(57)【要約】【課題】屋外などでも簡単に製造でき且つ製造の際に演出効果が得られる新規な構造の化学発光体、および、演出効果に優れた化学発光体の発光方法を提供する。【解決手段】化学発光体は、蛍光液と酸化液とを容器（１）に収容して成り、容器（１）は、チューブ状の充填口（１０）を備え、当該充填口は、蛍光液および酸化液を容器（１）に充填した後、内部形状が略有底円筒状に形成されたキャップを被せ、当該キャップを回転溶接することにより封止される。また、化学発光体の発光方法においては、蛍光液および酸化液を容器（１）に充填するにあたり、蛍光液と酸化液とを予め混合して充填することにより、充填の直前に発光させる。あるいは、蛍光液と酸化液とを同時または逐次に充填することにより、充填の際に発光させる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
蛍光液と酸化液とを容器に収容して成る化学発光体であって、前記容器は、チューブ状の充填口を備え、当該充填口は、蛍光液および酸化液を前記容器に充填した後、内部形状が略有底円筒状に形成されたキャップを被せ、当該キャップを回転溶接することにより封止されることを特徴とする化学発光体。
【請求項２】
キャップの内周部が奥端に向かうに従い漸次縮径するテーパー状に形成されている請求項１に記載の化学発光体。
【請求項３】
キャップの内周部の傾斜角度が４〜７°に設定されている請求項２に記載の化学発光体。
【請求項４】
請求項１〜３の何れかに記載の化学発光体の発光方法であって、蛍光液および酸化液を容器に充填するにあたり、蛍光液と酸化液とを予め混合して充填することにより、充填の直前に発光させることを特徴とする化学発光体の発光方法。
【請求項５】
請求項１〜３の何れかに記載の化学発光体の発光方法であって、蛍光液および酸化液を容器に充填するにあたり、蛍光液と酸化液とを同時または逐次に充填することにより、充填の際に発光させることを特徴とする化学発光体の発光方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、化学発光体およびその発光方法に関するものであり、詳しくは、主に発光玩具や演出器具として使用される化学発光体であって、屋外などでも簡単に製造でき且つ製造の際に演出効果が得られる化学発光体およびその発光方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
化学発光体は、可撓性透明容器（プラスチック製容器）の内部に少なくとも１個の破割性容器（ガラスアンプル）が挿入され、各容器には混合によって化学発光現象を生じる蛍光液および酸化液がそれぞれ充填された構造を備えており、プラスチック製容器を湾曲させてその中のガラスアンプルを割った後、プラスチック製容器を振って２種の溶液を混合することにより発光させるものである。（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
上記の様な化学発光体は、非常用あるいは簡易的な照明具、表示灯の他、特に発光玩具として多く使用されるが、プラスチック製容器のデザインにより種々の形態に設計でき、例えば、ネックレス、ブレスレット等を構成する場合は、細管状に形成したプラスチック製容器の両端部をコネクターで連結することにより環状に変形させる。なお、化学発光体においては、例えば酸化液が封入されたガラスアンプルおよび蛍光液をプラスチック製容器に封入するにあたり、浸透性の高い蛍光液などの溶液の漏洩を防止するため、チューブ状の充填口、例えばネックレスやブレスレットの場合は細管状の容器の端部を溶封している（例えば、特許文献２参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−４５６０２号公報
【特許文献２】
実願平２−１２４００１（実開平４−８１３０１）のマイクロフィルム
