(57)【要約】  【課題】  外力を印加したときには発光を示し、外力を印加していないときにも優れた視認性を有する新規な発光性複合材料を提供する。  【解決手段】    応力発光材料および蓄光材料を樹脂などの他の材料と複合化することにより発光性複合材料を作製する。応力発光材料樹脂複合体と蓄光材料樹脂複合体とを積層して発光性複合材料を作製してもよい。応力発光材料は、アルカリ土類金属およびアルミニウムの酸化物を母体とし、これに希土類元素を添加したもの、例えばＳｒＡｌ2 Ｏ4 ：Ｅｕ，Ｌａなどである。蓄光材料はＣａＡｌ2 Ｏ4 ：Ｅｕ，Ｎｄなどである。樹脂はエポキシ樹脂やシリコーン樹脂などである。【選択図】        図２１
2005213421.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
応力発光材料と蓄光材料とを含む
ことを特徴とする発光性複合材料。
【請求項２】
上記応力発光材料は、アルカリ土類金属およびアルミニウムの酸化物を母体とし、これに希土類元素が添加されたものであることを特徴とする請求項１記載の発光性複合材料。
【請求項３】
上記応力発光材料が、
Ｓｒp Ｅｕq Ｌａr Ａｌ2 Ｏ4-s 
ただし、ｐ＋ｑ＋ｒ＝１
０．８＜ｐ＜１
０＜ｑ＜０．２
０＜ｒ＜０．２
−０．１＜ｓ＜０．２
で表される組成を有することを特徴とする請求項１記載の発光性複合材料。
【請求項４】
上記応力発光材料が、
Ｓｒ1-x Ａｌ2 Ｏ4-x-y 
ただし、−０．３＜ｘ＜０．３
０≦ｙ＜０．２
で表される材料に少なくともＥｕおよびＬａが添加されてなることを特徴とする請求項１記載の発光性複合材料。
【請求項５】
ＥｕおよびＬａの添加量の合計がＳｒに対するモル％で０．００２％以上３０％以下であることを特徴とする請求項４記載の発光性複合材料。
【請求項６】
ＥｕおよびＬａのそれぞれの添加量がＳｒに対するモル％で０．００１％以上２０％以下であることを特徴とする請求項４記載の発光性複合材料。
【請求項７】
上記応力発光材料が、
Ｓｒ1-x Ａｌ2 Ｏ4-x-y 
ただし、−０．３＜ｘ＜０．３
０≦ｙ＜０．２
で表される材料に少なくともＥｕとＣｅ、Ｅｒ、ＬａまたはＴｍとが添加されてなることを特徴とする請求項１記載の発光性複合材料。
【請求項８】
上記応力発光材料が、
Ｓｒ1-x Ａｌ2 Ｏ4-x-y 
ただし、−０．３＜ｘ＜０．３
０≦ｙ＜０．２
で表される材料に少なくともＥｕとＣｅ、Ｅｒ、Ｌａ、Ｔｍ、Ｇｄ、ＬｕまたはＹｂとが添加されてなることを特徴とする請求項１記載の発光性複合材料。
【請求項９】
上記応力発光材料が、
Ｍ1-x Ａｌ2 Ｏ4-x-y 
ただし、−０．３＜ｘ＜０．３
０≦ｙ＜０．２
Ｍ＝Ｓｒk Ｂａl Ｃａm Ｍｇn 
（０≦ｋ，ｌ，ｍ，ｎ≦１，ｋ＋ｌ＋ｍ＋ｎ＝１）
で表される材料に少なくともＥｕおよびＬａが添加されてなることを特徴とする請求項１記載の発光性複合材料。
【請求項１０】
ＥｕおよびＬａの添加量の合計がＭに対するモル％で０．００２％以上３０％以下であることを特徴とする請求項９記載の発光性複合材料。
【請求項１１】
ＥｕおよびＬａのそれぞれの添加量がＭに対するモル％で０．００１％以上２０％以下であることを特徴とする請求項９記載の発光性複合材料。
【請求項１２】
上記応力発光材料が、
Ｍ1-x Ａｌ2 Ｏ4-x-y 
ただし、−０．３＜ｘ＜０．３
０≦ｙ＜０．２
Ｍ＝Ｓｒk Ｂａl Ｃａm Ｍｇn 
（０≦ｋ，ｌ，ｍ，ｎ≦１，ｋ＋ｌ＋ｍ＋ｎ＝１）
で表される材料に少なくともＥｕとＣｅ、Ｅｒ、ＬａまたはＴｍとが添加されてなることを特徴とする請求項１記載の発光性複合材料。
【請求項１３】
上記応力発光材料が、
Ｍ1-x Ａｌ2 Ｏ4-x-y 
ただし、−０．３＜ｘ＜０．３
０≦ｙ＜０．２
Ｍ＝Ｓｒk Ｂａl Ｃａm Ｍｇn 
（０≦ｋ，ｌ，ｍ，ｎ≦１，ｋ＋ｌ＋ｍ＋ｎ＝１）
で表される材料に少なくともＥｕとＣｅ、Ｅｒ、Ｌａ、Ｔｍ、Ｇｄ、ＬｕまたはＹｂとが添加されてなることを特徴とする請求項１記載の発光性複合材料。
【請求項１４】
上記蓄光材料は、ＣａＡｌ2 Ｏ4 ：Ｅｕ，Ｎｄ、Ｓｒ4 Ａｌ14Ｏ25：Ｅｕ，Ｄｙ、ＳｒＡｌ2 Ｏ4 ：Ｅｕ，Ｄｙ、Ｙ2 Ｏ2 Ｓ：Ｅｕ，Ｍｇ，Ｔｉ、Ｓｒ2 ＭｇＳｉ2 Ｏ8 ：Ｅｕ，Ｄｙ、Ｓｒ2 ＭｇＳｉＯ7 ：Ｅｕ，Ｄｙ、ＳｒＡｌ3 Ｏ5 （ＯＨ）：Ｅｕ，Ｄｙ、ＺｎＧａ2 Ｏ4 ：ＭｎおよびＧｄＯ2 Ｓ：Ｅｕ，Ｍｇ，Ｔｉからなる群より選ばれた少なくとも一種の蓄光材料からなることを特徴とする請求項１記載の発光性複合材料。
【請求項１５】
応力発光材料と蓄光材料とその他の材料とを含む
ことを特徴とする発光性複合材料。
【請求項１６】
上記応力発光材料が、
Ｓｒp Ｅｕq Ｌａr Ａｌ2 Ｏ4-s 
ただし、ｐ＋ｑ＋ｒ＝１
０．８＜ｐ＜１
０＜ｑ＜０．２
０＜ｒ＜０．２
−０．１＜ｓ＜０．２
で表される組成を有することを特徴とする請求項１５記載の発光性複合材料。
【請求項１７】
上記応力発光材料が、
Ｓｒ1-x Ａｌ2 Ｏ4-x-y 
ただし、−０．３＜ｘ＜０．３
０≦ｙ＜０．２
で表される材料に少なくともＥｕおよびＬａが添加されてなることを特徴とする請求項１５記載の発光性複合材料。
【請求項１８】
上記応力発光材料が、
Ｓｒ1-x Ａｌ2 Ｏ4-x-y 
ただし、−０．３＜ｘ＜０．３
０≦ｙ＜０．２
で表される材料に少なくともＥｕとＣｅ、Ｅｒ、ＬａまたはＴｍとが添加されてなることを特徴とする請求項１５記載の発光性複合材料。
【請求項１９】
上記応力発光材料が、
Ｓｒ1-x Ａｌ2 Ｏ4-x-y 
ただし、−０．３＜ｘ＜０．３
０≦ｙ＜０．２
で表される材料に少なくともＥｕとＣｅ、Ｅｒ、Ｌａ、Ｔｍ、Ｇｄ、ＬｕまたはＹｂとが添加されてなることを特徴とする請求項１５記載の発光性複合材料。
【請求項２０】
上記応力発光材料が、
Ｍ1-x Ａｌ2 Ｏ4-x-y 
ただし、−０．３＜ｘ＜０．３
０≦ｙ＜０．２
Ｍ＝Ｓｒk Ｂａl Ｃａm Ｍｇn 
（０≦ｋ，ｌ，ｍ，ｎ≦１，ｋ＋ｌ＋ｍ＋ｎ＝１）
で表される材料に少なくともＥｕおよびＬａが添加されてなることを特徴とする請求項１５記載の発光性複合材料。
【請求項２１】
上記応力発光材料が、
Ｍ1-x Ａｌ2 Ｏ4-x-y 
ただし、−０．３＜ｘ＜０．３
０≦ｙ＜０．２
Ｍ＝Ｓｒk Ｂａl Ｃａm Ｍｇn 
（０≦ｋ，ｌ，ｍ，ｎ≦１，ｋ＋ｌ＋ｍ＋ｎ＝１）
で表される材料に少なくともＥｕとＣｅ、Ｅｒ、ＬａまたはＴｍとが添加されてなることを特徴とする請求項１５記載の発光性複合材料。
【請求項２２】
上記応力発光材料が、
Ｍ1-x Ａｌ2 Ｏ4-x-y 
ただし、−０．３＜ｘ＜０．３
０≦ｙ＜０．２
Ｍ＝Ｓｒk Ｂａl Ｃａm Ｍｇn 
（０≦ｋ，ｌ，ｍ，ｎ≦１，ｋ＋ｌ＋ｍ＋ｎ＝１）
で表される材料に少なくともＥｕとＣｅ、Ｅｒ、Ｌａ、Ｔｍ、Ｇｄ、ＬｕまたはＹｂとが添加されてなることを特徴とする請求項１５記載の発光性複合材料。
【請求項２３】
上記その他の材料が透明な材料であることを特徴とする請求項１５記載の発光性複合材料。
【請求項２４】
上記その他の材料が樹脂であることを特徴とする請求項１５記載の発光性複合材料。
【請求項２５】
上記樹脂は、シリコーンゴム、ポリウレタン樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルメタクリレート、ＡＢＳ樹脂、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリアセタール、ポリエステル、エポキシ樹脂、シロキサン結合を有する有機シリコーン化合物および有機圧電材料からなる群より選ばれた少なくとも一種以上の樹脂からなることを特徴とする請求項２４記載の発光性複合材料。
【請求項２６】
上記樹脂は可視光から紫外光に対して透明性を有する少なくとも一種以上の樹脂からなることを特徴とする請求項２４記載の発光性複合材料。
【請求項２７】
応力発光材料樹脂複合体と蓄光材料樹脂複合体とが積層されてなる
ことを特徴とする発光性複合材料。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、発光性複合材料に関し、例えば、発光を効果的に利用するエンターテインメント分野あるいはアミューズメント分野や光学分野などで使用される発光性複合材料に適用して好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、独立行政法人産業技術総合研究所センターの徐超男らによって精力的な研究が行われ、様々な材料系において応力発光現象が観測されている（例えば、非特許文献１−１１）。
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−１１６９４６号公報
【特許文献２】特許第３２６５３５６号明細書
【特許文献３】特許第３１３６３３８号明細書
【特許文献４】特許第２９９２６３１号明細書
【特許文献５】特許第３１３６３４０号明細書
【特許文献６】特許第３４２１７３６号明細書
【特許文献７】特開２００１−４９２５１号公報
【特許文献８】特許第３２７３３１７号明細書
【特許文献９】特開２００２−１９４３４９号公報
【特許文献１０】特開２００２−２２５８７号公報
【特許文献１１】特開２００３−１６５９７３号公報
【０００４】
