(57)【要約】  【課題】  蓄光性蛍光体を合成樹脂に混合した製品の色は、通常は蓄光性蛍光体の発光色に限られるため、用途が限定されていた。一方、合成樹脂に着色剤を混合した場合には、蓄光性蛍光体から発せられる光が着色剤に遮られ、十分な残光特性を発揮できないという問題があった。  【解決手段】  合成樹脂に混合する蓄光性蛍光体の平均粒径を２０μｍ程度とすると、着色剤を混合した場合でも十分な残光特性を有することがわかった。また、製造時に合成樹脂を融点温度より１０℃以上３０℃以下高い温度で融解し、蓄光性蛍光体を混練して分散させると残光特性が高く色むらの少ない蓄光性カラー合成樹脂が得られる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
合成樹脂と、
平均粒径が１０μｍ以上３０μｍ以下である蓄光性蛍光体と、
着色剤と、
を材料としてなる蓄光性カラー合成樹脂。
【請求項２】
前記蓄光性蛍光体が前記合成樹脂に対して１重量％以上２０重量％以下含まれている、請求項１に記載の蓄光性カラー合成樹脂。
【請求項３】
前記着色剤が前記合成樹脂に対して０．１重量％以上０．３重量％以下含まれている、請求項１または２に記載の蓄光性カラー合成樹脂。
【請求項４】
前記蓄光性蛍光体がアルミン酸ストロンチウム塩系蓄光性蛍光体である、請求項１から３のいずれか一に記載の蓄光性カラー合成樹脂。
【請求項５】
合成樹脂を融解して融点温度より０℃以上５０℃以下高い温度とする融解ステップと、
前記融解ステップにて融解した合成樹脂に着色剤および蓄光性蛍光体を加えた混合物を1分以上３０分以下混練する混練ステップと、
前記混練ステップにて混練された混合物を成型する成型ステップと、
からなる蓄光性カラー合成樹脂製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、着色剤を使用した蓄光性合成樹脂に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽光や電灯から受けた光のエネルギーを蓄積し、暗闇においても長時間光を発する性質を蓄光性といい、蓄光性を有する物質を蓄光性蛍光体という。蓄光性蛍光体は光の吸収、蓄光、発光を何度でも繰り返すことができるため、非常口などの防災表示、時計の文字盤、アクセサリーなどに使用されている。蓄光性蛍光体の特性は、発光色、発光輝度、残光時間（光の照射を止めてから光り続ける時間）などにより特徴付けられる。蓄光性蛍光体には、主として硫化亜鉛（ＺｎＳ）を母結晶とするものと、アルミン酸ストロンチウム塩（ＳｒＡｌ２Ｏ４など）を母結晶とするものとがある。前者の蓄光性蛍光体は黄緑色の光を発し、残光時間は０．５時間程度である。後者の蓄光性蛍光体は、緑色の光を発し、残光時間は５時間以上である。
【０００３】
蓄光性蛍光体の使用形態の一例として、特許文献１に示されているように、合成樹脂に蓄光性蛍光体を添加した製品が挙げられる。蓄光性蛍光体の発光特性を十分発揮するためには合成樹脂が透明であることが好ましい。合成樹脂が着色されていると、蓄光性蛍光体が発光した光が着色剤に吸収されてしまい、合成樹脂の発光輝度が低下するためである。
【特許文献１】特許第３２６０９９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、透明な合成樹脂に蓄光性蛍光体を添加しただけでは、合成樹脂の色は蓄光性蛍光体の発光色に限定される。このような場合、蓄光性蛍光体を添加した合成樹脂を消費者の好みの色とすることができないため、用途が限定されていた。例えば、赤い壁にアルミン酸ストロンチウム塩系蓄光性蛍光体を添加した合成樹脂を使用する場合には、照明が点灯している状態では蓄光性蛍光体の緑色が目立ってしまい、建造物の外観を損なってしまう。