な化学発光反応体組成物に関して使用される調合物、製造方法及び装置に向けられており、多次元物体を製造するために使用することもできる。この組成物は、先行技術の弱点を克服し、化学発光材料に応用される新規な形成方法の使用を満たし、これにより、高い多孔性と特有の形態を有する化学発光物体を提供することができる。本発明の方法は、先行技術で述べられているような比較的薄く平たい物体を製造する従来の成形方法に限定されない。
【００３５】
本発明の形状化が可能な多孔性の粉体は、容易に様々な程度で圧縮できるし、加熱硬化時には、比較的強靭で柔軟で高い多孔性の凝集塊を形成することができる。材料の見掛け密度は、圧縮又は高密度化の程度により容易に制御することができる。したがって、どのような所望の見掛け密度の物体をも製造することができる。見掛け密度は、直接的に活性剤の吸収速度に影響するので、化学発光の活性化速度は効果的に制御されるだろう。
【００３６】
さて、図面に関して、図１は、嵩密度の制御が、活性化時間に対してどのように変化して使用されるかを示す図である。２つの装置を製造しテストした。これら２つの装置は、いずれも以下で固体シュウ酸塩と呼ばれる成分を含有した固体シュウ酸塩の形態をした化学発光反応体組成物からなる。第１の装置は、嵩密度が約０．５４ｇ／ccであり、活性化後約１０分間で最大の光出力に達した。第２の装置は、嵩密度が約０．７２ｇ／ccであり、活性化後約３７分で光出力はピークに達した。このデータは、より圧縮された物体が活性化のために長時間を要しており、したがって活性化時間が嵩密度によって影響を受けることを示している。光出力曲線の制御能力は、市場の多大な需要に適合するように化学発光装置の生産を可能ならしめている。
【００３７】
例として、大きな化学発光物体の製造に際しては、固体形状内の深部から生成される光が表面に十分に到達せず、有用な光として放たれないような低減復帰効果(diminishing return effect)があるので、固体の化学発光形状物よりも中空の化学発光形状物が好まれるであろう。さらに、中空の化学発光形状物は、製造物に第２の反応体成分を供給するための便利で的確な手段を提供する。第２の反応体成分を含有したアンプル又は容器が、中空部の空所に配されるだろう。アンプル又は容器が割れたときは、第２の反応体成分は、全体が濡れ化学発光を介して光を生成するまで中空部の内面によって容易に吸収され、多孔性の化学発光マトリクスを介した毛細管現象によって素早く移動する。第２の反応体成分を空所に配するということは、視界から隠すことを意味し、より審美的で満足させる製造物の生産を可能にする。
【００３８】
本発明の教示を使用して製造された形態には、化学発光蝋燭がある。そのような蝋燭は、本物の蝋燭に代わる安全で信頼できるものを提供する。本物の蝋燭からの炎は、他の物体を発火させることがあり得る。従来の蝋燭と異なり、化学発光蝋燭は、耐風性及び防水性があり、本発明を使用することによって、単一の装置から所望されるいかなる色、又は色や波長のいかなる組み合わせの光をも放つように製造することができる。
【００３９】
光源として化学発光システムを使用するこれらの「蝋燭」を製造するに際し、以前の試みには弱点があった。通常、液体を使用する光棒のような化学発光照明装置は、容器容積の約３０％を占める装置の先端部分に空間が設けられている。この先端の空間領域では光を生成することができない。日本特許出願番号１０−１７０２６３号（特開平２０００−１１７０１号公報）は、密封された化学発光装置の液体化学発光流体の上部にある気体の先端空間（又は気泡）を、最上部以外の領域に閉じ込める気泡捕捉手段を開示する。例えば、蝋燭のような密封された化学発光装置の上端部から気泡を移動させることにより、蝋燭の炎の先端全体が、化学発光反応の生じている間、光を放つように見えるであろう。気泡の存在する領域では如何なる光も生成しないので、気泡が炎の先端に残るならば、炎の先端近くは暗領域を形成する。そのような暗領域は、装置の総合的な可視的受容性を損なうだろう。