(57)【要約】      （修正有）【課題】蓄光層を表面側に配置させることにより高い発光輝度を有しながらも収縮差に起因する反りの発生を抑制でき、円柱等の曲面に容易に取り付けることができる曲面取付用蓄光シートを提供する。【解決手段】熱硬化性樹脂を母材とし、比重Ｄ１の蓄光材が混入された蓄光層11と、比重Ｄ２のガラスビーズが混入されたガラスビーズ層12と、比重Ｄ３の白色顔料が混入された白色反射層13とが、遠心成形によりこの順に形成され、Ｄ１＞Ｄ２＞Ｄ３であり、蓄光層11が凸側となるように湾曲状に成形する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱硬化性樹脂を母材とし、比重Ｄ１の蓄光材が混入された蓄光層と、比重Ｄ２のガラスビーズが混入されたガラスビーズ層と、比重Ｄ３の白色顔料が混入された白色反射層とが、遠心成形によりこの順に形成され、Ｄ１＞Ｄ２＞Ｄ３であり、前記蓄光層が凸側となるように湾曲状に成形されてなることを特徴とする曲面取付用蓄光シート。
【請求項２】
前記蓄光材は平均粒径１００μｍ以上のアルミン酸塩系蓄光材であり、前記熱硬化性樹脂に対して２０００ｇ／ｍ２以上混入されていることを特徴とする請求項１記載の曲面取付用蓄光シート。
【請求項３】
前記ガラスビーズは平均粒径６０〜１００μｍであることを特徴とする請求項１又は２記載の曲面取付用蓄光シート。
【請求項４】
前記熱硬化性樹脂は透明ウレタン樹脂であることを特徴とする請求項１、２又は３記載の曲面取付用蓄光シート。
【請求項５】
熱硬化性樹脂中に、比重Ｄ１の蓄光材と、比重Ｄ２のガラスビーズと、比重Ｄ３の白色顔料とを混合してなるＤ１＞Ｄ２＞Ｄ３である混合材料を、円筒金型を用いて加熱しながら遠心成形することにより、金型面側から蓄光層とガラスビーズ層と白色反射層とが順次形成された未硬化の円筒状の成形品を得る第１の工程と、
前記成形品を板状に裁断する第２の工程と、
板状に裁断された成形品を、表面が曲面状に形成された治具に装着して所定時間の加熱処理を行うことにより硬化させ、前記蓄光層が凸側となる湾曲状の蓄光シートを得る第３の工程と、
を有することを特徴とする曲面取付用蓄光シートの製造方法。
【請求項６】
前記第１の工程における遠心成形は、前記円筒金型への前記混合材料の投入直後に５０〜３００ｒｐｍの回転数とする第１の遠心成形工程と、
前記第１の遠心成形工程を開始してから１〜３分後に、５００〜１５００ｒｐｍの回転数とする第２の遠心成形工程と、
を有することを特徴とする請求項５記載の曲面取付用蓄光シートの製造方法。
【請求項７】
前記蓄光材は平均粒径１００μｍ以上のアルミン酸塩系蓄光材であり、前記熱硬化性樹脂に対して２０００ｇ／ｍ２以上混入することを特徴とする請求項５又は６記載の曲面取付用蓄光シートの製造方法。
【請求項８】
前記ガラスビーズは平均粒径６０〜１００μｍであることを特徴とする請求項５、６又は７記載の曲面取付用蓄光シートの製造方法。
【請求項９】
前記熱硬化性樹脂は透明ウレタン樹脂であることを特徴とする請求項５〜８のいずれかに記載の曲面取付用蓄光シートの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、曲面取付用蓄光シート及びその製造方法に関し、詳しくは、円柱等の曲面に取り付けて用いられ、高い発光輝度を有する曲面取付用蓄光シート、及び、取り付け曲面に合わせた形状に成形でき、高い発光輝度を有する曲面取付用蓄光シートの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
地下街、地下鉄、ビル等においては災害時の避難誘導のための避難誘導標識が壁面に設置されている。このような避難誘導標識は、人の通行が多く目立つ場所に設置することが望まれるため、壁面のみならず柱面への設置も要望されている。一般に柱には円柱形状をしたものもあるため、この場合、避難誘導標識を曲面にも取り付けできるようにする必要がある。このような曲面にも設置可能なものとしては、停電時でも自ら発光する蓄光シートがある（特許文献１〜３）。
【０００３】