蓄光性蛍光体を添加した合成樹脂の需要をさらに増やすためには、合成樹脂を消費者の好みの色に着色し、かつ蓄光性を維持することが必要である。合成樹脂を着色する場合は、樹脂に所望の着色剤を混合するという方法が従来から行われているが、蓄光性蛍光体と混合したときは、着色剤により蓄光性蛍光体から発せられる光が外部に放出されにくくなり、合成樹脂が十分な蓄光性を有しないという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するため、本発明は着色剤を添加しても十分な蓄光性を発揮する合成樹脂を得ることを目的とする。すなわち第一の発明は、合成樹脂と、平均粒径が１０μｍ以上３０μｍ以下である蓄光性蛍光体と、着色剤とを材料としてなる蓄光性カラー合成樹脂を提供する。第二の発明は、前記蓄光性蛍光体が前記合成樹脂に対して１重量％以上２０重量％以下含まれている、第一の発明に記載の蓄光性カラー合成樹脂を提供する。第三の発明は、前記着色剤が前記合成樹脂に対して０．１重量％以上０．３重量％以下含まれている、第一または第二の発明に記載の蓄光性カラー合成樹脂を提供する。第四の発明は、前記蓄光性蛍光体がアルミン酸ストロンチウム塩系蓄光性蛍光体である、第一から第三のいずれか一の発明に記載の蓄光性カラー合成樹脂を提供する。第五の発明は、合成樹脂を融解して融点温度より０℃以上５０℃以下高い温度とする融解ステップと、前記融解ステップにて融解した合成樹脂に着色剤および蓄光性蛍光体を加えた混合物を1分以上３０分以下混練する混練ステップと、前記混練ステップにて混練された混合物を成型する成型ステップと、からなる蓄光性カラー合成樹脂製造方法を提供する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明により、十分な蓄光性を発揮し、かつ消費者の好みの色に着色された合成樹脂を得ることができる。したがって、蓄光性蛍光体を添加した合成樹脂の需要を増大させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下に本発明を実施するための最良の形態について説明する。なお、本発明はこれら実施の形態に何ら限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施し得る。
【０００８】
実施形態１は主に請求項１、２及び３について説明する。実施形態２は主に請求項４について説明する。実施形態３は主に請求項５について説明する。
【０００９】
<実施形態１>
<実施形態１：概念>
本実施形態は、蓄光性を有し、かつ蓄光性蛍光体の発光色以外の色に着色した合成樹脂に関する。
【００１０】
<実施形態１：構成>
本実施形態の蓄光性カラー合成樹脂は、合成樹脂と蓄光性蛍光体と着色剤とを材料としてなる。この他にも、必要に応じて、ガラス繊維、シリカ、シリコーン球などを混合しても良い。
【００１１】
合成樹脂は、蓄光性カラー合成樹脂の母材となるものである。合成樹脂は、熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂とがあるが、加工が容易であることから、熱可塑性樹脂がより好ましい。本実施形態に用いられる合成樹脂としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリオキシメチレン、アクリロニトリルブタジエンスチレン共重合体、ポリメタクリル酸メチル、ナイロン６、ナイロン６６、ポリブチレンテレフタレート、スチレンブタジエンゴム、エチレンプロピレンジエン三元共重合体、熱可塑性ポリウレタン、硬質および軟質塩ビ樹脂などである。
【００１２】