二酸化炭素、一酸化炭素及び酸素は、過酸化発光システムで遊離される一般的な気体である。これらの気体は、液体化学発光システムの先端まで上昇し、装置の先端で気泡を形成する。したがって、日本特許出願番号１０−１７０２６３号で開示されている装置は、初期に化学発光装置の先端に形成される気泡の問題を効果的に除去することができるが、化学発光の過程で発生する気泡を置換する方法は提供されていない。本発明は、初期時における装置内での先端空間の気泡及び化学発光過程が進行している装置内での顕著な目に見える気泡の増加を排除する蝋燭又は化学発光物体を製造することを可能とする。さらに、本発明は、この利点を実現するためには、装置内でのいかなる特殊な形状のトラップ、チャネル、又はバルブも必要としない。本発明の化学発光システムの形状化が可能な凝集塊は固体であるので、気泡が集まり結合する空間は存在しない。化学発光処理中に発生する気体は尚生成されるが、これらの気体は、固体の形状化が可能な凝集塊内部での上昇が抑制され、固体中に均等に分配される。そしてこれが、見かけ上、完璧な光出力を継続的にもたらすようになる。
【００４０】
図２は蝋燭棒の形状にブロー成形されたエンベロープを備えた化学発光蝋燭１０としての本発明の好ましい実施の形態を示している。装置が活性化しているときに、蝋燭の炎の部分が光を放つ。
【００４１】
図３に示すように、蝋燭エンベロープ１１は、限定はされないがポリエチレンやポリプロピレンのような材料からブロー成形又は他の適切な形成手段によって製造されるだろう。好ましくは、炎形状とは反対側の蝋燭エンベロープの終端は開口している。蝋燭エンベロープ１１は、開放端が上になるように形成されている。本発明の形状化が可能な化学発光反応体組成物１２は、エンベロープを部分的に満たすように蝋燭エンベロープ１１内に配される。流動化した固体混合物は溢れ出る可能性があるが、粘着性を有し、充填可能で形状化が可能な湿潤粉体をも形成する。したがって、振動フィーダのような補助的供給手段が、形状化の可能な化学発光反応体組成物１２の供給を促進するのに役に立つだろう。形状化の可能な化学発光反応組成物１２は、一旦、蝋燭エンベロープ１１内に配されると、図４に示すように、この目的のために充填具１３により僅かに圧縮されるだろう。この圧縮処理は、蝋燭エンベロープ１１の形状に適合するように組成物を支援するのに役立つのみならず、蝋燭エンベロープ１１内を流れないように高密度化し圧縮するか、エンベロープのオリエンテーションが変更されたならば、更に移動するように高密度化し圧縮する。しかしながら、所望により、圧縮された化学発光反応体組成物１５の液化を引き起こすように、十分な振動力を適用することによってエンベロープから組成物を取り除くことができるだろう。充填具１３は、組成物を圧縮するだけではなく、図５に示すように、結果として生じる圧縮された組成物に空洞１６を形成するように、テーパー状の先端１４を有するようにしてもよい。前記空洞１６は、アンプル１７に示すように第２の化学発光反応体成分１８の分布を容易にするための便利な手段を提供し、装置の迅速で、均等な活性化を促進する。一旦第２の化学発光反応体成分が配されると、蝋燭エンベロープ１１の開放端はプラグ１９で熱封止される。さらに、空洞１６は、並外れた多孔性製造物が得られるように組成物が硬化処理中に拡散する空間を提供する。空洞は、単に高度な多孔性を有する製造物を生産するには必要ではないが、並外れた格別の多孔性を有する製品を生産するようなある種の場合に使用されるだろう。そのような空洞は先行技術で教示されている方法では不可能である。
【００４２】
図６に示すように、化学発光するバラ形状のエンベロープ２１は、まず、ブロー成形により、例えば、ポリエチレンから茎を有するバラのつぼみ形状となるようにエンベロープを製造する。茎の直径は、つぼみの直径よりもかなり小さい。この好ましい実施の形態では、全表面が化学発光で照らされるようなバラのつぼみを製造するのが望ましい。また、所望の効果を奏することが可能な最少の化学発光の材料を使用する品目を製造するのも望ましい。バラ形状のエンベロープ２１は、形状化が可能な少量の化学発光反応体組成物１２で満たされている。