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、発光玩具などの化学発光体は、主に発光による演出効果を企図したものであるが、遊園地やイベント会場においては、顧客の目前で製造し且つ製造と略同時に溶液を混合して発光させ、そして、顧客へ直ちに提供できるならば、より興味を喚起でき、一層の演出効果が期待できる。
【０００６】
しかしながら、溶液を充填した後に容器の充填口を溶封するには、金型を含む専用の加熱溶着装置が必要であり、設備が大掛かりになると共に、溶封操作には、樹脂の冷却時間を含めて３０〜６０秒程度の時間を要するため、屋外などの工場以外の場所において、発光状態で迅速かつ大量に提供するのは実質的に困難である。
【０００７】
本発明は、上記の実情に鑑みなされたものであり、その目的は、屋外などでも簡単に製造でき且つ製造の際に演出効果が得られる新規な構造の化学発光体、および、演出効果に優れた化学発光体の発光方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、発光させた化学発光体を直ちに顧客に提供するため、容器の充填口の封止構造として、特定形状のキャップを使用した特定の溶接技術により、大掛かりな設備を使用することなく、容器の充填口を瞬時に封止し得る構造を採用した。
【０００９】
すなわち、本発明の要旨は、蛍光液と酸化液とを容器に収容して成る化学発光体であって、前記容器は、チューブ状の充填口を備え、当該充填口は、蛍光液および酸化液を前記容器に充填した後、内部形状が略有底円筒状に形成されたキャップを被せ、当該キャップを回転溶接することにより封止されることを特徴とする化学発光体に存する。
【００１０】
また、本発明の他の要旨は、上記の化学発光体の発光方法であって、蛍光液および酸化液を容器に充填するにあたり、蛍光液と酸化液とを予め混合して充填することにより、充填の直前に発光させることを特徴とする化学発光体の発光方法に存する。
【００１１】
更に、本発明の他の要旨は、上記の化学発光体の発光方法であって、蛍光液および酸化液を容器に充填するにあたり、蛍光液と酸化液とを同時または逐次に充填することにより、充填の際に発光させることを特徴とする化学発光体の発光方法に存する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の化学発光体における溶液の充填方法および発光方法を示すフロー図である。図２は、本発明の化学発光体に使用するキャップの構造を一部破断して示す側面図および正面図である。図３は、本発明の化学発光体の一例としてのブレスレットを示す正面図であり、図４は、本発明の化学発光体の一例としてのペンダントを示す正面図である。
【００１３】
先ず、本発明の化学発光体について説明する。本発明の化学発光体は、シュウ酸エステル及び蛍光物質を含有する蛍光液と過酸化水素および触媒成分を含有する酸化液とを容器（１）（図１参照）に直接収容して構成される。本発明の化学発光体における発光原理それ自体は、従来公知の化学発光体と同じであり、従来の蛍光液および酸化液を構成する各成分に基づく化学発光反応による。
【００１４】
すなわち、オキサレートと過酸化水素との反応により発光中間体（過酸化物）が生じ、当該発光中間体により蛍光物質が強く発光する。具体的には、オキサレートと過酸化水素による化学発光反応（過シュウ酸エステル化学発光）により、過酸化物から１，２−ジオキセタンジオン又は置換１，２−ジオキセタンジオンが生じ、これと蛍光物との間で電荷移動錯体が形成され、これから、励起状態の蛍光物と二酸化炭素とに分解する。そして、斯かる反応は、触媒の作用により促進される。従って、本発明においては、従来の蛍光液および酸化液を構成する各成分を使用することが出来る。
【００１５】
蛍光物質としては、３００〜１２００ｎｍにスペクトル発光を有し、かつ、溶媒に可溶なものであれば特に制限はない。これらの蛍光物質としては、例えば、置換アントラセン、ペンタセン、ペリレン、置換ナフタセン等の共役多環芳香族化合物が挙げられる。好適な蛍光物質としては、９，１０−ビス（フェニルエチニル）アントラセン、９，１０−ジフェニルアントラセン、９，１０−ビス−（４−エトキシフェニル）−２−クロロアントラセン、５，６，１１，１２−テトラフェニルナフタセン等が挙げられる。