また、本出願人により、ＳｒＡｌ2 Ｏ4 ：Ｅｕなどの応力発光材料と樹脂などとを複合化させた複合材料が提案されている（例えば、特許文献１２）。
【０００５】
【特許文献１２】国際公開第０３／０５７７９７号パンフレット  なお、蓄光材料について多くの報告または解説がある（例えば、非特許文献１、２、特許文献１３、１４）。
【０００６】
【非特許文献１】T.Matsuzawa,Y.Aoki,T.Takeuchi and Y.Murayama,J.Electrochem.Soc.,          143(1996)2670-2673
【非特許文献２】村山義彦、プラスチックス、Vol.52,No9,53-55
【特許文献１３】特許第２５４３８２５号明細書
【特許文献１４】特開平７−１１２５０号公報
【０００７】
また、ＳｒＡｌ2 Ｏ4 系材料の合成およびＸ線回折による測定結果について報告されている（非特許文献３）。
【非特許文献３】F.Hanic,T.Y.Chemekova and J.Majling,J.Appl.Phys.,12(1979)243
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述の従来の技術で作製される応力発光材料を樹脂などと複合化し、この複合材料に外力を印加して応力を発生させたときには、暗所で発光を明瞭に観察することができる。しかしながら、この複合材料は、外力を印加しないときには全く発光しないため、そのものがどこにあるか確認することができず、暗所での視認性に乏しいという欠点があった。
【０００９】
この発明は、上記課題を解決することを目的とする。
すなわち、この発明が解決しようとする課題は、外力を印加したときには発光を示し、外力を印加していないときにも優れた視認性を有する新規な発光性複合材料を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、この発明の第１の発明は、
応力発光材料と蓄光材料とを含む
ことを特徴とする発光性複合材料である。
【００１１】
この発明の第２の発明は、
応力発光材料と蓄光材料とその他の材料とを含む
ことを特徴とする発光性複合材料である。
【００１２】
第１および第２の発明において用いられる応力発光材料は、典型的には無機化合物である。この無機化合物としては各種のものを用いることができ、用途などに応じて一種または二種以上のものを適宜選択して用いることができる。この無機化合物は、一般的には酸化物、硫化物、窒化物、炭化物などである。具体的には、ウルツ鉱型圧電体である、ＺｎＳ：Ｍｎ、ＺｎＳ：Ｃｕ、ＺｎＳ：Ｅｕ、ＺｎＳ：Ｃｅ、ＡｌＮ：Ｍｎ、ＳｉＣ：Ｍｎ、ＺｎＯ：Ｅｕ、ＺｎＯ：Ｍｎ、蛍石構造を有するＺｒＯ2 ：Ｃｅ、ＺｒＯ2 ：Ｔｉ、ＨｆＯ2 ：Ｃｅ、ＣｅＯ2 ：Ｃｅ、コランダム構造を有するＣｒ2 Ｏ3 ：Ｃｅ、Ｔｉ2 Ｏ3 ：Ｃｅ、Ａｌ2 Ｏ3 ：Ｃｅ、アルミン酸塩であるＳｒ3 Ａｌ2 Ｏ6 ：Ｅｕ、Ｃａ3 Ａｌ2 Ｏ6 ：Ｎｄ、ＭｇＡｌ2 Ｏ4 ：Ｃｅ、ＭｇＡｌ2 Ｏ4 ：Ｅｕ、ＭｇＡｌ2 Ｏ4 ：Ｍｎ、ＭｇＡｌ2 Ｏ4 ：Ｃｕ、ＭｇＡｌ2 Ｏ4 ：Ｅｕ，Ｔｂ、ＳｒＡｌ2 Ｏ4 、ＳｒＡｌ2 Ｏ4 ：Ｅｕ、ＢａＡｌ2 Ｏ4 ：Ｅｕ、ＣａＡｌ2 Ｏ4 ：Ｃｅ、ＳｒＭｇＡｌ10Ｏ17：Ｅｕ、Ｓｒ−Ｂａ−Ｍｇ−Ａｌ−Ｏ：Ｅｕ、Ｂａ−Ｍｇ−Ａｌ−Ｏ：Ｅｕ、Ｙ−Ｂａ−Ｍｇ−Ｓｉ−Ｏ系のＹ2 ＳｉＯ5 ：Ｅｕ、Ｙ2 ＳｉＯ5 ：Ｃｅ、Ｙ2 ＳｉＯ5 ：Ｓｍ、ＢａＳｉ2 Ｏ5 ：Ｐｂ、Ｂａ3 ＭｇＳｉ2 Ｏ8 ：Ｅｕ、メリライト構造を有するＣａ2 Ａｌ2 ＳｉＯ7 ：Ｃｅ、ＣａＭｇＳｉ2 Ｏ7 ：Ｃｅ、Ｃａ2 （Ｍｇ，Ｆｅ）Ｓｉ2 Ｏ7 ：Ｃｅ、ＣａＹＡｌ3 Ｏ7 ：Ｃｅ、Ｃａ2 Ｂ2 ＳｉＯ7 ：Ｃｅ、ＣａＮａＡｌＳｉ2 Ｏ7 ：Ｃｅ、（Ｃａ，Ｎａ）2 （Ａｌ，Ｍｇ）（Ｓｉ，Ａｌ）2 Ｏ7 ：Ｃｅ、Ｃａ2 （Ｍｇ，Ａｌ）（Ａｌ，Ｓｉ）ＳｉＯ7 ：Ｃｅ、スピネル型のＺｎＧａ2 Ｏ4 ：Ｍｎ、ＺｎＡｌ2 Ｏ4 ：Ｍｎ、ＭｇＧａ2 Ｏ4 ：Ｍｎなどや、それらに由来する無機成分である。
【００１３】
応力発光材料は、最も好適には、アルカリ土類金属およびアルミニウムの酸化物を母体とし、これに希土類元素が添加されたものである。特に、応力発光材料がアルカリ土類アルミン酸塩からなる場合、それは典型的には、
一般式Ａx Ｂy Ｏz 
ただし、０．８≦ｘ≦１．１
１．８≦ｙ≦２．２
｛（２ｘ＋３ｙ）／２｝−０．２＜ｚ＜｛（２ｘ＋３ｙ）／２｝＋０．２
Ａ＝Ｓｒk Ｂａl Ｃａm Ｍｇn 
（０≦ｋ，ｌ，ｍ，ｎ≦１，ｋ＋ｌ＋ｍ＋ｎ＝１）
Ｂ＝Ａｌ1-p Ｄp （０≦ｐ＜１）
Ｄ＝Ｙq Ｇａr Ｉｎt （０≦ｑ，ｒ，ｔ≦１，ｑ＋ｒ＋ｔ＝１）
で表記される組成を有する酸化物結晶である。ここで、一般式Ａx Ｂy Ｏz におけるＡはＳｒk Ｂａl Ｃａm Ｍｇn と表記されるが、これは、アルカリ土類であるＳｒ，Ｂａ，Ｃａ，Ｍｇを任意の組成で含む固溶体であることを意味する。また、ＤはＹq Ｇａr Ｉｎt と表記され、これはＹ，Ｇａ，Ｉｎを任意の組成で含む固溶体であることを意味するが、典型的にはＡｌを主成分とし、Ｙ，Ｇａ，Ｉｎを含む固溶体である。この応力発光材料には希土類元素または遷移金属元素が添加されることもあり、その場合、典型的には、Ａx Ｂy Ｏz の１モルに対して希土類元素または遷移金属元素が総和として０．２モル以下添加される。典型的には、希土類元素または遷移金属元素として少なくともＥｕが添加される。希土類元素または遷移金属元素を添加する場合、これらは、典型的には、酸化物結晶のＡサイトに置換固溶させる。
【００１４】
上記の応力発光材料は、それぞれ発光色が異なり、所望の色の発光を示す応力発光材料を選択することで、様々な発光色を持つ材料を得ることができる。例えば、発光強度の観点からは、アルミン酸塩系の材料が好ましく、その中でも人間の目の視感度の高い緑色の発光を示すＳｒＡｌ2 Ｏ4 ：Ｅｕが好適である。
【００１５】
さらに、応力発光材料としては、好適には、次のようなものを用いることができる。
本発明者らは、現在までに知られている、アルミネートにユーロピウム（Ｅｕ）のみを添加した応力発光材料や、ＳｒＡｌ2 Ｏ4 にＥｕおよびジスプロシウム（Ｄｙ）を添加した応力発光材料（ＳｒＡｌ2 Ｏ4 ：Ｅｕ，Ｄｙ）とは異なる新規な応力発光材料を発見した。これらの応力発光材料は、アルミネートにＥｕを添加した応力発光材料に対し、第２の添加元素としてランタン（Ｌａ）、セリウム（Ｃｅ）、エルビウム（Ｅｒ）、ツリウム（Ｔｍ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、ルテチウム（Ｌｕ）またはイッテルビウム（Ｙｂ）を加えたものである。これらのうち、Ｅｕに加えてＬａ、Ｃｅ、ＥｒまたはＴｍを添加した応力発光材料は、上記の従来の応力発光材料に比べて高強度の応力発光を得ることができ、その中でも、Ｅｕに加えてＬａを添加した応力発光材料は際立って高い発光強度を得ることができる。
【００１６】
これらの応力発光材料は以下のようにまとめることができる。
第１の応力発光材料は、
Ｓｒp Ｅｕq Ｌａr Ａｌ2 Ｏ4-s 
ただし、ｐ＋ｑ＋ｒ＝１
０．８＜ｐ＜１
０＜ｑ＜０．２
０＜ｒ＜０．２
−０．１＜ｓ＜０．２
で表される組成を有する
ことを特徴とするものである。
【００１７】
第２の応力発光材料は、
Ｓｒ1-x Ａｌ2 Ｏ4-x-y 
ただし、−０．３＜ｘ＜０．３
０≦ｙ＜０．２
で表される材料に少なくともＥｕおよびＬａが添加されてなる
ことを特徴とするものである。
ここで、この応力発光材料におけるＥｕおよびＬａの添加量の合計は、典型的には、Ｓｒに対するモル％で０．００２％以上３０％以下である。あるいは、この応力発光材料におけるＥｕおよびＬａのそれぞれの添加量は、典型的には、Ｓｒに対するモル％で０．００１％以上２０％以下である。
【００１８】
第３の応力発光材料は、
Ｓｒ1-x Ａｌ2 Ｏ4-x-y 
ただし、−０．３＜ｘ＜０．３
０≦ｙ＜０．２
で表される材料に少なくともＥｕとＣｅ、Ｅｒ、ＬａまたはＴｍとが添加されてなる
ことを特徴とするものである。
ここで、この応力発光材料におけるＥｕとＣｅ、Ｅｒ、ＬａまたはＴｍとの添加量の合計は、典型的には、Ｓｒに対するモル％で０．００２％以上３０％以下である。あるいは、この応力発光材料におけるＥｕの添加量およびＣｅ、Ｅｒ、ＬａまたはＴｍの添加量は、典型的には、Ｓｒに対するモル％で０．００１％以上２０％以下である。
【００１９】
第４の応力発光材料は、
Ｓｒ1-x Ａｌ2 Ｏ4-x-y 
ただし、−０．３＜ｘ＜０．３
０≦ｙ＜０．２
で表される材料に少なくともＥｕとＣｅ、Ｅｒ、Ｌａ、Ｔｍ、Ｇｄ、ＬｕまたはＹｂとが添加されてなる
ことを特徴とするものである。
ここで、この応力発光材料におけるＥｕとＣｅ、Ｅｒ、Ｌａ、Ｔｍ、Ｇｄ、ＬｕまたはＹｂとの添加量の合計は、典型的には、Ｓｒに対するモル％で０．００２％以上３０％以下である。あるいは、この応力発光材料におけるＥｕの添加量およびＣｅ、Ｅｒ、Ｌａ、Ｔｍ、Ｇｄ、ＬｕまたはＹｂの添加量は、典型的には、Ｓｒに対するモル％で０．００１％以上２０％以下である。
【００２０】
第５の応力発光材料は、
Ｍ1-x Ａｌ2 Ｏ4-x-y 
ただし、−０．３＜ｘ＜０．３
０≦ｙ＜０．２
Ｍ＝Ｓｒk Ｂａl Ｃａm Ｍｇn 
（０≦ｋ，ｌ，ｍ，ｎ≦１，ｋ＋ｌ＋ｍ＋ｎ＝１）
で表される材料に少なくともＥｕおよびＬａが添加されてなる