【００４３】
図７を参照すると、膨張可能な空気袋２４を備えた中空針２３を有する圧縮具２３が、化学発光反応体組成物１２を内有したバラ形状のエンベロープ２１に挿入されており、また例示として、空気袋２４が少なくとも１つの保持リング２５によって保持されるものとして描かれている。中空針２３の末端は塞がれており、膨張可能な空気袋２４の下方の針の側面の孔は、中空針内に空気圧を満たし、膨張可能な空気袋２４を膨張させることを可能にしている。図８に示すように、空気袋は膨張目的の空気圧を使用することによって膨張し、これにより、満杯の空気袋２４を取り囲む形状化が可能な化学発光反応体組成物１２は、バラのつぼみ部分のエンベロープ内壁を押圧する。図９は、半固体状に圧縮された化学発光反応体組成物１５を示している。この圧縮処理の後、空洞１６を残した状態で空気袋を抜き、針を除去する。次に、バラのつぼみがエンベロープ中に配される一方で、圧縮された化学発光反応体組成物を、好ましくは９５℃で１０分間焼成処理を行い、硬化する。組成物を冷却した後、第２の化学発光反応体成分の溶液を含有した密封されたアンプルが、バラ形状のエンベロープ２１に挿入され、上述した蝋燭の実施の形態と同様、プラグが茎に取り付けられ、密封状を形成するように熱封止されるだろう。得られた製造物は、活性化されるとつぼみの全表面から光を放つ本物のバラのつぼみのように見える。例として、活性化は、アンプルを破砕し、かつ化学発光反応体組成物又は形状化が可能な固体混合物に吸収される第２の化学発光体成分を解放するようにバラの茎を単に屈曲させることによって実行される。圧縮された化学発光反応体組成物は、エンベロープの内壁に高度に適合するので、バラの花弁のような詳細部分さえ本発明の方法によって得ることができる。
【００４４】
上述した蝋燭とバラの実施の形態に関し、硬化している固体製造物が高分子のエンベロープに残ると思われるだろうが、材料は型内で容易に鋳造され硬化され、その後除去することができる。固体の化学発光物は、例として、圧縮又は遠心鋳造を利用することによって本発明を使用し、製造されるだろう。本発明の方法によって製造された個々の形状品目には、第２の化学発光反応体成分の溶液を含有した容器内に配されたならば光るであろう拘束されない物体を含むことができる。例として、そのようなシステムは、光輝く雪の粒子を含有した「雪の球（snow globe）」を生成することができるだろう。本発明の化学発光反応体組成物の形状化が可能な凝集塊は固体形状であるので、位置的かつ空間的に固定された複数の色が単一の装置で使用できるだろう。例えば、つぼみ部分がオレンジの縞を有する赤色のバラのつぼみを生成することができる。
【００４５】
従来の光棒で見られるような完全な液体化学発光システムに対し、本発明の重要な利点は、物体の全表面が所望により光輝くという点にある。
【００４６】
本発明の結果製造物は固体化学発光材料であるので、前記製造物は、容器に依存する液体化学発光システムを使用することが非実用的か不可能な状況で利用することができるだろう。
【実施例】
【００４７】
以下の実施例は、本発明の新規性を及ぼすように実行された実験過程を述べている。
【００４８】
一連の実験は、形状化が可能で多孔性を有する化学発光反応体組成物を製造するのに必要な最適材料及び調合を確認するために工夫された。先行技術で教示されているようにプレスラリー（pre-slurry）は、ここではシュウ酸塩溶液として例示される化学発光反応体溶液の９８重量部に約２重量部のＰＶＣ樹脂（Geon社＃１２１）を溶解することによって作製することができる。また、米国特許第５１７３２１８号によれば、中程度の粒径を有するＰＶＣ粉体の樹脂（Geon社＃２１８）３１重量部と大きな粒径を有するＰＶＣ樹脂（Geon社＃３０）９重量部とを上記シュウ酸塩プレスラリー５９重量部と混合することによりスラリーが作製される。得られた材料は注入可能な液体スラリーである。