一般に地下鉄の連絡通路や駅ビル内の照度は１００Ｌｘ前後であり、このような場所に設置される蓄光シートは、災害等による停電時に６０分後の残光輝度が６０ｍｃｄ／ｍ２以上となることが望まれている。このように照度１００Ｌｘの環境下で６０分後残光輝度６０ｍｃｄ／ｍ２以上の機能を満足させるためには、大粒径の蓄光材を大量に混入させる必要があり、例えば長時間高い輝度で発光が可能とされるアルミン酸塩系蓄光材で平均粒径１００μｍ以上、練り込み量２０００ｇ／ｍ２以上が必要となる。
【０００４】
しかし、特許文献１では使用される蓄光材の粒径は４０〜８０μｍ程度であり、上記要請を満足するには不十分である。
【０００５】
また、特許文献２、３には、ウレタン樹脂からなるシートの略中央に配置される層を蓄光層とし、その一方に白色反射層、他方に透明層を配置させた蓄光シートが記載されている。このような蓄光シートはウレタン樹脂を母材とするため曲面にも取付け可能であり、この蓄光層に高輝度の蓄光材を混入させることにより上記要請を満足する蓄光シートを得ることができると考えられる。
【０００６】
しかしながら、大粒の蓄光材を大量に混入させると、蓄光層が厚くなって屈曲性が悪化し、曲面への取り付けが困難となる問題がある。しかも、蓄光層は中間層であるため発光効率が悪い問題がある。
【０００７】
この発光効率の問題は、蓄光層を表面層側に配置させることにより解決できるが、蓄光材を多く含む蓄光層とそれ以外の蓄光材が少ない又は含まない層との間で成形後の収縮率が相違することにより、蓄光材が少ない又は含まない層の方向に曲がって反りが生じてしまう問題がある。シートに反りが生じてしまうと、取付け曲面との曲率との相違によって、取り付けしても剥離し易い又は取付けできないといった不具合が発生する問題がある。
【０００８】
また、一般に蓄光材は無機質であり比重が大きいため、一度の成形工程で蓄光材を大量に混入させた蓄光層をシートの中間層に配置させることが難しい。このため特許文献２、３では、遠心成形によってシートを成形する際、金型に最初に蓄光材を含まない材料を投入して層を成形しておき、その後、蓄光材を含む材料を投入して、先の層上に蓄光材が比重によって層を形成するようにして蓄光層が中間層となる蓄光シートを成形している。
【０００９】
しかし、この方法では２回の材料投入工程が必要となり、作業工程が煩雑である。これを１回の材料投入だけで行おうとすれば、比重によって蓄光層が表面層となり、発光効率は向上するものの、上記のように反りが生じる問題がある。
【００１０】
すなわち、従来では、１回の材料投入だけで遠心成形しても反りが問題とならず、発光効率の良好な蓄光シートを製造することができなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特許第４１３０９３９号公報
【特許文献２】特開２００７−１３８６１９号公報
【特許文献３】特開２００８−４４１２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
そこで、本発明は、蓄光層を表面側に配置させることにより高い発光輝度を有しながらも収縮差に起因する反りの発生を抑制でき、円柱等の曲面に容易に取り付けることができる曲面取付用蓄光シートを提供することを課題とする。
【００１３】
また、本発明は、蓄光層を表面側に配置させることにより高い発光輝度を有しながらも収縮差に起因する反りの発生を抑制でき、円柱等の取付け曲面に合わせた形状に容易に成形できる曲面取付用蓄光シートの製造方法を提供することを課題とする。
【００１４】
本発明の他の課題は以下の記載により明らかとなる。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
（請求項１）
熱硬化性樹脂を母材とし、比重Ｄ１の蓄光材が混入された蓄光層と、比重Ｄ２のガラスビーズが混入されたガラスビーズ層と、比重Ｄ３の白色顔料が混入された白色反射層とが、遠心成形によりこの順に形成され、Ｄ１＞Ｄ２＞Ｄ３であり、前記蓄光層が凸側となるように湾曲状に成形されてなることを特徴とする曲面取付用蓄光シート。
【００１６】
（請求項２）
前記蓄光材は平均粒径１００μｍ以上のアルミン酸塩系蓄光材であり、前記熱硬化性樹脂に対して２０００ｇ／ｍ２以上混入されていることを特徴とする請求項１記載の曲面取付用蓄光シート。
【００１７】
（請求項３）
前記ガラスビーズは平均粒径６０〜１００μｍであることを特徴とする請求項１又は２記載の曲面取付用蓄光シート。
【００１８】
（請求項４）