ことを特徴とするものである。
ここで、この応力発光材料におけるＥｕおよびＬａの添加量の合計は、典型的には、Ｍに対するモル％で０．００２％以上３０％以下である。あるいは、この応力発光材料におけるＥｕおよびＬａのそれぞれの添加量は、典型的には、Ｍに対するモル％で０．００１％以上２０％以下である。
【００２１】
第６の応力発光材料は、
Ｍ1-x Ａｌ2 Ｏ4-x-y 
ただし、−０．３＜ｘ＜０．３
０≦ｙ＜０．２
Ｍ＝Ｓｒk Ｂａl Ｃａm Ｍｇn 
（０≦ｋ，ｌ，ｍ，ｎ≦１，ｋ＋ｌ＋ｍ＋ｎ＝１）
で表される材料に少なくともＥｕとＣｅ、Ｅｒ、ＬａまたはＴｍとが添加されてなる
ことを特徴とするものである。
ここで、この応力発光材料におけるＥｕとＣｅ、Ｅｒ、ＬａまたはＴｍとの添加量の合計は、典型的には、Ｍに対するモル％で０．００２％以上３０％以下である。あるいは、この応力発光材料におけるＥｕの添加量およびＣｅ、Ｅｒ、ＬａまたはＴｍの添加量は、典型的には、Ｍに対するモル％で０．００１％以上２０％以下である。
【００２２】
第７の応力発光材料は、
Ｍ1-x Ａｌ2 Ｏ4-x-y 
ただし、−０．３＜ｘ＜０．３
０≦ｙ＜０．２
Ｍ＝Ｓｒk Ｂａl Ｃａm Ｍｇn 
（０≦ｋ，ｌ，ｍ，ｎ≦１，ｋ＋ｌ＋ｍ＋ｎ＝１）
で表される材料に少なくともＥｕとＣｅ、Ｅｒ、Ｌａ、Ｔｍ、Ｇｄ、ＬｕまたはＹｂとが添加されてなる
ことを特徴とするものである。
ここで、この応力発光材料におけるＥｕとＣｅ、Ｅｒ、Ｌａ、Ｔｍ、Ｇｄ、ＬｕまたはＹｂとの添加量の合計は、典型的には、Ｍに対するモル％で０．００２％以上３０％以下である。あるいは、この応力発光材料におけるＥｕの添加量およびＣｅ、Ｅｒ、Ｌａ、Ｔｍ、Ｇｄ、ＬｕまたはＹｂの添加量は、典型的には、Ｍに対するモル％で０．００１％以上２０％以下である。
【００２３】
第５〜第７の応力発光材料において、Ｍ1-x Ａｌ2 Ｏ4-x-y におけるＭはＳｒk Ｂａl Ｃａm Ｍｇn と表記されるが、これは、アルカリ土類であるＳｒ，Ｂａ，Ｃａ，Ｍｇを任意の組成で含む固溶体であることを意味する。
第２〜第７の応力発光材料は、Ｓｒ1-x Ａｌ2 Ｏ4-x-y またはＭ1-x Ａｌ2 Ｏ4-x-y で表される材料にＥｕとＣｅ、Ｅｒ、Ｌａ、Ｔｍ、Ｇｄ、ＬｕまたはＹｂとが添加されたものであるが、Ｃｅ、Ｅｒ、Ｌａ、Ｔｍ、Ｇｄ、ＬｕまたはＹｂの代わりに他の希土類元素、具体的にはスカンジウム（Ｓｃ）、イットリウム（Ｙ）、プラセオジム（Ｐｒ）、ネオジム（Ｎｄ）、プロメチウム（Ｐｍ）、サマリウム（Ｓｍ）、テルビウム（Ｔｂ）またはホルミウム（Ｈｏ）を添加しても、応力発光材料を得ることができると考えられる。また、第２〜第７の応力発光材料は、添加元素としてＥｕを必ず含んでいるが、Ｅｕを含むことは絶対条件ではないと考えられ、Ｅｕを含まない、互いに異なる２種類以上の希土類元素を添加することでも応力発光材料を得ることができると考えられる。さらに、場合によっては、１種類以上の希土類元素と１種類以上の遷移金属元素とを添加することでも応力発光材料を得ることができると考えられる。
【００２４】
図１に、ＳｒＡｌ2 Ｏ4 にＥｕに加えてＤｙ、Ｃｅ、Ｅｒ、Ｇｄ、Ｌａ、Ｌｕ、ＹｂまたはＴｍを添加した応力発光材料の応力発光強度を示す。図１から分かるように、ＳｒＡｌ2 Ｏ4 ：Ｅｕ，Ｄｙ、ＳｒＡｌ2 Ｏ4 ：Ｅｕ，Ｃｅ、ＳｒＡｌ2 Ｏ4 ：Ｅｕ，Ｅｒ、ＳｒＡｌ2 Ｏ4 ：Ｅｕ，ＬａおよびＳｒＡｌ2 Ｏ4 ：Ｅｕ，Ｔｍの応力発光強度は、従来の応力発光材料であるＳｒＡｌ2 Ｏ4 ：Ｅｕ（図１においてＮｏｎと示されているもの）に比べて発光強度が約１．６〜３．５倍と極めて高い。
【００２５】
第１および第２の発明において用いられる蓄光材料は、例えば、非特許文献１、２、特許文献１３、１４に記載されているものから、用途などに応じて一種または二種以上のものを適宜選択して用いることができる。蓄光材料の具体例を挙げると、ＳｒＡｌ2 Ｏ4 ：Ｅｕ，Ｄｙ、Ｓｒ4 Ａｌ14Ｏ25：Ｅｕ，Ｄｙ、ＣａＡｌ2 Ｏ4 ：Ｅｕ，Ｎｄ、Ｙ2 Ｏ2 Ｓ：Ｅｕ，Ｍｇ，Ｔｉがあり、それぞれ黄緑、青緑、紫青、赤の残光を示す。そのほかに、Ｓｒ2 ＭｇＳｉ2 Ｏ8 ：Ｅｕ，Ｄｙ（青）、Ｓｒ2 ＭｇＳｉＯ7 ：Ｅｕ，Ｄｙ（青）、ＳｒＡｌ3 Ｏ5 （ＯＨ）：Ｅｕ，Ｄｙ（青緑）、ＺｎＧａ2 Ｏ4 ：Ｍｎ（緑）、Ｙ2 Ｏ2 Ｓ：Ｅｕ，Ｍｇ，Ｔｉ（赤）、ＧｄＯ2 Ｓ：Ｅｕ，Ｍｇ，Ｔｉ（赤）などがある。蓄光材料としては、使用する応力発光材料を励起可能な光を発光することができるものがさらに好ましい。
【００２６】
他の材料と複合化する際の応力発光材料および蓄光材料の形態は、典型的には微粒子であり、結晶質である。微粒子の形状は任意であり、球状、立方体状、直方体状、板状、棒状などのいずれのものであってもかまわない。
【００２７】
応力発光材料および蓄光材料と複合化するその他の材料としては各種のものを用いることができ、複合材料の用途などに応じて適宜選ぶことができる。この材料は一種または二種以上のものであってもよく、さらには有機材料、無機材料のいずれであっても、両者を一緒に用いてもよく、場合によっては有機・無機複合物質であってもよい。この材料は、例えば、各種の樹脂やガラスなどであり、複合材料に柔軟性を持たせる観点からは、これらの中でも弾性体が好適に用いられる。この場合、複合材料中の応力発光材料および蓄光材料の重量比率は、複合材料の用途などに応じて適宜選択することができるが、応力発光材料および蓄光材料と複合化する材料として弾性体を用いる場合には、複合材料全体として弾力を持たせ、応力発光を人間の力などで容易に実施することを可能としたり、耐久性の向上を図るなどの観点より、好適には３０％以上１００％未満、より好適には３０％以上８０％以下とする。これらの材料のヤング率は、例えば人間の力で容易に発光が起こる限り特に問わないが、比較的硬いものでは例えば１０ＭＰａ以上であり、より柔軟なものでは例えば１０ＭＰａ未満、好適には１ＭＰａ以下、通常は０．０００１ＭＰａ以上である。複合材料のヤング率も同様に、例えば１０ＭＰａ以上、より柔軟なものでは例えば１０ＭＰａ未満、典型的には例えば１ＭＰａ以下で通常は０．０００１ＭＰａ以上である。
【００２８】
応力発光材料および蓄光材料と複合化する材料は典型的には有機物質であり、具体的には、例えば、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリメチルメタクリレート、ＡＢＳ樹脂、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアセタール、ポリウレタン樹脂、ポリエステル、エポキシ樹脂、シリコーンゴム、シロキサン結合を有する有機シリコーン化合物および有機圧電材料からなる群より選ばれた少なくとも一種以上の物質である。ここで、有機圧電材料としては、例えばポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）やポリトリフルオロエチレン共重合体などが挙げられる。これらに加えて、発泡物質、具体的には例えば発泡ポリスチレン、発泡ポリエチレンまたはこれらの混合物を用いてもよく、これらは特に弾性に富み柔軟な複合材料を得る場合に好適なものである。
【００２９】
例えば、上記のポリメチルメタクリレート、ＡＢＳ樹脂、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアセタール、ポリウレタン樹脂、ポリエステル、エポキシ樹脂、シリコーンゴム、シロキサン結合を有する有機シリコーン化合物などの樹脂を応力発光材料および蓄光材料と複合化した複合材料に外力を加えた場合、この複合材料は樹脂の本来の特徴を損なうことなく弾性変形し、これに伴い、分散した応力発光材料に応力が発生し、この応力発光材料からの発光を確認することができる。この場合、応力発光させるために複合材料を変形させるのに必要な外力は、例えば人間が手で軽く触る程度の力で十分である。
【００３０】
応力発光材料および蓄光材料と樹脂との複合材料を作製する際に、樹脂として光硬化性樹脂を選択することで、三次元光造形法により複雑な構造を持った構造体を作ることも可能である。この光硬化性樹脂は主としてプレポリマー、モノマーおよび開始剤からなる。この光硬化性樹脂としては、具体的には、例えばエポキシ系、アクリル系、エン・チオール系などの樹脂を用いることができる。
【００３１】
応力発光材料および蓄光材料と複合化する材料としては、例えばイオンを取り込んで変形する有機導電性物質を用いることもできる。このような有機導電性物質としては、例えば複素芳香環系導電性高分子、具体的にはポリピロール、ポリチオフェン、ポリアニリンなどが挙げられる。さらに、応力発光材料および蓄光材料と複合化する材料として高分子ゲル材料を用いることもできる。この高分子ゲル材料は、例えば、熱変位機能を有する水溶性非電解質高分子ゲル、ｐＨによって変位が生じる電解質高分子ゲル、電気で変位が起きる高分子化合物と界面活性剤との組み合わせ、ポリビニルアルコール系材料およびポリピロール系材料からなる群より選ばれた少なくとも一種以上の材料である。ここで、熱変位機能を有する水溶性非電解質高分子ゲルは、例えばポリビニルメチルエーテルまたはポリＮイソプロピルアクリルアミドであり、ｐＨによって変位が生じる電解質高分子ゲルは例えばポリアクリロニトリルであり、電気で変位が起きる高分子化合物は例えばポリアクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸である。