【００４９】
実施例１−６
多孔質上でのスラリーの厚み、硬化時間及び温度を変化させたときの影響を明らかにするために６つのテストを行った。各テストでは、０．０１５インチ〜０．１８０インチの範囲の深さを有するスラリーが得られるように、計量皿の底が僅かに傾くようなスペーサ上に載置された小さなアルミニウム製の計量皿上に約７ｇの液体スラリーを載せた。各テスト中、計量皿を循環空気式オーブンのワイヤーラックに載置した。所定時間の硬化後に、各サンプル品目を計量皿から取り出して切断し、適切な硬化と多孔性を有するか否かを調査した。適切に硬化したサンプルは、全シュウ酸塩溶液がＰＶＣマトリクス中に吸収され、過硬化の兆候を示さないものであることは明らかである。適切に硬化したマトリクスでは、より小さい分子量のＰＶＣ粒子同士が溶融する。しかしながら、より大きな分子量のＰＶＣ粒子同士は、液体シュウ酸塩溶液を吸収する一方で、あまり溶融しない。硬化時間が過度に長く、温度が過度に高いと、より大きな分子量を有するＰＶＣ粒子同士は溶融し、パッドと呼ばれる硬化サンプル内に、暗い領域の存在及び／又は輝いている領域の存在によって明らかにされる過硬化のマトリクスが得られる結果となる。この過硬化マトリクスは非常に低い多孔性を示すだろう。
【００５０】
表１は、様々なスラリーの硬化条件を使用して得られた結果を示している。
【表１】
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テスト項目１では、材料が生焼け状態であり、かなりの量の自由液体を含有しているので、ＰＶＣ粒子はシュウ酸塩溶液に完全に吸収されていないことは明らかである。テスト項目２〜５では、材料の生焼け状態は低下することが分かったが、各々硬化サンプルの露出表面だけが多孔性を有することが明らかとなった。
【００５１】
テスト項目１〜５の各々は、化学発光活性剤試薬を用いて活性化した。テスト項目２〜５は、表面から光を放ったが、暗く多孔性を有さない領域からは顕著な光が生成されなかった。テスト項目１は、その表面の大部分で殆ど光を生成しなかった。これはおそらく活性剤溶液が表面下の液体シュウ酸塩が平衡状態に達するのを妨害するかのように硬化処理中にＰＶＣマトリクス中に吸収されなかった液体シュウ酸塩溶液がバリアを形成したためと考えられる。活性剤とシュウ酸塩溶液とが結合する境界層におけるマトリクスの表面近くで幾らかの光が明らかとなった。テスト項目６は、テスト項目１〜５が高分子量のＰＶＣ粒子同士の溶融を引き起こす過度の熱を使用したことから過硬化状態になったように思えたので、低温で硬化した。しかしながら、テスト項目６の試験結果はこの推測と矛盾した。テスト項目６で硬化処理に用いられたより短時間、より低温度のときでさえ、パッドが計量皿と接する暗い高密度領域の存在が明らかとなった。
【００５２】
実施例７
上記テスト１〜６で使用されたものと同様の液体スラリー調合物を使用して化学発光蝋燭を作製した。この蝋燭を製造するために、スポイトを使用して約３．２ｇの液体スラリーをポリエチレン製の蝋燭エンベロープに注入した。化学発光活性剤を含有したガラス製アンプルを、アンプルの下端が蝋燭エンベロープの底の内面に接触するように前記スラリー中に挿入した。このアセンブリを、８２℃にセットされた循環空気式オーブンセットに載置し、１２分間硬化した。前記アセンブリをオーブンセットから取り出した後、該アセンブリを室温に冷却し、観察のために前記蝋燭エンベロープ及び硬化スラリーを切断した。ＰＶＣマトリクス（硬化スラリー）は、十分に硬化しているように見えたが、暗く高密度であった。前記ＰＶＣマトリクス部分をエンベロープから除去し、アルミニウム製の計量皿に載置した。前記硬化スラリーが薄暗く光を放つこれらの部分に化学発光活性剤試薬を添加した。前記活性剤が硬化スラリーの最外表面のみで反応し、硬化スラリーの内部に達することができないことが観察された。