【００１６】
シュウ酸エステルとしては、例えば、ビス（２，４，５−トリクロロ−６−カルボブトキシフェニルオキザレート）等が挙げられ、触媒成分（賦活剤）としては、例えば、サリチル酸ナトリウム等のカルボン酸塩などが挙げられ、そして、溶媒としては、例えば、フタル酸ジメチル、フタル酸ジブチル等のフタル酸エステルが挙げられる。
【００１７】
本発明の化学発光体は、上記の蛍光液および酸化液を充填した後に直ちに使用されるものであり、従来の化学発光体の様に保管中の容器（１）の劣化を考慮する必要がなく、また、アンプルを破割するために折り曲げる必要がないため、容器（１）は、蛍光液および酸化液を密封し得る限り、各種の樹脂材料で構成することが出来る。具体的には、容器（１）の材料としては、塩化ビニル、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ＡＢＳ、ナイロン６、ナイロン６６、ポリアセタール、ポリフッ化ビニリデン、フッ素樹脂類などを使用することが出来る。
【００１８】
容器（１）は、任意の各種形状にデザインすることが出来るが、上記の蛍光液および酸化液を充填し且つ後述するキャップ（２）（図２参照）を取り付けるため、チューブ状の充填口（１０）を備えている必要がある。例えば、図３に示す化学発光体は、ブレスレットとして構成されたものであり、斯かる化学発光体における容器（１）は、図３（ａ）に示す様に当初は細管状に形成されており、その一端（図面において下方の端部）を溶封され且つ他方の端部（図面において上方の端部）を充填口（１０）とされている。なお、図３に示す化学発光体は、分図（ｂ）に示す様に、使用時には環状に変形させる様になされている。
【００１９】
また、図４に示す化学発光体は、ペンダントとして構成されたものであり、斯かる化学発光体における容器（１）は、例えば扁平な星型状に形成されており、その一部にチューブ状の充填口（１０）が突設されている。なお、容器（１）の内部には、触媒を添加した板状体や不織布などが収容されてもよい。また、通常、上記の様な充填口（１０）の外径は４〜８ｍｍ程度とされる。
【００２０】
本発明の化学発光体は、蛍光液および酸化液の充填の際に発光させ且つ充填後は直ちに使用を開始するため、充填口（１０）が特定の封止構造を備えている。すなわち、本発明において、充填口（１０）は、蛍光液および酸化液を容器（１）に充填した後、内部形状が略有底円筒状に形成されたキャップ（２）を被せ、当該キャップを回転溶接することにより封止される。
【００２１】
キャップ（２）は、図２に示す様に、チューブ状の充填口（１０）を相対的に嵌合させることが出来かつ回転溶接に適した形状の穴（２１）を備えていることが必要である。具体的には、キャップ（２）の内周部（穴（２１）の内周部）は、奥端に向かうに従い漸次縮径するテーパー状に形成されているのが好ましい。穴（２１）の寸法は、充填口（１０）の大きさに準じて設定されるが、通常、基端側の直径を４〜８ｍｍ程度、奥端側の直径を３．７〜７．７ｍｍ程度、長さを７〜１２ｍｍ程度とされる。そして、キャップ（２）の内周部（穴（２１）の内周部）の傾斜角度（θ）（穴を円筒とした場合の仮想内周面に対する実際の内周面の傾斜角度）は４〜７°に設定される。内周部の傾斜角度（θ）を上記の範囲に設定することにより、充填口（１０）に対し、キャップ（２）を一層迅速に且つピンホールのない状態に確実に溶接することが出来る。
【００２２】
キャップ（２）は、上記の様に、チューブ状の充填口（１０）に溶接し得る構造を備えている限り、外観形状は各種の形状に設計することが出来る。例えば、図２に示すキャップ（２）は、図３に示す様なブレスレットを構成する化学発光体に適用されるキャップである。斯かるキャップ（２）は、外形を六角柱状に形成されており、その一端側には、充填口（１０）を相対的に挿入する上記の穴（２１）が設けられ、他端側には、細管状の容器（１）の一端（図３（ａ）の容器（１）の下端）を挿入する嵌合穴（２２）が設けられる。なお、中央部の貫通孔（２３）はストラップ等を取り付けるための穴である。