【００３２】
上記の複合材料において応力発光材料および蓄光材料と複合化する材料として無機物質を用いる場合、この無機物質としては、典型的には無機ガラスが用いられる。この無機ガラスは、一般的にはＳｉ，Ｇｅ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｐｂ，Ｂ，Ａｌ，Ｐ，Ａｓ，Ｍｇ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ，Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ，Ｓ，Ｓｅ，ＴｅおよびＦよりなる群から選択された少なくとも一種の元素を含むガラスであり、より具体的には、例えば、Ｓｉ，Ａｌ，ＴｉまたはＢを有する酸化物、シリカガラス、ホウケイ酸ガラス、ホウ酸ガラス、ソーダガラスおよびアルミネート系ガラスからなる群より選ばれた少なくとも一種以上の物質で構成されたものである。これらの無機ガラスは、樹脂に比べてヤング率は高いが、その分応力がより効果的に応力発光材料に発生する利点がある。
【００３３】
複合材料が液状の塗料、インク、接着剤などである場合、応力発光材料および蓄光材料と複合化するその他の材料としては、典型的には、バインダー、添加剤、溶剤などが用いられる。バインダーとしては無機樹脂（ポリシロキサン、ポリボロシロキサンなど）や金属アルコキシド（有機シリケート、有機チタネートなど）、添加剤としては増粘剤、沈降防止剤や硬化剤、溶剤としては有機溶剤や水が適宜必要に応じて選択され使用される。
【００３４】
上記のように応力発光材料および蓄光材料を他の材料と複合化する場合には、発光輝度を低下させないために、この材料としては、好適には可視光に透明なものが用いられる。例えば、上記のエポキシ樹脂、アクリル樹脂、シリコーンゴムなどの樹脂やホウケイ酸ガラスなどはこの観点から好適な例である。複合化する材料としては、応力発光材料および蓄光材料のエネルギー蓄積をより有効に行う観点から、好適には、可視光から紫外光に対して透明性を有するものが用いられる。
【００３５】
上記の複合材料を用いて各種の構造物を製造することができる。例えば、人工発光シート、人工発光毛髪、人工発光繊維などである。そして、これらの人工発光毛髪や人工発光繊維により、例えば、人工発光毛髪構造体、人工発光皮膚、人工発光ボディーなどを構成することができる。
【００３６】
具体的には、この複合材料からなる複数の人工発光毛髪が基体上に立設された構造を有する人工発光毛髪構造体または人工発光皮膚や、この複合材料からなる複数の人工発光毛髪がボディー表面に立設された構造を有する人工発光ボディーを製造することができる。ここで、人工発光毛髪は、典型的には、針状、ファイバー状または繊維状の形状を有する。この人工発光毛髪の太さは、この人工発光毛髪を人間が手や指などで触ったときに十分に曲がって発光が起こる限り、特に限定されないが、柔軟性を確保するとともに、応力発光に必要な内部応力を生じさせて容易に発光を起こさせ、さらには、人間が触った時の感触を良好にするなどの観点からは、好適には２ｍｍ以下、より好適には１ｍｍ以下、さらに好適には０．５ｍｍ以下とする。この人工発光毛髪の太さの下限は、強度が確保される限り存在しないが、通常は例えば０．１ｍｍ以上である。この太さは、基体上の全ての場所で一定であってもよいし、場所によって異なってもよい。基体上の人工発光毛髪の面密度は必要に応じて選ばれるが、人間が手や指などで触ったときにその触った部位で明瞭な発光が認められるようにするなどの観点からは、好適には１本／ｃｍ2 以上とし、より好適には２本／ｃｍ2 以上とする。面密度の上限は、使用する人工発光毛髪の太さにより決まる。面密度は、基体上の全ての場所で一定であってもよいし、場所によって異なってもよい。基体の面に対する人工発光毛髪の角度は必要に応じて決められ、９０°であってもそれ以外の角度でもよいが、典型的には９０°とする。この角度は、基体上の全ての場所で一定であってもよいし、場所によって異なってもよい。基体上への人工発光毛髪の立設の方法は基本的にはどのような方法を用いてもよいが、典型的には、例えば基体に設けられた孔（貫通孔であっても非貫通孔であってもよい）に人工発光毛髪の根元が埋め込まれる。人工発光毛髪は、典型的には基体上に周期的に立設され、具体的には、規則格子、例えば正方格子や正三角格子の配置で立設される。この配置の仕方は、基体上の全ての場所で同一であってもよいし、場所によって異なってもよい。なお、必要に応じて、人工発光毛髪と混ぜて、発光機能のない人工毛髪を用いてもよい。
【００３７】
人工発光毛髪からの発光を均一に起こさせる観点からは、好適には、複合材料からなる人工発光毛髪の内部において応力発光材料の微粒子および蓄光材料の微粒子をほぼ均一に分散させる。人工発光毛髪に触った時の感触を良くしたり、耐久性の向上を図るなどの観点からは、好適には、人工発光毛髪の表面が有機材料層、具体的には例えばコーティング層で被覆される。基体は、好適には、人間の手で容易に曲げることができるフレキシブルな材料で構成されるが、それ以外の材料で構成してもよい。
【００３８】
上記の複合材料からなる人工発光繊維を用いて人工発光布地を製造することができる。ここで、人工発光布地の織り方（編み方）の周期（織り目または編み目において互いに隣接する人工発光繊維の間隔に対応する）は必要に応じて選ばれるが、人間が手などで触ったときにその触った部位で明瞭な発光が認められるようにするなどの観点からは、好適には１回／ｃｍ以上、より好適には２回／ｃｍ以上とする。また、織り方（編み方）は種々のタイプがあり、必要に応じてこれらのうちから選ぶことができる。人工発光布地は、人工発光繊維だけを用いて織ったり編んだりしてもよいが、例えば、貫通孔を周期的に設けた基体を用い、この基体の貫通孔に人工発光繊維を通しながら織ったり編んだりしてもよい。この場合には、布地の模様が周期的になり、美しい文様を呈することができる。ここで、基体上の貫通孔の面密度は、好適には１本／ｃｍ2 以上、より好適には２本／ｃｍ2 以上である。また、必要に応じて、人工発光繊維と混ぜて、発光機能のない繊維を用いてもよい。
【００３９】
上記の人工発光毛髪構造体、人工発光皮膚、人工発光ボディーおよび人工発光布地は、例えば、各種ロボット（仕事ロボット、娯楽ロボット、癒しロボットなど）や、各種オーディオ機器（スピーカーを含む）、テレビ、ビデオ、パソコンなどの家庭電器製品や、文房具などの日用雑貨品などにおいて、ボディーや装飾などに用いて好適なものである。
【００４０】
この発明の第３の発明は、
応力発光材料樹脂複合体と蓄光材料樹脂複合体とが積層されてなる
ことを特徴とする発光性複合材料である。
ここで、応力発光材料樹脂複合体は、応力発光材料と樹脂との複合材料からなり、蓄光材料樹脂複合体は、蓄光材料と樹脂との複合材料からなる。
この第３の発明においては、その性質に反しない限り、第１および第２の発明に関連して述べたことが同様に成立する。
【００４１】
この発明において、発光材料または発光性複合材料に応力発光を起こさせるためには、これらに対して外部からエネルギーを加える。このエネルギーは、典型的には、外力により発生する応力による機械的エネルギーであるが、そのほかに、外部から加える弾性振動あるいは超音波などの音波による振動エネルギーも含まれる。
【００４２】
上述のように構成されたこの発明においては、外力の印加などにより応力発光材料に応力が発生したときにはこの応力発光材料から発光が起き、応力発光材料に応力が発生していないときには蓄光材料から発光が起きる。
【００４３】
また、上記の複合材料で人工発光毛髪や人工発光繊維を製造することにより、例えば、人間が手や指で軽く触っただけでも柔らかい感触で容易に人工発光毛髪や人工発光繊維を大きく曲げて発光を起こさせることができる。また、接触が終われば、直ちに発光が停止する。そして、以上のように接触に伴い発光が生じ、それを一般ユーザーが知覚することにより、ユーザーに心地よさが喚起され、あるいはその感性を効果的に刺激することができる。
【発明の効果】
【００４４】
この発明によれば、外力を印加したときには発光を示し、外力を印加していないときにも優れた視認性を有する発光材料および発光性複合材料を実現することができる。また、特に応力発光材料として、Ｓｒ1-x Ａｌ2 Ｏ4-x-y またはＭ1-x Ａｌ2 Ｏ4-x-y で表される材料にＥｕに加えてＬａ、Ｃｅ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｇｄ、ＬｕまたはＹｂを加えた新規な応力発光材料を用いることにより、高い発光強度を得ることができ、中でもＳｒ1-x Ａｌ2 Ｏ4-x-y またはＭ1-x Ａｌ2 Ｏ4-x-y で表される材料にＥｕに加えてＬａ、Ｃｅ、ＥｒまたはＴｍを加えた応力発光材料は従来の応力発光材料に比べて発光強度が極めて高い。さらに、応力発光材料と蓄光材料との組み合わせを選ぶことで、外力を印加した際の発光色を、例えば、通常時「赤」→外力印加時「黄緑」といったように変えることができ、外力の印加を容易に目視により確認することができる。また、応力発光材料の励起波長に合わせた蓄光材料を選ぶことで、応力発光の繰り返し回数を大幅に増加させることが可能である。そして、この応力発光材料を樹脂などと複合化することにより、人間の力でも、例えば人間の手や指で触っただけでも容易に発光を起こさせることができ、しかも触ったりした時だけ高強度で発光を起こさせることができる発光性複合材料を得ることができる。この発光性複合材料により人工発光毛髪や人工発光繊維を製造することができ、これらを用いて人工発光毛髪構造体、人工発光皮膚、人工発光ボディー、人工発光布地などを実現することができる。これによって、例えば、エンターテインメント用あるいはアミューズメント用ロボットあるいは光学分野などの分野において、大きな革新をもたらすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４５】