硬化スラリー中への活性剤溶液の吸収が不足するのは、スラリーの過硬化又は硬化不足の結果ではなく、前記パッドによって示された非常に低い多孔性のためであると判断される。マトリクス内の多孔性又は小孔空間は２つの源を引き出す。この多孔性の少ない部分は、マトリクス中の既に小孔を有するＰＶＣ粒子に起因する。硬化スラリーに起因する多孔性を決定するより顕著な要素は、硬化処理中の全スラリー容積に導入される空気能にある。米国特許第５１７３２１８号で教示された液体スラリーの形成を利用したときに、外側領域が完全に硬化して多孔性を有する前に、スラリーを硬化するのに十分な熱が内部領域にまで達するならば、内側領域は多孔性が低くても十分に硬化することが観察された。この効果は、空気がこの周囲の液体領域を通って内部に移動する能力がないためである。
【００５３】
実施例８
これらの結果を考慮して、空気透過性基板、例えば、１０ｃｍ×１０ｃｍ、厚さ２ｍｍの不織布ポリエステルフェルト上にスラリー試料を支持し、８２℃で８分間保持するように循環空気式オーブンに入れた。このフェルトがスラリーに対して空気の均一な接近を提供し、しかも、暗くなく多孔性を有さない領域が、浸透しないアルミニウム製皿内で予め硬化されたスラリー内に外被（case）として形成されるかのように、熱は外側からスラリーを硬化するだろうということが推測された。外側から硬化したスラリーの各連続層が小孔を形成し、これにより、空気がそれに続く層に達することができる。このサンプルがオーブンから取り出され、冷却される。検査においてパッドには暗い高密度な領域がなく、非常に多くの小孔があったことには注目した。全体的に明るく均等に光を放つ化学発光活性剤試薬で前記サンプルを活性化した。
【００５４】
ＰＶＣ粒子／溶媒スラリーにおける隙間空間の調合物を説明するモデルは、大きく略球状のＰＶＣ粒子が、より小さくて低分子量のＰＶＣ粒子と結合してマトリクスを形成する。ＰＶＣ粒子は、最初にこれらの粒子間の間隙空間を満たす溶剤を吸収する。空気がこの硬化処理中にマトリクス内に入ったならば、溶剤が粒子中に吸収されるので、前記ＰＶＣ粒子は膨らみ拡張する。
【００５５】
実施例９
より大きな重量含有率を有するより大粒径のＰＶＣ粒子を使用することによって、スラリーを通過する空気量の増加がなしうるか否かを明らかにするために、新たなスラリーの作製を行い、テストした。この新たなスラリーは、プレスラリー５６重量部、中程度の粒径を有する樹脂（Geon社＃２１８）２９重量部、及び大きな粒径を有する樹脂（Geon社＃３０）１５重量部を含有している。この液体スラリー約２．５ｍｌを、ガラス活性剤アンプルが内有されたポリエチレン製の蝋燭エンベロープ内に添加した。この試料を、７５℃で１２分間硬化し、冷却した。前記スラリーは硬化したが、未だ多孔性を有さない暗い領域を含んでいるのが、詳細な分析により明らかとなった。
【００５６】
硬化前と硬化中の全時間における調合物内を移動する空気が認められる材料の得られる態様で、ＰＶＣ樹脂と液体シュウ酸塩とが作製されるという推測が展開され、テストされた。
【００５７】
実施例１０
新しい調合物は、ＰＶＣ樹脂（Geon社＃１２１）約２重量部を、９８重量部のシュウ酸塩溶液に溶解させた上記プレスラリーを利用して作製した。この実施例では、液体シュウ酸塩溶液は、プロピレングリコールジベンゾエートであったが、先行技術のいかなる塩基化合物をも考慮に入れることができる。この新しい調合物では、より大きな重量含有率を有する単一ＰＶＣ粒子が、上述したスラリー中に配合された中程度の粒径のＰＶＣ樹脂及び大粒径のＰＶＣ樹脂の代わりに使用された。プレスラリーの約４０重量部が、樹脂（Geon社＃４６６）６０重量部に添加された。得られた組成物は液体スラリーではなく、むしろ流動可能な固体混合物として特徴付けられる湿潤した充填可能な形状化が可能な粉体であった。前記樹脂は、前記流動可能な固体混合物を提供するために十分な粒径及びその範囲を含むように選定される。実施例には限定されないものの、この実施例では、この樹脂は、平均粒径が約１２５μｍの粒度分布を有するＰＶＣ樹脂である。