【００２３】
また、図４に示すキャップ（２）は、ペンダント等に適用されるキャップであり、外形を六角柱状に形成され、そして、その一端側には、上記の穴（２１）が設けられ、他端側には、紐を挿通可能な吊下げ部が設けられる。なお、キャップ（２）の外周部は、これを充填口（１０）に回転溶接する際に後述の回転溶接装置のソケット（回転工具）で把持し易い様に、例えば六角柱状（ナット状）に形成される。
【００２４】
本発明の化学発光体においては、迅速な組立を行うため、キャップ（２）は充填口（１０）に対して回転溶接される。回転溶接は、例えば樹脂同士を接触状態で高速回転させることにより溶融一体化する溶接法であり、スピンウェルディング或いは摩擦溶接としても知られている。キャップ（２）を回転溶接するには、キャップ（２）が容器（１）の充填口（１０）と略同様の材料で構成されているのが好ましい。具体的には、キャップ（２）を構成する樹脂の９０％以上の成分が、容器（１）の充填口（１０）を構成する樹脂の成分と同等であるのが好ましい。
【００２５】
次に、上記の化学発光体の製造方法および発光方法について説明する。本発明の化学発光体の製造においては、最初に、前述の様な容器（１）を準備し、蛍光液および酸化液を容器（１）に充填する。これら溶液の充填においては、蛍光液および酸化液を容器（１）に加圧供給する方法も採用し得るが、細管状の容器（１）に充填する場合は、図１に示す様な溶液充填装置を使用するのが好ましい。
【００２６】
図１に示す溶液充填装置は、蛍光液および酸化液を容器（１）に真空充填する装置であり、容器（１）の充填口（１０）に装着する充填用蓋（３）と、当該充填用蓋を通じて容器（１）内を減圧する減圧機構（４）と、充填用蓋（３）を通じて蛍光液および酸化液を容器（１）に供給する溶液供給機構（５）とから主に構成される。
【００２７】
充填用蓋（３）は、ゴム等の軟弾性材料から成り且つ充填口（１０）に気密に装着し得る逆有底円筒状の蓋であり、その上端面には、減圧機構（４）に連なる細管状の脱気ノズル（３４）と、溶液供給機構（５）から連なる溶液ノズル（３５）とが取り付けられている。そして、容器（１）の充填口（１０）に装着した場合、脱気ノズル（３４）の先端が容器（１）の充填口（１０）内の上部に位置し、溶液ノズル（３５）の先端が容器（１）内の略中央部に位置する様になされている。
【００２８】
減圧機構（４）は、真空ポンプ（４２）、溶液トラップ容器（４１）、仕切弁（７１）等を備えており、上記の脱気ノズル（３４）と溶液トラップ容器（４１）とを配管（６１）によって接続し、溶液トラップ容器（４１）と真空ポンプ（４２）とを配管（６２）によって接続し、かつ、配管（６１）の途中に仕切弁（７１）を配置して構成される。なお、溶液トラップ容器（４１）は、容器（１）内の減圧と同時に蛍光液および／または酸化液を容器（１）に供給する場合に使用される容器であり、減圧機構（４）側に吸引される余剰の蛍光液または酸化液を捕捉するために配置される。
【００２９】
溶液供給機構（５）は、酸化液容器（５３）、蛍光液容器（５４）、（５５）及び（５６）、仕切弁（７３）、（７４）、（７５）及び（７６）、仕切弁（７７）等を備えており、酸化液容器（５３）と溶液供給用の共通配管（６７）とを配管（６３）によって接続し、各蛍光液容器（５４）、（５５）、（５６）と共通配管（６７）とをそれぞれ配管（６４）、（６５）、（６６）によって接続し、かつ、各配管（６３）、（６４）、（６５）、（６６）の途中にそれぞれ仕切弁（７３）、（７４）、（７５）、（７６）を配置し、更に、上記の溶液ノズル（３５）へ至る共通配管（６７）の途中に仕切弁（７７）を配置して構成される。
【００３０】