以下、この発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
まず、以下の実施形態において応力発光材料として用いるＳｒＡｌ2 Ｏ4 ：Ｅｕ，Ｌａについて説明する。
この応力発光材料は、例えば、通常の固相反応法により、以下の手順で作製することができる。
まず、試料特級の炭酸ストロンチウム（ＳｒＣＯ3 ）０．９８モルおよびアルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）１．００モルに、Ｅｕを酸化ユーロピウム（Ｅｕ2 Ｏ3 ）で０．００５モル、Ｌａを酸化ランタン（Ｌａ2 Ｏ3 ）で０．００５モル添加し、さらにフラックスとして酸化ホウ素（Ｂ2 Ｏ3 ）を０．０８モル添加し、これらをボールミルにて混合する。次に、この混合粉体に対し、１４００℃での酸素中仮焼、１２００℃でのＨ2 （５％）添加Ｎ2 雰囲気中還元熱処理を順次行い、試料を作製した。
【００４６】
こうして合成された試料のＸ線回折図形を図２に示す。図２より、合成された試料は、既知論文（非特許文献３）と同様に単斜晶系で全て指数付けされ、主成分が既知論文（非特許文献３）と同様の結晶から構成されることが判明した。
【００４７】
次に、エポキシ樹脂と、上記のＳｒＡｌ2 Ｏ4 ：Ｅｕ，Ｌａの粉体とを重量比で１：１の割合で混練し、数ｃｍ角のシート状にし、これを一昼夜放置して、無機有機・複合化シート材料を作製した。こうして作製したシートは、厚さ１ｍｍに満たない薄いシート（下敷き状）であり、暗がりで軽く曲げるだけで強く光ることが確認された。同様な方法で、鋳型を用いて数ｍｍ角の立方体を作製した。そして、この試料に対して自作の荷重印加試験機で圧縮荷重を印加して応力を発生させ、その時発生する光を分光器で分光し、圧縮時の応力発光スペクトルを測定した。その結果を図３に示す。図３より、波長５２０ｎｍ付近にピークを持つブロードな発光スペクトルが得られていることが分かる。
【００４８】
一方、ＳｒＡｌ2 Ｏ4 ：Ｅｕからなる応力発光材料を作製し、上記と同様な測定を行った。応力発光材料の作製方法は、原料に酸化ランタンを添加しないことを除いて上記と同様である。こうして合成された試料のＸ線回折図形を図４に示す。図４より、合成された試料は、既知論文（非特許文献３）と同様に単斜晶系で全て指数付けされ、主成分が既知論文（非特許文献３）と同様の結晶から構成されることが判明した。
【００４９】
次に、上記と同様にしてＳｒＡｌ2 Ｏ4 ：Ｅｕの粉体をエポキシ樹脂と複合化し、無機有機・複合化シート材料を作製した。こうして作製したシートも、厚さ１ｍｍに満たない薄いシートであり、暗がりで軽く曲げるだけで強く光ることが確認された。同様な方法で、鋳型を用いて数ｍｍ角の立方体を作製し、上記と同様にして、圧縮時の応力発光スペクトルを測定した。その結果を図５に示す。図５から分かるように、波長５２０ｎｍ付近にピークを持つブロードな発光スペクトルであり、すでに報告されているもの（非特許文献３）と同様であった。
図６に、ＳｒＡｌ2 Ｏ4 ：Ｅｕ，Ｌａの応力発光スペクトルとＳｒＡｌ2 Ｏ4 ：Ｅｕの応力発光スペクトルとを併せて示す。
【００５０】
第１の実施形態
第１の実施形態においては、ＳｒＡｌ2 Ｏ4 ：Ｅｕ，Ｌａからなる応力発光材料およびＣａＡｌ2 Ｏ4 ：Ｅｕ，Ｎｄからなる蓄光材料を用いたエポキシ樹脂複合材料について説明する。
上記のＳｒＡｌ2 Ｏ4 ：Ｅｕ，Ｌａの粉体とＣａＡｌ2 Ｏ4 ：Ｅｕ，Ｎｄ（根本特殊科学、Ｖ−３００Ｍ）とを重量比で１：１になるように混合し、この混合粉体をエポキシ樹脂と重量比で１：１の割合で混練し、数ｃｍ角のシート状にし、これを一昼夜放置して、無機有機・複合化シート材料を作製した。こうして作製したシートは、厚さ１ｍｍに満たない薄いシート（下敷き状）であり、暗がりで紫青色に光ることが確認された。この時の残光のスペクトルを図７に示す。図７より、発光のピークは４４０ｎｍ付近であり、紫青色の発光であることが分かる。また、このシートに軽く触れた際には黄緑色の強い発光が観測された。この応力発光のスペクトルを図８に示す。図８より、発光のピークは５２０ｎｍ付近であり、黄緑色の発光であることが分かる。上述の複合シートでは、通常の外力が印加されていない状態では紫青色に発光することで視認性に優れ、シートがどこにあるか一目で確認することができ、さらに、外力印加時には、黄緑色に光ることで、色の違いから確かに外力が印加されたことを確認することができる。通常、応力発光材料では、励起されたエネルギーを応力発生時に放出することで発光するため、ある一定回数の発光の後には応力発生時の発光が観測されなくなる。これに対し、紫色で発光する蓄光材料と複合化させたこの複合材料では、蓄光材料の発光波長と、応力発光材料の励起波長（図９参照）とに重なりがあり、上述の紫色発光の蓄光材料からの発光を励起源として常に応力発光材料を励起させ続けることができる。上記のシートは、蓄光材料の発光がある限りは、回数の限度なく応力発光を示した。
【００５１】
第２の実施形態
第２の実施形態においては、ＳｒＡｌ2 Ｏ4 ：Ｅｕ，Ｌａからなる応力発光材料およびＳｒ4 Ａｌ14Ｏ25：Ｅｕ，Ｄｙからなる蓄光材料を用いたエポキシ樹脂複合材料について説明する。
上記のＳｒＡｌ2 Ｏ4 ：Ｅｕ，Ｌａの粉体とＳｒ4 Ａｌ14Ｏ25：Ｅｕ，Ｄｙ（根本特殊科学、ＢＧ−３００Ｍ）とを重量比で１：１になるように混合し、この混合粉体をエポキシ樹脂と重量比で１：１の割合で混練し、数ｃｍ角のシート状にし、これを一昼夜放置して、無機有機・複合化シート材料を作製した。こうして作製したシートは、厚さ１ｍｍに満たない薄いシート（下敷き状）であり、暗がりで青緑色に光ることが確認された。この時の残光のスペクトルを図１０に示す。図１０より、発光のピークは４９０ｎｍ付近であり、青緑色の発光であることが分かる。また、このシートに軽く触れた際には黄緑色の強い発光が観測された。この応力発光のスペクトルを図１１に示す。図１１より、発光のピークは５２０ｎｍ付近であり、黄緑色の発光であることが分かる。上述の複合シートでは、通常の外力が印加されていない状態では青緑色に発光することで視認性に優れ、シートがどこにあるか一目で確認することができ、さらに、外力印加時には、黄緑色に光ることで、色の違いから確かに外力が印加されたことを確認することができる。通常、応力発光材料では、励起されたエネルギーを外力印加時に放出することで発光するため、ある一定回数の発光の後には外力印加時の発光が観測されなくなる。これに対し、青緑色で発光する蓄光材料と複合化させたこの複合材料では、蓄光材料の発光波長と、応力発光材料の励起波長とに重なりがあり、上述の紫色発光の蓄光材料からの発光を励起源として常に応力発光材料を励起させ続けることができる。上記のシートは、蓄光材料の発光がある限りは、回数の限度なく応力発光を示した。
【００５２】
第３の実施形態
第３の実施形態においては、ＳｒＡｌ2 Ｏ4 ：Ｅｕ，Ｌａからなる応力発光材料およびＳｒＡｌ2 Ｏ4 ：Ｅｕ，Ｄｙからなる蓄光材料を用いたエポキシ樹脂複合材料について説明する。
上記のＳｒＡｌ2 Ｏ4 ：Ｅｕ，Ｌａの粉体とＳｒＡｌ2 Ｏ4 ：Ｅｕ，Ｄｙ（根本特殊科学、Ｇ−３００Ｍ）とを重量比で１：１になるように混合し、この混合粉体をエポキシ樹脂と重量比で１：１の割合で混練し、数ｃｍ角のシート状にし、これを一昼夜放置して、無機有機・複合化シート材料を作製した。こうして作製したシートは、厚さ１ｍｍに満たない薄いシート（下敷き状）であり、暗がりで黄緑色に光ることが確認された。この時の残光のスペクトルを図１２に示す。図１２より、発光のピークは５２０ｎｍ付近であり、黄緑色の発光であることが分かる。また、このシートに軽く触れた際には同じ黄緑色ではあるが、触れる前に比べて明らかに強い発光が観測された。この応力発光のスペクトルを図１３に示す。図１３より、発光のピークは５２０ｎｍ付近であり、黄緑色の発光であることが分かる。上述の複合シートでは、通常の外力が印加されていない状態では黄緑色に発光することで視認性に優れ、シートがどこにあるか一目で確認することができ、さらに、外力印加時には、この黄緑色の発光の強度が増すことで、確かに外力が印加されたことを確認することができる。
【００５３】
第４の実施形態
第４の実施形態においては、ＳｒＡｌ2 Ｏ4 ：Ｅｕ，Ｌａからなる応力発光材料およびＹ2 Ｏ2 Ｓ：Ｅｕ，Ｍｇ，Ｔｉからなる蓄光材料を用いたエポキシ樹脂複合材料について説明する。