【００５８】
多品種の高分子を高分子成分に使用することができるだろう。ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ（塩化ビニル）、ポリ（メチルメタクリレート）、ポリ（ビニルベンゾエート）、ポリ（酢酸ビニル）、セルロースポリ（ビニルピロリドン）、ポリアクリルアミド、エポキシ樹脂、シリコン樹脂、ポリ（ビニルブチラール）、ポリウレタン、ナイロン、ポリアセチル、ポリカーボネート、ポリエステル、及びポリエーテルは限定されない実施例である。ポリスチレンーポリ（ジビニルベンゼン）、ポリアクリルアミドーポリ（メチレンビスアクリルアミド）、ポリブタジエン共重合体等のような架橋重合体を使用してもよい。殆どの用途に対し、高分子は、溶解性、膨張可能性、又はその他活性化液体に対する浸透性を有するように活性化過酸化水素液体と関連付けて選択されるべきである。そのような浸透性は、通常、前記活性化液体と、化学発光材料と、（所望により、又は必要に応じて）蛍光剤との間で効果的な接触を許容するのが望ましい。多くの場合、特定の拡散速度を提供し、したがって光放射の強度と持続時間を制御するような高分子及び活性化液体を選択することが望ましい。高分子−溶媒の有用な組み合わせは、以下の通りである。１）ポリ（ビニルピロリドン）―水、２）ポリ（ビニルスチレン―ポリジビニルベンゼン）共重合体―エチルベンゼン、３）ポリ（塩化ビニルーエチルベンゾエート）、４）ポリ（メチルメタクリレート−フタル酸ジメチル）である。溶媒に対する高分子の浸透率は、もちろん周知であり、有用な高分子／溶媒の組み合わせを選択することは簡単な事柄である。可塑剤として使用される溶媒には特別の利点がある。高分子が化学発光材料及び蛍光剤の双方に対して溶解性を提供しない場合は、活性化液体は少なくとも部分的な溶解性を付与するであろうが、高分子中で可溶性であることは、化学発光材料又は蛍光剤のいずれにとっても必要なことではない。代わりに、高分子は可溶性可塑剤で可塑化するだろう。
【００５９】
得られた化学発光反応体組成物の湿潤粉体は、淡褐色の砂糖と同様の粘度を有する。流動可能な固体混合物の粘着性のために、湿潤粉体が使用前に圧縮されないことを保障するために解砕するか、又は篩目を通した分篩やブラシのような払い具で攪拌するような方法によって圧縮部分を緩めることが有益であることが分かった。また、材料の配置を促進するために、振動供給システムを使用することもできるであろう。上述した方法は圧縮された部分を緩めるための実施例として役に立つものではあるが、流動可能な固体混合物を解砕するためのいかなる手段をも使用することができるであろう。材料中に予め存在している間隙空間が硬化処理に重要であるという知見に伴う新たに作製された調合物は、完璧な化学発光活性剤試薬の吸収及びこれに対応する光出力に対し、要求される時間内で、即座に顕著な改良が得られた。
【００６０】
このように形状化が可能な化学発光反応組成物は、液体スラリーとして視覚化される均一な分散を得るのに有効な量で第１の高分子樹脂粒子と結合した第１の化学発光反応成分を有している。次いで、流動可能な固体混合物を得るのに有効な量で均一に分散して結合した第２の高分子樹脂粒子量が提供される。この流動可能な固体混合物は、特定形状に形成されるように鋳型成形することができる。流動可能な固体混合物を解砕するための手段は、準備段階で圧縮された凝集塊のいかなる部分をも緩めるために提供されるであろう。また、流動可能な固体混合物を硬化する手段は、型の使用の有無に関わらず提供することもできる。好ましい実施の形態では、第１の高分子樹脂粒子と第２の高分子樹脂粒子は、各々ポリ塩化ビニル樹脂である。活性剤溶液は、通常、光の放出を開始するために成分に添加されるけれども、本発明のシュウ酸塩と活性剤とは交換可能とすることもできる。そのような場合には、第１の化学発光的に反応する成分はシュウ酸塩を含有してもよく、第２の化学発光的に反応する成分は活性剤で構成してもよい。選択的に第１の化学発光的に反応する成分を活性剤で構成し、前記第２の化学発光反応的に反応する成分は、シュウ酸塩を含有してもよい。