蓄光性蛍光体は、平均粒径が１０μｍ以上３０μｍ以下である。一般に蓄光性蛍光体は平均粒径が大きいほど発光輝度が高いため、平均粒径は１０μｍ以上であることが好ましい。一方、平均粒径が大きすぎると成型が困難となり、また、成型品の表面が荒れて見栄えが悪くなるため、粒径は３０μｍ以下であることが好ましい。
【００１３】
着色剤は、合成樹脂に混合して、特定の色調を発現させるための顔料である。使用される着色剤の例として、カーボンブラック（黒）、フタロシアニンブルー（青）、ジメチルキナクリドン（赤）、モノアゾ（黄）、酸化チタン（白）などが用いられる。着色剤は合成樹脂に対して０．１重量％以上０．３重量％以下含まれているのが好ましい。着色剤の含有量が０．１重量％以下では、蓄光性カラー合成樹脂が十分に着色されず、着色剤の含有量が０．３重量％以上では着色剤が多すぎて、蓄光性カラー合成樹脂の残光特性が低下するためである。
【００１４】
本実施形態の蓄光性カラー合成樹脂の用途としては、ボールペンなどの文房具、避難経路表示、装飾品及び釣具などが挙げられる。
【００１５】
<実施形態１：効果>
本実施形態により、十分な蓄光性を発揮し、かつ消費者の好みの色に着色された合成樹脂を得ることができる。したがって、蓄光性蛍光体を添加した合成樹脂の需要を増大させることができる。
【００１６】
<実施形態２>
<実施形態２：概念>
本実施形態は、蓄光性蛍光体がアルミン酸ストロンチウム塩系である蓄光性カラー合成樹脂に関する。
【００１７】
<実施形態２：構成>
本実施形態は使用される蓄光性蛍光体がアルミン酸ストロンチウム塩系蓄光性蛍光体である。アルミン酸ストロンチウム塩とは、主要構成元素が、Ｓｒ、Ａｌ、Ｏの３元素である物質である。具体的な化学式としては、ＳｒＡｌ２Ｏ４やＳｒ４Ａｌ１４Ｏ２５などである。アルミン酸ストロンチウム塩のみでは、蓄光性を有しないため、通常はアルミン酸ストロンチウム塩を母結晶として、少量のＥｕ、Ｄｙ、Ｂなどを母結晶中に添加した物質を蓄光性蛍光体とする。蓄光性蛍光体におけるＥｕ、Ｄｙ、Ｂの含有量はＳｒに対するモル比で０．００２％以上２０％以下である。ＳｒＡｌ２Ｏ４を母結晶とする蓄光性蛍光体は緑色の光を発し、Ｓｒ４Ａｌ１４Ｏ２５を母結晶とする蓄光性蛍光体は青色の光を発する。アルミン酸ストロンチウム塩を母結晶とする蓄光性蛍光体は、従来の硫化亜鉛を母結晶とする蓄光性蛍光体に比べ、５〜１０倍程度の残光時間を有する。また化学的にも安定で、耐光性を有するという特徴がある。
【００１８】
アルミン酸ストロンチウム塩系の蓄光性蛍光体の製造方法について説明する。出発原料として、炭酸ストロンチウム（ＳｒＣＯ３）、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、酸化ユーロピウム（Ｅｕ２Ｏ３）、酸化ディスプロシウム（Ｄｙ２Ｏ３）及びホウ酸（Ｂ２Ｏ３）などを用い、これらの混合物を還元雰囲気中及び１２００℃以上の条件で数時間焼成する。還元雰囲気を用いるのはＥｕ３＋をＥｕ２＋に還元するためである。次に得られた塊状の物質を粉砕して、所望の粒度の粉末が得られるようにフィルターで分離する。また得られた粉末に付着した不純物を除去するため、酢酸およびグリセリンの混合液で洗浄しても良い。
【００１９】
<実施形態２：実施例>
図１は本実施形態の蓄光性カラー合成樹脂の表面を光学顕微鏡により撮影した写真である。合成樹脂はオレンジ色に着色されている。図１に示されている粒状の物質は母結晶がＳｒＡｌ２Ｏ４で表される蓄光性蛍光体である。図１から、蓄光性蛍光体の平均粒径は約２０μｍであることがわかる。
【００２０】
図２は別の蓄光性カラー合成樹脂であって、図１に示されている合成樹脂よりも発光輝度の低いものの表面を光学顕微鏡により撮影した写真である。蓄光性蛍光体の平均粒径は約５０μｍであり、その他の条件は図１の蓄光性カラー合成樹脂と同じである。以上の結果から、合成樹脂に混合する蓄光性蛍光体の平均粒径は２０μｍ程度が適当であることがわかる。