なお、上記の溶液供給機構（５）においては、蛍光液容器（５４）、（５５）及び（５６）にそれぞれ発色の異なる蛍光液、例えばグリーン、ブルー、レッドの３色の蛍光液が収容されており、これらの蛍光液は、仕切弁（７４）、（７５）、（７６）の操作により、選択的または同時に使用することが出来る。また、共通配管（６７）、特に仕切弁（７７）よりも下流側の共通配管（６７）が透明管によって構成されている場合には、後述する様に蛍光液および酸化液を予め混合して充填した際、発光した溶液の流れを視覚的に確認できるため、演出効果を一層高めることが出来る。
【００３１】
上記の様な溶液充填装置を使用した蛍光液および酸化液の容器（１）への充填においては、容器（１）の充填口（１０）に上記の充填用蓋（３）を装着した後、容器（１）に蛍光液および酸化液を充填する。斯かる充填においては、容器（１）の内部を一旦減圧した後、蛍光液や酸化液を充填してもよいが、より迅速に充填するには、容器（１）の内部の減圧と並行して蛍光液や酸化液の充填を行うのが好ましい。
【００３２】
すなわち、蛍光液および酸化液の充填においては、減圧機構（４）の真空ポンプ（４２）を作動させ、仕切弁（７１）を開放し、脱気ノズル（３４）を通じて容器（１）の内部を減圧する。一方、溶液供給機構（５）においては、酸化液容器（５３）から共通配管（６７）に至る配管（６３）の仕切弁（７３）を開放すると共に、予め選択した蛍光液容器（５４）、（５５）及び（５６）から共通配管（６７）に至る配管（６４）、（６５）、（６６）の仕切弁（７４）、（７５）、（７６）の少なくとも１つを開放しておき、そして、容器（１）内の減圧に伴い、共通配管（６７）の仕切弁（７７）を開放する。その結果、充填用蓋（３）の脱気ノズル（３４）を通じて容器（１）の内部が減圧され、これにより、溶液ノズル（３５）を通じて容器（１）に所定の蛍光液と酸化液が供給される。
【００３３】
上記の様な蛍光液および酸化液の充填は、溶液供給機構（５）の弁操作により、蛍光液と酸化液とを同時に容器（１）に供給する操作であり、斯かる操作によれば、溶液供給機構（５）の共通配管（６７）において蛍光液と酸化液とを予め混合することが出来、蛍光液と酸化液とを発光状態で容器（１）に充填することが出来る。
【００３４】
また、上記の充填では、溶液供給機構（５）の操作において、蛍光液と酸化液とを逐次に充填することも出来る。すなわち、蛍光液と酸化液とを逐次に充填する場合は、例えば、予め選択した蛍光液容器（５４）、（５５）、（５６）から共通配管（６７）に至る配管（６４）、（６５）、（６６）の各仕切弁（７４）、（７５）、（７６）の少なくとも１つを開放すると共に、共通配管（６７）の仕切弁（７７）を開放し、容器（１）に対し、最初に蛍光液を所定量充填する。次いで、酸化液容器（５３）に通じる配管（６３）の仕切弁（７３）を開放することにより、容器（１）に対して酸化液を所定量充填する。斯かる操作によれば、容器（１）において蛍光液と酸化液とを混合することが出来、蛍光液および酸化液の充填の際に発光させることが出来る。
【００３５】
なお、上記の溶液充填装置において、共通配管（６７）の仕切弁（７７）を溶液ノズル（３５）の直近に配置し、かつ、酸化液容器（５３）から共通配管（６７）に至る配管（６３）と、各蛍光液容器（５４）、（５５）、（５６）から共通配管（６７）に至る配管（６４）、（６５）、（６６）とを仕切弁（７７）に近接配置するならば、蛍光液と酸化液とを同時に充填した場合でも、容器（１）への充填の際に発光させることが出来る。
【００３６】
上記の様に、蛍光液および酸化液を充填した後は、容器（１）の充填口（１０）を直ちに封止する。充填口（１０）の封止においては、上記のキャップ（２）を充填口（１０）に被せ、キャップ（２）を回転溶接することにより封止する。キャップ（２）を溶接する手段としては、図示省略するが、例えば、容器（１）の充填口（１０）を把持するバイス構造の充填口固定治具と、ブレーキ付の直流モーターによって６角穴のソケットを回転させるキャップ回転装置と、直流モーターの回転速度および作動時間を制御するコントローラーとから成る回転溶接装置が使用される。
【００３７】