【００６１】
化学発光システムを得るために第２の化学発光的に反応する成分を含まれなければならない。そして、本発明の化学発光組成物は、均一な分散を得るために有効な量の第１の高分子樹脂粒子と結合した第１の化学発光的に反応する成分と、流動可能な固体混合物を得るために有効な量で均一な分散を有して結合した第２の高分子樹脂粒子とを含有した第１の化学発光反応体を有している。第２の化学発光反応体成分は、前記第１化学発光反応体成分と前記第２の化学発光反応体成分との間の接触が光を発生するように含有されている。光の発生は可視又は不可視のスペクトル中に少なくとも１つの明確な波長を有している。流動可能な固体混合物を制御可能に活性化するために一つの手段を備えている。
【００６２】
多次元化学発光装置も、また、均一な分散を得るために有効な量の第１の高分子樹脂粒子と結合した第１の化学発光的に反応する成分と、流動可能な固体混合物を得るために有効な量で均一な分散を有して結合した第２の高分子樹脂粒子とを含有した少なくとも一つの第１の化学発光反応体を有している。少なくとも１つの流動可能な固体混合物が多次元容器内で分散され、それによって、流動可能な固体混合物の高密度化が、多次元化学発光装置の形成を引き起こす。第２の化学発光反応成分と多次元化学発光装置との接触が、化学発光光の発生を生じるだろう。既に述べたように、得られた光の放出は１つ以上の明確な波長又は色彩となるであろう。これにより、流動可能な固体混合物の圧縮又は高密度化のための手段は、流動可能な固体混合物を制御可能に活性化する手段を提供し、本発明によって考慮される全ての様々な技術によって達成されるであろう。一例として、流動可能な固体混合物の高密度化が成形技術によってなされ、ここでは成形可能な物体が形成されるか、または中空の物体が、制御された高密度化領域を有しつつ形成される。密度の変動は、光発光反応のための制御パラメータの実例であり、制御可能に活性化される物体が得られる。
【００６３】
本発明の化学発光反応組成物の製造方法は、第１の高分子樹脂を準備し、次いでスラリーを生成するのに有効な量の第１の高分子樹脂で、通常は溶液の形態で第１の化学発光的に反応する成分と結合させる。第２の高分子樹脂を、流動可能な固体混合物を生成するのに有効な量でスラリーと結合させる。流動可能な固体混合物の制御可能な活性化を得る手段は、必要な程度に混合物を圧縮することによって達成されるであろう。図１に示すように、凝集塊の圧縮程度が大きければ大きいほど、光出力のピークに達するのに長時間を要する。
【００６４】
この流動可能な固体混合物は、液体でなくそれ自体平坦でない点で、米国特許第５１７３２１８号で教示される液体スラリーとは顕著に異なる。また、流動可能な固体混合物は、流動性を有するが弛みも落下もしない点で、米国特許第３８１６３２５号に述べられるペーストと顕著に異なっている。最も重要なことは、この粉体組成物は、本質的に高い多孔性と、相互に連結された隙間空間を有することである。さらに、流動可能な固体混合物は、緩やかな力で湿潤粉体を単に押すことによって、確実に固体形状に形成可能な粘着性を有している。例えば、材料は、人間の手によって処理されるか、薄膜シートを作製するために２枚のプレートの間に配される。さらに、湿潤粉体によって示される凝集は、押圧後に所望の形状を維持するのに十分である。例えば、流動可能な固体混合物は、型枠の使用の有無にかかわらず、小さい固形物に押圧され、オーブンで単に焼成処理を施すことにより、粉体中の個々の粒子は結合して単一の多孔性を有する凝集塊となる。変形例では、流動可能な固体混合物を型に配し、型の形状と正確に合致する形状を有する固体物体を形成するために焼成（硬化）されるだろう。一度僅かに圧縮された湿潤粉体は、乾燥粉末や液体スラリーのように流動しないので、本発明の流動可能な固体混合物は、中空物体が製造されるような態様で形成され、処理され、または別の方法で製造されるであろう。そのような中空の化学発光物は、中空内部が維持される一方、物体の外側の光放出面はいかなる所望形状にも形成することができるであろうという点で大きな価値がある。この中空内部は化学発光材料の保護を可能にし、したがって費用を低減するだけでなく、最小コストで高い表面輝度を呈する比較的大きな化学発光物の製造を可能とする。