上記のＳｒＡｌ2 Ｏ4 ：Ｅｕ，Ｌａの粉体とＹ2 Ｏ2 Ｓ：Ｅｕ，Ｍｇ，Ｔｉ（根本特殊科学、Ｒ−３００Ｍ）とを重量比で１：１になるように混合し、この混合粉体をエポキシ樹脂と重量比で１：１の割合で混練し、数ｃｍ角のシート状にし、これを一昼夜放置して、無機有機・複合化シート材料を作製した。こうして作製したシートは、厚さ１ｍｍに満たない薄いシート（下敷き状）であり、暗がりで赤色に光ることが確認された。この時の残光のスペクトルを図１４に示す。図１４より、発光のピークは６２５ｎｍ付近であり、赤色の発光であることがわかる。また、このシートに軽く触れた際には黄緑色の強い発光が観測された。この応力発光のスペクトルを図１５に示す。図１５より、発光のピークは５２０ｎｍ付近であり、黄緑色の発光であることが分かる。上述の複合シートでは、通常の外力が印加されていない状態では赤色に発光することで視認性に優れ、シートがどこにあるか一目で確認することができ、さらに、外力印加時には、黄緑色に光ることで、色の違いから確かに外力が印加されたことを確認することができる。
【００５４】
第５の実施形態
第５の実施形態においては、ＳｒＡｌ2 Ｏ4 ：Ｅｕ，Ｌａからなる応力発光材料およびＳｒＭｇＳｉ2 Ｏ8 ：Ｅｕ，Ｄｙからなる蓄光材料を用いたエポキシ樹脂複合材料について説明する。
上記のＳｒＡｌ2 Ｏ4 ：Ｅｕ，Ｌａの粉体とＳｒＭｇＳｉ2 Ｏ8 ：Ｅｕ，Ｄｙとを重量比で１：１になるように混合し、この混合粉体をエポキシ樹脂と重量比で１：１の割合で混練し、数ｃｍ角のシート状にし、これを一昼夜放置して、無機有機・複合化シート材料を作製した。こうして作製したシートは、厚さ１ｍｍに満たない薄いシート（下敷き状）であり、暗がりで青色（中心波長：４６０ｎｍ）に光ることが確認された。また、このシートに軽く触れた際には黄緑色（中心波長：５２０ｎｍ）の強い発光が観測された。上述の複合シートでは、通常の外力が印加されていない状態では青色に発光することで視認性に優れ、シートがどこにあるか一目で確認することができ、さらに、外力印加時には、黄緑色に光ることで、色の違いから確かに外力が印加されたことを確認することができる。
【００５５】
第６の実施形態
第６の実施形態においては、ＳｒＡｌ2 Ｏ4 ：Ｅｕ，Ｌａからなる応力発光材料およびＳｒＭｇＳｉ2 Ｏ7 ：Ｅｕ，Ｄｙからなる蓄光材料を用いたエポキシ樹脂複合材料について説明する。
上記のＳｒＡｌ2 Ｏ4 ：Ｅｕ，Ｌａの粉体とＳｒＭｇＳｉ2 Ｏ7 ：Ｅｕ，Ｄｙとを重量比で１：１になるように混合し、この混合粉体をエポキシ樹脂と重量比で１：１の割合で混練し、数ｃｍ角のシート状にし、これを一昼夜放置して、無機有機・複合化シート材料を作製した。こうして作製したシートは、厚さ１ｍｍに満たない薄いシート（下敷き状）であり、暗がりで青色（中心波長：４７０ｎｍ）に光ることが確認された。また、このシートに軽く触れた際には黄緑色（中心波長：５２０ｎｍ）の強い発光が観測された。上述の複合シートでは、通常の外力が印加されていない状態では青色に発光することで視認性に優れ、シートがどこにあるか一目で確認することができ、さらに、外力印加時には、黄緑色に光ることで、色の違いから確かに外力が印加されたことを確認することができる。
【００５６】
第７の実施形態
第７の実施形態においては、ＳｒＡｌ2 Ｏ4 ：Ｅｕ，Ｌａからなる応力発光材料およびＳｒＡｌ3 Ｏ5 （ＯＨ）：Ｅｕ，Ｄｙからなる蓄光材料を用いたエポキシ樹脂複合材料について説明する。
上記のＳｒＡｌ2 Ｏ4 ：Ｅｕ，Ｌａの粉体とＳｒＡｌ3 Ｏ5 （ＯＨ）：Ｅｕ，Ｄｙとを重量比で１：１になるように混合し、この混合粉体をエポキシ樹脂と重量比で１：１の割合で混練し、数ｃｍ角のシート状にし、これを一昼夜放置して、無機有機・複合化シート材料を作製した。こうして作製したシートは、厚さ１ｍｍに満たない薄いシート（下敷き状）であり、暗がりで青緑色（中心波長：４８６ｎｍ）に光ることが確認された。また、このシートに軽く触れた際には黄緑色（中心波長：５２０ｎｍ）の強い発光が観測された。上述の複合シートでは、通常の外力が印加されていない状態では青緑色に発光することで視認性に優れ、シートがどこにあるか一目で確認することができ、さらに、外力印加時には、黄緑色に光ることで、色の違いから確かに外力が印加されたことを確認することができる。
【００５７】
第８の実施形態
第８の実施形態においては、ＳｒＡｌ2 Ｏ4 ：Ｅｕ，Ｌａからなる応力発光材料およびＺｎＧａ2 Ｏ4 ：Ｍｎからなる蓄光材料を用いたエポキシ樹脂複合材料について説明する。
上記のＳｒＡｌ2 Ｏ4 ：Ｅｕ，Ｌａの粉体とＺｎＧａ2 Ｏ4 ：Ｍｎとを重量比で１：１になるように混合し、この混合粉体をエポキシ樹脂と重量比で１：１の割合で混練し、数ｃｍ角のシート状にし、これを一昼夜放置して、無機有機・複合化シート材料を作製した。こうして作製したシートは、厚さ１ｍｍに満たない薄いシート（下敷き状）であり、暗がりで緑色（中心波長：５００ｎｍ）に光ることが確認された。また、このシートに軽く触れた際には黄緑色（中心波長：５２０ｎｍ）の強い発光が観測された。上述の複合シートでは、通常の外力が印加されていない状態では緑色に発光することで視認性に優れ、シートがどこにあるか一目で確認することができ、さらに、外力印加時には、黄緑色に光ることで、色の違いから確かに外力が印加されたことを確認することができる。
【００５８】
第９の実施形態
第９の実施形態においては、ＳｒＡｌ2 Ｏ4 ：Ｅｕ，Ｌａからなる応力発光材料およびＧｄ2 Ｏ2 Ｓ：Ｅｕ，Ｍｇ，Ｔｉからなる蓄光材料を用いたエポキシ樹脂複合材料について説明する。
上記のＳｒＡｌ2 Ｏ4 ：Ｅｕ，Ｌａの粉体とＧｄ2 Ｏ2 Ｓ：Ｅｕ，Ｍｇ，Ｔｉとを重量比で１：１になるように混合し、この混合粉体をエポキシ樹脂と重量比で１：１の割合で混練し、数ｃｍ角のシート状にし、これを一昼夜放置して、無機有機・複合化シート材料を作製した。こうして作製したシートは、厚さ１ｍｍに満たない薄いシート（下敷き状）であり、暗がりで赤色（中心波長：６２５ｎｍ）に光ることが確認された。また、このシートに軽く触れた際には黄緑色（中心波長：５２０ｎｍ）の強い発光が観測された。上述の複合シートでは、通常の外力が印加されていない状態では赤色に発光することで視認性に優れ、シートがどこにあるか一目で確認することができ、さらに、外力印加時には、黄緑色に光ることで、色の違いから確かに外力が印加されたことを確認することができる。
【００５９】
第１０の実施形態
次に、この発明の第１０の実施形態による人工発光毛髪構造体について説明する。
まず、ポリエステル樹脂と第１〜第９の実施形態のいずれかの応力発光材料および蓄光材料の粉体とを重量比で１：２の割合で混錬し、有機材料、例えばナイロン製やポリエーテルイミド製のチューブに、注射器を用いて吸い込む形でその複合材料を注入する。その後、この複合材料が注入されたチューブを一昼夜放置して固化させ、これを毛髪状試料の１本とした。そしてこの作業を繰り返し、必要な本数の人工発光毛髪を製造した。チューブとしては、例えば、外径０．９ｍｍ、内径０．５ｍｍのナイロン製チューブや外径０．５ｍｍ、内径０．３ｍｍのポリエーテルイミド製のチューブが用いられる。この場合、この人工発光毛髪においては、チューブの内側にある、応力発光材料からなる微粒子と蓄光材料からなる微粒子とポリエステル樹脂との複合材料部の太さはチューブの内径と同一でそれぞれ０．５ｍｍあるいは０．３ｍｍである。この人工発光毛髪において、外皮を構成するチューブは人工発光毛髪の弾性を高めるとともに、人工発光毛髪の表面を保護する役割を果たす。
【００６０】
図１６は、上述のようにして製造される人工発光毛髪を用いた人工発光毛髪構造体を示す。ここで、図１６Ａは側面図、図１６Ｂは平面図である。
図１６に示すように、この人工発光毛髪構造体においては、基体１１の一方の主面上に、人工発光毛髪１２が正方格子状の配置で立設されている。この場合、基体１１に孔１３が正方格子状の配置で設けられ、この孔１３に人工発光毛髪１２の根元が埋め込まれていることにより、基体１１に対して人工発光毛髪１２が固定されている。この固定には必要に応じて接着剤を用いてもよい。人工発光毛髪１２としては、上述のようにして製造されたものが用いられる。人工発光毛髪１２の直径ｄは、人工発光毛髪１２を十分にしなやかにする観点より、好適には太くても２ｍｍ以下に選ばれ、より好適には１ｍｍ以下に選ばれ、具体的には例えば０．３〜０．５ｍｍに選ばれる。
【００６１】
基体１１は、人工発光毛髪１２が繰り返し曲げられても基体１１に対する人工発光毛髪１２の固定強度が劣化しないように、また、人工発光毛髪構造体の設置場所の状況などに応じて、その材質や厚さが適宜選ばれる。特に、非平坦面上に人工発光毛髪構造体を設置するような用途の場合、この基体１１は、好適には、弾力性に富み、人間の手や指で容易に曲げることができるフレキシブルなものが用いられ、具体的には、樹脂フィルム、例えばポリエステル樹脂フィルムなどが用いられる。この基体１１の厚さの具体例を挙げると例えば２〜３ｍｍである。
【００６２】
人工発光毛髪１２の配列個数および配列間隔は必要に応じて決められるが、図１６においては一例として縦横に１１本ずつ、合計１２１本配列した場合が示されている。配列間隔ａ（図１６Ｂ参照）は、人工発光毛髪１２の面密度が１本／ｃｍ2 以上となるように決められるが、典型的には、例えば、２〜１０ｍｍに選ばれる。この場合、人工発光毛髪１２の面密度は１〜２５本／ｃｍ2 となる。
【００６３】