前記熱硬化性樹脂は透明ウレタン樹脂であることを特徴とする請求項１、２又は３記載の曲面取付用蓄光シート。
【００１９】
（請求項５）
熱硬化性樹脂中に、比重Ｄ１の蓄光材と、比重Ｄ２のガラスビーズと、比重Ｄ３の白色顔料とを混合してなるＤ１＞Ｄ２＞Ｄ３である混合材料を、円筒金型を用いて加熱しながら遠心成形することにより、金型面側から蓄光層とガラスビーズ層と白色反射層とが順次形成された未硬化の円筒状の成形品を得る第１の工程と、
前記成形品を板状に裁断する第２の工程と、
板状に裁断された成形品を、表面が曲面状に形成された治具に装着して所定時間の加熱処理を行うことにより硬化させ、前記蓄光層が凸側となる湾曲状の蓄光シートを得る第３の工程と、
を有することを特徴とする曲面取付用蓄光シートの製造方法。
【００２０】
（請求項６）
前記第１の工程における遠心成形は、前記円筒金型への前記混合材料の投入直後に５０〜３００ｒｐｍの回転数とする第１の遠心成形工程と、
前記第１の遠心成形工程を開始してから１〜３分後に、５００〜１５００ｒｐｍの回転数とする第２の遠心成形工程と、
を有することを特徴とする請求項５記載の曲面取付用蓄光シートの製造方法。
【００２１】
（請求項７）
前記蓄光材は平均粒径１００μｍ以上のアルミン酸塩系蓄光材であり、前記熱硬化性樹脂に対して２０００ｇ／ｍ２以上混入することを特徴とする請求項５又は６記載の曲面取付用蓄光シートの製造方法。
【００２２】
（請求項８）
前記ガラスビーズは平均粒径６０〜１００μｍであることを特徴とする請求項５、６又は７記載の曲面取付用蓄光シートの製造方法。
【００２３】
（請求項９）
前記熱硬化性樹脂は透明ウレタン樹脂であることを特徴とする請求項５〜８のいずれかに記載の曲面取付用蓄光シートの製造方法。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、蓄光層を表面側に配置させることにより高い発光輝度を有しながらも収縮差に起因する反りの発生を抑制でき、円柱等の曲面に容易に取り付けることができる曲面取付用蓄光シートを提供することができる。
【００２５】
また、本発明によれば、蓄光層を表面側に配置させることにより高い発光輝度を有しながらも収縮差に起因する反りの発生を抑制でき、円柱等の取付け曲面に合わせた形状に容易に成形できる曲面取付用蓄光シートの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に係る曲面取付用蓄光シートの断面図
【図２】本発明に係る曲面取付用蓄光シートを円柱に取り付けた状態を示す断面図
【図３】本発明に係る曲面取付用蓄光シートの製造方法を説明する図
【図４】本発明に係る曲面取付用蓄光シートの製造方法を説明する図
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。
【００２８】
図１は本発明に係る曲面取付用蓄光シートの断面図、図２はその曲面取付用蓄光シートを円柱に取り付けた状態を示す断面図であり、図中、１は曲面取付用蓄光シート（以下、単に蓄光シート１という。）、１００は、この蓄光シート１が取り付けられる電柱や支柱、建造物の柱等の円柱状の柱である。
【００２９】
蓄光シート１は、熱硬化性樹脂を母材とし、比重Ｄ１の蓄光材が混入された蓄光層１１と、比重Ｄ２のガラスビーズが混入されたガラスビーズ層１２と、比重Ｄ３の白色顔料が混入された白色反射層１３とが、遠心成形によりこの順に形成され、このうちの蓄光層１１が表面層となり、該蓄光層１１が凸側となるように、取付け曲面である柱１００の表面の曲率に合わせて湾曲状に成形されている。比重はＤ１＞Ｄ２＞Ｄ３の関係にある。
【００３０】
このように蓄光シート１は、予め取付け曲面である柱１００の表面の曲率に合わせて湾曲状に成形されているので、高輝度発光のために蓄光層１１に粒径の大きな蓄光材を多量に混入させることで厚く屈曲し難い蓄光層１１を有していても、曲面に対する取り付けを可能とすることができる。
【００３１】
母材となる熱硬化性樹脂は、屈曲性及び透明性が良好な樹脂であればよいが、特に透明ウレタン樹脂を用いることが好ましく、中でも、熱硬化性無黄変ウレタン樹脂が好ましい。無黄変ウレタン樹脂は、使用による変色、加水分解がないため、これに蓄光材を混入させることによって長期に亘って高輝度発光機能を維持することができる。
【００３２】