【００６５】
ＰＶＣは好ましい高分子樹脂であるけれども、高分子組成物はこれに限定されるものではない。
【００６６】
様々な形成方法及び／又は処理方法は、本発明の化学発光反応体組成物に応用することができる。そのような方法は限定されるものではないが、射出成形、押出成形、圧縮成形、鋳型成形、粉末成形、またはゼログラフィのような静電気堆積法が挙げられる。粉末成形は、湿潤粉体と成形用組成物を形成するための硬化可能な添加物とを混合した乾燥物からなる。
【００６７】
さらに、流動可能な固体混合物は、化学発光反応体組成物を保持している容器の表面に電荷が付与されるゼログラフィのような方法を介して静電気的に堆積することができるであろう。化学発光反応体組成物と容器表面との間の粘着は、容器内での化学発光反応組成物の特殊な配置を可能にする帯電領域のみで起こる。
【００６８】
すべての特許及び刊行物は、各々個々の公表が参考文献によって組み込まれるように明確かつ個別に示されるのと同程度に、参考文献によって組み込まれている。
【００６９】
本発明の一実施の形態を示しているが、ここで述べ又は示す特定の形態又は方法に限定されないことは理解すべきである。様々な変形例が本発明の範囲から逸脱することなく作製されるであろうことは当業者にとって明らかであろうし、本発明は、明細書及び図面で示し、述べていることに限定されるものではない。本発明が、目的を遂行するのに十分に適合しており、これら固有のものに加え、本発明が言及した目的及び利点を得ることについては、当業者は容易に認識するだろう。本明細書で記述された実施の形態、方法、手順及び技術は、現に好ましい実施の形態を代表しており、模範的であることを意図しており、本発明範囲の限定を意図してない。本明細書の変形及び他の用途は、本発明の精神に包含され、添付の特許請求の範囲によって定義される技術分野の当業者は考え付くだろう。本発明は、特定の好ましい実施の形態に関して説明したけれども、特許請求の範囲に記載された発明は、そのような特定の実施の形態に不必要に限定されるべきでないことは理解すべきである。実際、当業者に明らかな本発明を実行するための上述した態様の様々変形例は、特許請求の範囲の範囲内に意図されている。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】固体シュウ酸塩の異なる嵩密度に対し、光出力と活性化時間とを表わす図である。
【図２】本発明の例示的実施の形態の透視図である。
【図３】化学発光反応体組成物が配されている図２の例示的実施の形態の断面図である。
【図４】充填剤を使用することによって化学発光反応体組成物の高密度化を示す図３の断面図である。
【図５】第２の化学発光反応成分のアンプルの位置と流動可能な固体混合物内の空隙を示す高密度化後の例示的実施の形態の断面図である。
【図６】化学発光反応体組成物の位置を示す本発明の他の例示的実施の形態の断面図である。
【図７】化学発光反応体組成物中での圧縮具の位置を示す図６の実施の形態の断面図である。
【図８】図７の圧縮具によって化学発光反応体組成物の高密度化された本発明の実施の形態の断面図である。
【図９】高密度化された化学発光反応体組成物を示す本発明の実施の形態の断面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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