また、人工発光毛髪１２の高さｈ（図１６Ａ参照）は、人工発光毛髪構造体のユーザーの感性や嗜好などを考慮して決められるものである。具体的には、人工発光毛髪１２の高さｈは、直径ｄにもよるが、これらの人工発光毛髪１２を手で撫でた時に毛髪や動物の毛を撫でた時と同じような感触や毛並み感を得たい場合には、好適には最低でも直径ｄの２〜３倍以上とし、典型的には例えば直径ｄの５〜５０倍とする。一方、人工発光毛髪１２を触ったときにスキンタッチを味わいたい場合には、人工発光毛髪１２の高さｈを十分に低く、例えば直径ｄの２〜３倍以下とし、極端な場合にはほとんどドット状と言えるほどの高さ、すなわち直径ｄと同程度にしてもよい。
【００６４】
この人工発光毛髪構造体を暗がりの中に入れ、その人工発光毛髪１２を手先で軽く撫でたところ、その瞬間、人工発光毛髪１２から応力発光材料に由来する強い発光が起こることが確認された。また、撫で終わった後には、蓄光材料に由来する発光が見られた。
【００６５】
この人工発光毛髪構造体によれば、応力発光する無機化合物と樹脂とからなる十分に細い人工発光毛髪１２を製造し、この人工発光毛髪１２を基体１１の一主面上に必要な本数だけ正方格子状に立設することにより人工発光毛髪構造体を構成しているため、ユーザーが人工発光毛髪１２を手で軽く撫でるだけで強く発光させることができ、しかも撫で終わったときには直ぐに発光が弱くなる。このため、ユーザーは、撫でたときの手の感触の心地よさと同時に、撫でた時の発光を楽しむことができ、それによって心が癒されたり、気分が明るくなったりするなどの効果を得ることができる。
この人工発光毛髪構造体は、人工発光皮膚に適用して好適なものであり、例えば、癒しロボット、娯楽ロボットなどのエンターテインメントあるいはアミューズメント用ロボットのボディー表面に設けて使用することができる。
【００６６】
第１１の実施形態
図１７はこの発明の第１１の実施形態による人工発光布地を示す。図１７に示すように、この人工発光布地は、縦糸として人工発光繊維２１を用い、横糸として人工発光繊維２２を用いて織ったり編んだりしたものである。この織ったり編んだりした人工発光繊維２１、２２は、必ず湾曲しているのが特徴である。
【００６７】
人工発光繊維２１、２２としては、上述の人工発光毛髪１２と同様な方法により製造されたものが用いられる。人工発光繊維２１、２２の直径は、人工発光繊維２１、２２を十分にしなやかにして容易に織ったり編んだりすることができるようにする観点より、好適には太くても２ｍｍ以下に選ばれ、より好適には１ｍｍ以下、さらに好適には０．５ｍｍ以下に選ばれる。
【００６８】
人工発光繊維２１、２２の間隔は、これらの人工発光繊維２１、２２の織り方（編み方）の周期が、好適には１回／ｃｍ以上、より好適には２回／ｃｍ以上となるように決められるが、典型的には、例えば、２〜１０ｍｍに選ばれる。この場合、人工発光繊維２１、２２の織り方（編み方）の周期は１〜５回／ｃｍとなる。
言うまでもないが、人工発光繊維２１、２２が細いほど、また、人工発光繊維２１、２２の織り方（編み方）の周期が多いほど、緻密な人工発光布地を得ることができ、実際の絹の織物に匹敵する緻密な布地を得ることも可能である。
【００６９】
この人工発光布地によれば、応力発光する無機化合物と樹脂との複合材料からなる十分に細い人工発光繊維２１、２２を製造し、これらの人工発光繊維２１、２２を縦糸、横糸に用いて織ったり編んだりしたりすることにより人工発光布地を構成しているため、ユーザーが湾曲している人工発光繊維２１、２２を手で軽く撫でるだけで応力発光材料に由来する強い発光が見られ、しかも撫で終わったときには直ぐに蓄光材料に由来する発光が見られた。このため、ユーザーは、見た目には毛髪に覆われていないにもかかわらず、撫でたときの手の感触の心地よさと同時に、撫でた時の発光を楽しむことができ、それによって心が癒されたり、気分が明るくなったりするなどの効果を得ることができる。
【００７０】
この人工発光毛布地は、人工発光皮膚に適用して好適なものであり、例えば、癒しロボット、娯楽ロボットなどのエンターテインメントあるいはアミューズメント用ロボットのボディー表面に設けて使用することができる。また、衣服の布地として用いることもできる。
【００７１】
第１２の実施形態
図１８はこの発明の第１２の実施形態による人工発光布地を示す。図１８に示すように、この人工発光布地は、縦糸として人工発光繊維２１を用い、横糸として人工発光繊維２２を用いて織られたり編まれたりしたものであることは第１１の実施形態による人工発光布地と同様であるが、織り方あるいは編み方が異なっている。その他のことは第１１の実施形態による人工発光布地と同様である。
この第１２の実施形態によれば、第１１の実施形態と同様な利点を得ることができる。
【００７２】
第１３の実施形態
図１９はこの発明の第１３の実施形態による人工発光布地を示す。図１９に示すように、この人工発光布地は、縦糸として人工発光繊維２１を用い、横糸として人工発光繊維２２を用いて織ったり編んだりしたものであることは第１１および第１２の実施形態と同様であるが、織り方あるいは編み方が異なっている。その他のことは第１１の実施形態による人工発光布地と同様である。
この第１３の実施形態によれば、第１１の実施形態と同様な利点を得ることができる。
【００７３】
第１４の実施形態
図２０はこの発明の第１４の実施形態による人工発光布地を示す。図２０に示すように、この人工発光布地は、縦糸として人工発光繊維２１を用い、横糸として人工発光繊維２２を用いて織ったり編んだりしたものであることは第１１、第１２および第１３の実施形態による人工発光布地と同様であるが、人工発光布地の織り目あるいは編み目に対応した配置で周期的に貫通孔２３が設けられた基体２４を用い、人工発光繊維２１、２２をこれらの貫通孔２３に通しながら織られたり編まれたりしたものであることが異なっている。その他のことは第１１の実施形態による人工発光布地と同様である。このようにして織ったり編んだりした人工発光繊維２１、２２も必ず湾曲している。
【００７４】
この第１４の実施形態によれば、第１１の実施形態と同様な利点を得ることができるほか、人工発光繊維２１、２２による織り上げ模様あるいは編み上げ模様を周期的にすることができるため、人工発光布地の美観の向上を図ることができ、付加価値を高めることができるという利点を得ることもできる。
【００７５】
第１５の実施形態
第１５の実施形態においては、ＳｒＡｌ2 Ｏ4 ：Ｅｕからなる応力発光材料とＣａＡｌ2 Ｏ4 ：Ｅｕ，Ｎｄからなる蓄光材料とを積層したエポキシ樹脂複合材料について説明する。
上記のＳｒＡｌ2 Ｏ4 ：Ｅｕの粉体をエポキシ樹脂と重量比で１：１の割合で混練し、数ｃｍ角で厚さ０．２５ｍｍのシート状にし、これを一昼夜放置して、無機有機・複合化シート材料からなる応力発光層を作製した。また、ＣａＡｌ2 Ｏ4 ：Ｅｕ，Ｎｄ（根本特殊科学、Ｖ−３００Ｍ）の粉体をエポキシ樹脂と重量比で１：１の割合で混練し、数ｃｍ角で厚さ０．２５ｍｍのシート状にし、これを一昼夜放置して、無機有機・複合化シート材料からなる蓄光体層を作製した。そして、こうして作製した応力発光層および蓄光体層を積層接着し、厚さ０．５ｍｍの積層シートを作製した。図２１にこの積層シートを示す。図２１において、符号３１が応力発光層、３２が蓄光体層を示す。こうして作製した積層シートの応力発光層３１は透光性があり、暗がりで蓄光材料に由来する紫青色に光ることが確認された（図２２Ａ参照）。この時の発光のピークは４４０ｎｍ付近であり、紫青色の発光であることが分かる。また、この積層シートを曲げた際には黄緑色の強い発光が観測された。この時の発光のピークは５２０ｎｍ付近であり、黄緑色の強い発光が観測された。発光のピークは５２０ｎｍ付近であり、黄緑色の発光であることが分かる。上述の積層シートでは、通常の外力が印加されていない状態では紫青色に発光することで視認性に優れ、シートがどこにあるか一目で確認することができ、さらに、外力印加時には、黄緑色に光ることで、色の違いから確かに外力が印加されたことを確認することができる。
【００７６】
一方、図２３に示すように、紫青色発光の蓄光体をエポキシ樹脂と複合化した角状サンプル（４ｃｍ×４ｃｍ×４ｃｍ）からなる蓄光体層３２を作製し、その表面を応力発光体樹脂複合体（厚さ０．２ｍｍ）からなる応力発光層３１で形成したサンプルを作製した。このサンプルは、暗所中では紫青色で発光しているが（図２４Ａ参照）、荷重２０Ｎを印加すると緑色に発光した（図２４Ｂ参照）。上記のサンプルは、蓄光材料の発光がある限りは、回数の限度なく応力発光を示した。通常、応力発光材料では、励起されたエネルギーを応力発生時に放出することで発光するため、ある一定回数の発光の後には応力発生時の発光が観測されなくなる。これに対し、紫色で発光する蓄光材料と複合化させたこの複合材料では、蓄光材料の発光波長と、応力発光材料の励起波長とに重なりがあり、上述の紫色発光の蓄光材料からの発光を励起源として常に応力発光材料を励起させ続けることができる。
【００７７】
第１６の実施形態
第１６の実施形態においては、ＳｒＡｌ2 Ｏ4 ：Ｅｕからなる応力発光材料とＳｒ4 Ａｌ14Ｏ25：Ｅｕ，Ｄｙからなる蓄光材料とを積層したエポキシ樹脂複合材料について説明する。