蓄光層１１に混入される蓄光材は、例えば酸化ストロンチウム、酸化アルミニウム、酸化希土類等を用いることができるが、特に長期間に亘って高輝度の発光が可能である点でアルミン酸塩系蓄光材が好ましい。アルミン酸塩系蓄光材は、主にＳｒＡｌ２Ｏ４：Ｅｕ、Ｄｙ（アルミン酸ストロンチウム：ユーロピウム、ジスプロシウム）からなり、無毒性で環境にも優しい物質である。
【００３３】
蓄光材は粒径が大きい程又混入量が多い程輝度が高いため、照度１００Ｌｘの環境下で６０分後残光輝度６０ｍｃｄ／ｍ２以上の機能を満足させる上で、母材である熱硬化性樹脂に対して、平均粒径１００μｍ以上のものを２０００ｇ／ｍ２以上混入させることが好ましい。平均粒径、混入量のいずれかがこの値を下回ると、上記機能を発揮させることが不十分となる。上限は成形性を考慮して、平均粒径が３００μｍ以下、混入量が３０００ｇ／ｍ２以下とすることが好ましい。
【００３４】
ガラスビーズ層１２に混入されるガラスビーズの平均粒径は６０〜１００μｍとすることが好ましい。ガラスビーズは透明のものを用いることにより、その下層の白色反射層１３の光反射機能を損なうことなく、夜間や停電時に蓄光層１１による高輝度の発光を行うことができる。
【００３５】
白色反射層１３は、蓄光シート１の最下層に配置されることにより、蓄光シート１に照射されて白色反射層１３に到達した光を蓄光層１１に向けて反射させ、蓄光層１１に対して効率的な光照射を行うと共に、夜間や停電時、発光する蓄光層１１からの光を表面側に向けて反射させることにより、高輝度の発光を実現することができる。
【００３６】
白色顔料としては、一般にチタン系の白色顔料を用いることができる。白色顔料の平均粒径は、一般に３０μｍ以下のものが均一分散性に優れるために好ましい。
【００３７】
なお、図中では説明の便宜のために各層１１、１２、１３間に境界線を示しているが、蓄光シート１は、母材である熱硬化性樹脂中に蓄光材、ガラスビーズ、白色顔料が混入されて遠心成形され、これら混入材料が遠心分離されることで、比重差によって蓄光層１１、ガラスピース層１２及び白色反射層１３が形成されるものである。このため、実際の製品は全体が熱硬化性樹脂によって一体化されており、各層１１、１２、１３間に明確な境界はない。
【００３８】
各層１１、１２、１３のうち蓄光層１１と反対面に配置される白色反射層１３は蓄光材を含まない。このことにより、蓄光材を多く含む蓄光層１１と白色反射層１３との間で、成形後の収縮率が相違することに起因して反りが発生し、図１中の矢印で示すように、蓄光シート１の径が小さくなる方向に曲がって縮径してしまうおそれがある。蓄光シート１が縮径してしまうと、柱１００の取付け曲面の曲率と蓄光シート１の内側の曲率とが相違してしまい、柱１００に取り付けても剥離の原因となったり、最悪の場合は取り付けそのものができなくなったりするおそれがある。
【００３９】
しかし、本発明に係る蓄光シート１は、蓄光層１１と白色反射層１３との間に蓄光材と同様に無機質のガラスビーズを含有するガラスビーズ層１２を介在させているため、蓄光シート１全体に対する白色反射層１３の割合を小さくできると共に、このガラスビーズ層１２が蓄光層１１と白色反射層１３との間の収縮率の差を緩衝する緩衝層として機能し、白色反射層１３側の反りを抑制することにより、蓄光シート１全体が縮径してしまうことを抑制することができる。しかも、縮径を抑制することのために蓄光層１１の厚みを減らしたり、蓄光材の混入量を減らしたりする必要はないため、蓄光シート１の発光機能に何ら影響を与えることはない。
【００４０】
ガラスビーズ層１２を介在させても収縮差に起因する蓄光シート１の縮径を完全に防止することは困難であるが、ガラスビーズ層１２と白色反射層１３との相対的な厚みを適宜調整することによって、蓄光シート１の縮径の程度を調整することができる。例えば、白色反射層１３よりもガラスビーズ層１２の厚みを大きくすることで、蓄光シート１の縮径を少なくする方向に調整することができる。このようなガラスビーズ層１２と白色反射層１３の相対的な厚みの調整によって、蓄光シート１に或る程度の縮径状態を持たせることにより、蓄光シート１自身に柱１００に対する密着力を持たせることもできるようになる。
【００４１】