充填口（１０）の封止においては、上記の様な回転溶接装置を使用し、キャップ（２）を充填口（１０）に幾分加圧状態で被せ、所定回転数でキャップ（２）を所定時間回転させることにより、充填口（１０）にキャップ（２）をピンホールのない状態で溶接でき、その結果、容器（１）に蛍光液および酸化液を確実に封入するすることが出来る。回転溶接における操作条件は、キャップの材質によっても異なるが、例えば、前述の大きさのキャップ（２）の場合、キャップ（２）の回転数は１５００〜３０００ｒｐｍ程度、溶接時間は１〜０．４秒程度である。
【００３８】
上記の様に、本発明の化学発光体は、蛍光液および酸化液を容器（１）に直接充填し且つ特定形状のキャップ（２）の回転溶接により容器（１）の充填口（１０）を封止する構造を備えており、瞬時に且つ気密に容器（１）を封止できるため、遊園地やイベント会場などの工場以外の場所でも極めて簡単に製造できる。そして、顧客の目前で製造した場合には、製造過程で発光させ、発光状態で直ちに提供できるため、一層の演出効果が得られる。また、工場以外の場所で簡単に製造できるため、色や発光時間に関して顧客の要望に応じて製造することが出来る。
【００３９】
更に、本発明の化学発光体は、蛍光液および酸化液を容器（１）に直接充填して直ちに使用する化学発光体であり、従来の化学発光体の様にガラスアンプルを使用することなく且つ保存を前提としないため、溶液による容器（１）の劣化を危惧する必要がなく、容器（１）の構成材料として、より柔軟な材料、より硬い材料、より透明度の高い材料など、一層幅広い材料の中から選択することが出来、容器デザインをより豊富化することが出来る。また、本発明の化学発光体は、従来の化学発光体の様にガラスアンプルを使用することがないため、破損の虞がなく、安全性に優れている。
【００４０】
また、上記の様に、本発明に係る化学発光体の発光方法は、蛍光液および酸化液を容器（１）に充填するにあたり、蛍光液と酸化液とを予め混合して充填することにより、充填の直前に発光させる。あるいは、蛍光液および酸化液を容器（１）に充填するにあたり、蛍光液と酸化液とを同時または逐次に充填することにより、充填の際に発光させる。従って、蛍光液および酸化液の充填の様子を視覚的に確認できるため、遊園地やイベント会場で実施することにより、一層演出効果が得られる。また、使用直前に蛍光液と酸化液とを混合して発光させるため、使用時にはより高い輝度の発光が得られる。
【００４１】
【発明の効果】
本発明に係る化学発光体によれば、蛍光液および酸化液を容器に直接充填し且つ特定形状のキャップの回転溶接により容器の充填口を封止する構造を備えており、瞬時に且つ気密に容器を封止できるため、遊園地やイベント会場などの工場以外の場所でも極めて簡単に製造でき、そして、顧客の目前で製造した場合には、製造過程で発光させ、発光状態で直ちに提供できるため、一層の演出効果が得られる。また、本発明に係る化学発光体の発光方法によれば、蛍光液および酸化液の充填の様子を視覚的に確認できるため、一層の演出効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の化学発光体における溶液の充填方法および発光方法を示すフロー図である。
【図２】本発明の化学発光体に使用するキャップの構造を一部破断して示す側面図および正面図である。
【図３】本発明の化学発光体の一例としてのブレスレットを示す正面図である。
【図４】本発明の化学発光体の一例としてのペンダントを示す正面図である。
【符号の説明】
１  ：容器
１０：充填口
２  ：キャップ
２１：穴
３  ：充填用蓋
３４：脱気ノズル
３５：溶液ノズル
４  ：減圧機構
４２：真空ポンプ
５  ：溶液供給機構
５３：酸化液容器
５４：蛍光液容器
５５：蛍光液容器
５６：蛍光液容器
θ  ：傾斜角度
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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