上記のＳｒＡｌ2 Ｏ4 ：Ｅｕの粉体をエポキシ樹脂と重量比で１：１の割合で混練し、数ｃｍ角で厚さ０．２５ｍｍのシート状にし、これを一昼夜放置して、無機有機・複合化シート材料からなる応力発光層３１を作製した。また、Ｓｒ4 Ａｌ14Ｏ25：Ｅｕ，Ｄｙ（根本特殊科学、ＢＧ−３００Ｍ）の粉体をエポキシ樹脂と重量比で１：１の割合で混練し、数ｃｍ角で厚さ０．２５ｍｍのシート状にし、これを一昼夜放置して、無機有機・複合化シート材料からなる蓄光体層３２を作製した。そして、こうして作製した応力発光層３１および蓄光体層３２を積層接着し、厚さ０．５ｍｍの積層シートを作製した。こうして作製した積層シートの応力発光層３１は透光性があり、暗がりで蓄光材料に由来する紫青色に光ることが確認された。この時の発光のピークは４９０ｎｍ付近であり、青緑色の強い発光であることが分かる。また、この積層シートを曲げた際には黄緑色の強い発光が観測された。この時の発光のピークは５２０ｎｍ付近であり、黄緑色の発光であることが分かる。上述の積層シートでは、通常の外力が印加されていない状態では紫青色に発光することで視認性に優れ、シートがどこにあるか一目で確認することができ、さらに、外力印加時には、黄緑色に光ることで、色の違いから確かに外力が印加されたことを確認することができる。
【００７８】
第１７の実施形態
第１７の実施形態においては、ＳｒＡｌ2 Ｏ4 ：Ｅｕからなる応力発光材料とＳｒＡｌ2 Ｏ4 ：Ｅｕ，Ｄｙからなる蓄光材料とを積層したエポキシ樹脂複合材料について説明する。
上記のＳｒＡｌ2 Ｏ4 ：Ｅｕの粉体をエポキシ樹脂と重量比で１：１の割合で混練し、数ｃｍ角で厚さ０．２５ｍｍのシート状にし、これを一昼夜放置して、無機有機・複合化シート材料からなる応力発光層３１を作製した。また、ＳｒＡｌ2 Ｏ4 ：Ｅｕ，Ｄｙ（根本特殊科学、Ｇ−３００Ｍ）の粉体をエポキシ樹脂と重量比で１：１の割合で混練し、数ｃｍ角で厚さ０．２５ｍｍのシート状にし、これを一昼夜放置して、無機有機・複合化シート材料からなる蓄光体層３２を作製した。そして、こうして作製した応力発光層３１および蓄光体層３２を積層接着し、厚さ０．５ｍｍの積層シートを作製した。こうして作製した積層シートの応力発光層３１は透光性があり、暗がりで蓄光材料に由来する黄緑色で光ることが確認された。この時の発光のピークは５２０ｎｍ付近であり、黄緑色の発光であることが分かる。また、この積層シートを曲げた際には同じ黄緑色（中心波長：５２０ｎｍ）ではあるが、前に比べて明らかに強い発光が観測された。上述の積層シートでは、通常の外力が印加されていない状態では黄緑色に発光することで視認性に優れ、シートがどこにあるか一目で確認することができ、さらに、外力印加時には、この黄緑色の発光の強度が増すことで、確かに外力が印加されたことを確認することができる。
【００７９】
第１８の実施形態
第１８の実施形態においては、ＳｒＡｌ2 Ｏ4 ：Ｅｕからなる応力発光材料とＹ2 Ｏ2 Ｓ：Ｅｕ，Ｍｇ，Ｔｉからなる蓄光材料とを積層したエポキシ樹脂複合材料について説明する。
上記のＳｒＡｌ2 Ｏ4 ：Ｅｕの粉体をエポキシ樹脂と重量比で１：１の割合で混練し、数ｃｍ角で厚さ０．２５ｍｍのシート状にし、これを一昼夜放置して、無機有機・複合化シート材料からなる応力発光層３１を作製した。また、Ｙ2 Ｏ2 Ｓ：Ｅｕ，Ｍｇ，Ｔｉ（根本特殊科学、Ｒ−３００Ｍ）の粉体をエポキシ樹脂と重量比で１：１の割合で混練し、数ｃｍ角で厚さ０．２５ｍｍのシート状にし、これを一昼夜放置して、無機有機・複合化シート材料からなる蓄光体層３２を作製した。そして、こうして作製した応力発光層３１および蓄光体層３２を積層接着し、厚さ０．５ｍｍの積層シートを作製した。こうして作製した積層シートの応力発光層３１は透光性があり、暗がりで蓄光材料に由来する赤色に光ることが確認された。また、この積層シートを曲げた際には黄緑色の強い発光が観測された（図２２Ｂ参照）。この時の発光のピークは５２０ｎｍ付近であり、黄緑色の発光であることが分かる。上述の複合シートでは、通常の外力が印加されていない状態では赤色に発光することで視認性に優れ、シートがどこにあるか一目で確認することができ、さらに、外力印加時には、黄緑色に光ることで、色の違いから確かに外力が印加されたことを確認することができる。
【００８０】
第１９の実施形態
第１９の実施形態においては、ＳｒＡｌ2 Ｏ4 ：Ｅｕからなる応力発光材料とＹ2 Ｏ2 Ｓ：Ｅｕ，Ｍｇ，Ｔｉからなる蓄光材料とを積層したシリコーン樹脂複合材料について説明する。
上記のＳｒＡｌ2 Ｏ4 ：Ｅｕの粉体をシリコーン樹脂と重量比で１：１の割合で混練し、数ｃｍ角で厚さ０．２５ｍｍのシート状にし、これを一昼夜放置して、無機有機・複合化シート材料からなる応力発光層３１を作製した。また、Ｙ2 Ｏ2 Ｓ：Ｅｕ，Ｍｇ，Ｔｉ（根本特殊科学、Ｒ−３００Ｍ）の粉体をシリコーン樹脂と重量比で１：１の割合で混練し、数ｃｍ角で厚さ０．２５ｍｍのシート状にし、これを一昼夜放置して、無機有機・複合化シート材料からなる蓄光体層３２を作製した。そして、こうして作製した応力発光層３１および蓄光体層３２を積層接着し、厚さ０．５ｍｍのゴム状積層シートを作製した。こうして作製した積層シートの応力発光層３１は透光性があり、暗がりで蓄光材料に由来する赤色で光ることが確認された。また、この積層シートに軽く触れた際には黄緑色の強い発光が観測された。発光のピークは５２０ｎｍ付近であり、黄緑色の発光であることが分かる。上述の複合シートでは、通常の外力が印加されていない状態では赤色に発光することで視認性に優れ、シートがどこにあるか一目で確認することができ、さらに、外力印加時には、黄緑色に光ることで、色の違いから確かに外力が印加されたことを確認することができる。
【００８１】
以上、この発明の実施形態について具体的に説明したが、この発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。
例えば、上述の実施形態において挙げた数値、構造、形状、材料、原料、プロセスなどはあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれらと異なる数値、構造、形状、材料、原料、プロセスなどを用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】Ｅｕのみを添加したＳｒＡｌ2 Ｏ4 およびＥｕに加えてＤｙ、Ｃｅ、Ｅｒ、Ｇｄ、Ｌａ、Ｌｕ、ＹｂまたはＴｍを添加したＳｒＡｌ2 Ｏ4 の応力発光スペクトルにおける波長５２０ｎｍ付近の発光ピークの発光強度を示す略線図である。
【図２】この発明の実施形態において用いられる応力発光材料のＸ線回折図形を示す略線図である。
【図３】この発明の実施形態において用いられる応力発光材料の応力発光スペクトルを示す略線図である。
【図４】この発明の実施形態において用いられる応力発光材料のＸ線回折図形を示す略線図である。
【図５】この発明の実施形態において用いられる応力発光材料の応力発光スペクトルを示す略線図である。
【図６】この発明の実施形態において用いられるＳｒＡｌ2 Ｏ4 ：Ｅｕ，ＬａおよびＳｒＡｌ2 Ｏ4 ：Ｅｕの応力発光スペクトルを示す略線図である。
【図７】この発明の第１の実施形態において作製した発光性複合材料の残光スペクトルを示す略線図である。
【図８】この発明の第１の実施形態において作製した発光性複合材料の応力発光スペクトルを示す略線図である。
【図９】この発明の第１の実施形態において作製した発光性複合材料中の応力発光材料の励起スペクトルを示す略線図である。
【図１０】この発明の第２の実施形態において作製した発光性複合材料の残光スペクトルを示す略線図である。
【図１１】この発明の第２の実施形態において作製した発光性複合材料の応力発光スペクトルを示す略線図である。
【図１２】この発明の第３の実施形態において作製した発光性複合材料の残光スペクトルを示す略線図である。
【図１３】この発明の第３の実施形態において作製した発光性複合材料の応力発光スペクトルを示す略線図である。
【図１４】この発明の第４の実施形態において作製した発光性複合材料の残光スペクトルを示す略線図である。
【図１５】この発明の第４の実施形態において作製した発光性複合材料の応力発光スペクトルを示す略線図である。
【図１６】この発明の第１０の実施形態による人工発光毛髪構造体を示す側面図および平面図である。
【図１７】この発明の第１１の実施形態による人工発光布地を示す略線図である。
【図１８】この発明の第１２の実施形態による人工発光布地を示す略線図である。
【図１９】この発明の第１３の実施形態による人工発光布地を示す略線図である。
【図２０】この発明の第１４の実施形態による人工発光布地を示す断面図である。
【図２１】この発明の第１５の実施形態による発光性複合材料を示す断面図である。
【図２２】この発明の第１５の実施形態において発光性複合材料の発光の様子を示す図面代用写真である。
【図２３】この発明の第１５の実施形態による他の発光性複合材料を示す断面図である。
【図２４】この発明の第１５の実施形態において他の発光性複合材料の発光の様子を示す図面代用写真である。
【符号の説明】
【００８３】
１１…基体、１２…人工発光毛髪、２１、２２…人工発光繊維、３１…応力発光層、３２…蓄光体層
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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