蓄光シート１の各層１１、１２、１３は、蓄光材、ガラスビーズ及び白色顔料の比重差を利用して遠心成形されるものであるため、ガラスビーズ層１２と白色反射層１３の相対的な厚みは、ガラスビーズと白色顔料の混入量を適宜調整することによって調整することができる。
【００４２】
また、蓄光シート１の全体の厚みは、１〜１０ｍｍ程度とすることができる。
【００４３】
かかる蓄光シート１は、図２に示すように、柱１００の取付け曲面に粘着剤、接着剤等を用いて固着される。蓄光層１１の表面には避難誘導表示のための任意の文字や図形を形成することができる。その他、蓄光シート１自体の外形形状を任意の文字や図形の形状に形成し、柱１００の表面に複数組み合わせて取り付けることによって避難誘導標識を構成するようにしてもよい。蓄光シート１は表面側が蓄光層１１であるため、図２中の矢印方向に向けて高輝度の発光を行うことができる。
【００４４】
次に、蓄光シート１の製造方法の一例について図３、図４を用いて説明する。
【００４５】
（第１の工程）
図３において２００は遠心成形機であり、駆動源２０１によって回転する円筒金型２０２を有している。
【００４６】
熱硬化性樹脂としての無黄変ポリウレタンプレポリマー１００質量部（以下、単に部という。）と、アミン系硬化剤１０部と、蓄光材（アルミン酸塩系蓄光材；比重３．６）１５０部と、ガラスビーズ（比重２．５〜２．６）１０部、チタン系白色顔料（比重１．１）０．５部、反応促進剤０．０１部を混合し、５０〜８０℃で均一に攪拌した混合材料を、６０〜１５０℃に加熱した円筒金型２０２内に投入し、回転することによって遠心成形を行う。
【００４７】
回転数は、混合材料の投入直後に５０〜３００ｒｐｍの低速回転とされ、これを１〜３分継続させることによって混合材料を円筒金型２０２内で均一の厚みにし（第１の遠心成形工程）、１〜３分経過後、混合材料が均一の厚みになった時点で、回転数を５００〜１５００ｒｐｍにする（第２の遠心成形工程）。
【００４８】
混合材料中の蓄光材、ガラスビーズ、白色顔料のそれぞれの比重は、蓄光材＞ガラスビーズ＞白色顔料の関係であるため、第２の遠心成形工程によって比重の大きい順に金型面２０２ａ側から、蓄光材、ガラスビーズ、白色顔料の順に層形成され、それぞれ蓄光層１１、ガラスビーズ層１２、白色反射層１３が形成される。
【００４９】
第２の遠心成形工程を１５〜２０分間継続させた後、円筒金型２０２から円筒状の成形品を取り出す。
【００５０】
（第２の工程）
次いで、得られた円筒状の成形品を幅切りし、所望の製品形状に合わせて板状に裁断する。
【００５１】
円筒金型２０２から取り出された成形品は未硬化の状態であり、未反応の反応基（−ＮＣＯ）を持った半硬化状態の成形品である。このため成形品を平板上に置いても反りがなく容易に裁断することができる。
【００５２】
（第３の工程）
次いで、製品形状に裁断された成形品を、図４に示すように治具３００に装着する。
【００５３】
治具３００は基台３０１上に、柱１００（図２参照）の取付け曲面の曲率（径）に合致する曲率（径）を有する曲面を持つ凸湾曲形状の治具本体３０２を有している。製品形状に裁断された成形品をこの治具本体３０２に、蓄光層１１が上面となるように装着した後、８０℃で１２時間の加熱処理を行うことにより、未反応の反応基を完全に反応させ、成形品を硬化させる。これにより蓄光層１１側が凸側となり、柱１００の取付け曲面に合致する湾曲状の蓄光シート１が得られる。
【００５４】
この製造方法によれば、高輝度発光のために蓄光層１１に粒径の大きい蓄光材を多量に混入させても、曲面に対して取り付け可能な蓄光シート１を容易に得ることができる。
【００５５】
しかも、円筒金型２０２への混合材料の投入は１回だけで済み、材料の比重差を利用して蓄光層１１を表面層とすることにより高輝度発光が可能でありながらも、収縮差に起因する反りによる好ましくない縮径が抑制された、曲面取付けが可能な蓄光シート１を得ることができる。
【符号の説明】
【００５６】
１：曲面取付用蓄光シート
１１：蓄光層
１２：ガラスビーズ層
１３：白色反射層
１００：柱
２００：遠心成形機
２０１：駆動源
２０２：円筒金型
２０２ａ：金型面
３００：治具
３０１：基台
３０２：治具本体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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