【００２１】
図３は合成樹脂に対して蓄光性蛍光体を５重量％、図４は合成樹脂に対して蓄光性蛍光体を１０重量％混合した蓄光性カラー合成樹脂の残光輝度測定結果である。合成樹脂は透明だが、蓄光性蛍光体が合成樹脂の透明度を弱めるため、蓄光性蛍光体が５重量％含まれている蓄光性カラー合成樹脂は半透明で、蓄光性蛍光体が１０重量％含まれている蓄光性カラー合成樹脂は不透明である。残光が肉眼で認められるのは約０．３ｍｃｄ／ｍ２であり、いずれの色においても1時間以上の残光時間を有することがわかる。
【００２２】
<実施形態２：効果>
本実施形態の蓄光性カラー合成樹脂に使用する蓄光性蛍光体は、残光特性が従来の硫化亜鉛系蓄光性蛍光体よりも高いため、発光輝度が高い製品を得ることができる。
【００２３】
<実施形態３>
<実施形態３：概念>
本実施形態は、着色剤を使用しても十分な蓄光性を発揮する合成樹脂の製造方法に関する。
【００２４】
本実施形態の蓄光性カラー合成樹脂製造方法は、融解ステップ（Ｓ０３０１）と、混練ステップ（Ｓ０３０２）と、成型ステップ（Ｓ０３０３）とからなる。
【００２５】
融解ステップ（Ｓ０３０１）は、合成樹脂を融解して融点温度より０℃以上５０℃以下高い温度とする。合成樹脂の融解温度は、好ましくは、融点温度より１０℃以上３０℃以下高い温度である。合成樹脂の融解温度が融点温度＋５０℃より高くなると、合成樹脂と蓄光性蛍光体の反応で黒ずみが発生し、融解温度が融点温度＋１０℃より低くなると、合成樹脂が十分に軟化せず混練が困難である。
【００２６】
混練ステップ（Ｓ０３０２）は、融解ステップ（Ｓ０３０１）にて融解した合成樹脂に着色剤および蓄光性蛍光体を加えた混合物を1分以上３０分以下混練する。混練時間が１分以下の場合は、蓄光性蛍光体が合成樹脂内に十分に分散せず、発光時の色むらが生じる。また、混練時間が３０分以上になると、合成樹脂と蓄光性蛍光体が反応し、黒ずみが発生する。
【００２７】
成型ステップ（Ｓ０３０３）は、混練ステップ（Ｓ０３０２）にて混練された混合物を成型する。成型方法としては主に押し出し成型と射出成型とがある。押し出し成型は混練した混合物を型枠を通して、棒状、板状とし、押し出された棒状体あるいは板状体を所望の形状に切断する。射出成型は、混練した混合物を金型に流し込み成型するものである。これら以外にも、例えばトランスファー成型、圧縮成型などの成型方法がある。
【００２８】
<実施形態３：効果>
本実施形態により、製品全体に蓄光性蛍光体及び着色剤が分散された蓄光性カラー合成樹脂を得ることができ、十分な蓄光性を発揮するとともに、見栄えを良くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】蓄光性カラー合成樹脂の表面を光学顕微鏡で観察した写真。蓄光性蛍光体の平均粒径が約２０μｍの場合。
【図２】蓄光性カラー合成樹脂の表面を光学顕微鏡で観察した写真。蓄光性蛍光体の平均粒径が約５０μｍの場合。
【図３】半透明タイプ蓄光性カラー合成樹脂の残光輝度測定結果。
【図４】不透明タイプ蓄光性カラー合成樹脂の残光輝度測定結果。
【図３】
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【図４】
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【図１】
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【図２】
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