(57)【要約】【課題】  応力を加えて発光させる機能を備えながら、偽造することが困難な応力発光カードを提供する。【解決手段】  透明基材３と不透明基材４が重ね合されており、応力により発光する媒体である発光媒体１を備えた応力発光カード１０であって、発光媒体１は、一方の面において所定の大きさの開口を有するとともに、一方の面から厚さの方向に対して所定の深さで形成された凹部２を有し、発光媒体１は、一方の面が透明基材３の側を向くようにして、透明基材３と不透明基材４に挟まれてなることを特徴とする。【選択図】  図４
2017114046.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基材と不透明基材が重ね合されており、応力により発光する媒体である発光媒体を備えた応力発光カードであって、
前記発光媒体は、一方の面において所定の大きさの開口を有するとともに、前記一方の面から厚さの方向に対して所定の深さで形成された凹部を有し、
前記発光媒体は、前記一方の面が前記透明基材の側を向くようにして、前記透明基材と前記不透明基材に挟まれてなることを特徴とする応力発光カード。
【請求項２】
前記凹部の前記厚さの方向の先端部は、線状であることを特徴とする請求項１に記載の応力発光カード。
【請求項３】
前記開口が、前記一方の面において、所定のパターンを構成するものとして配置されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の応力発光カード。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、応力を加えることにより発光するカードに関する。
【背景技術】
【０００２】
圧縮、引張、摩擦、せん断、衝撃などの機械的外力による発光である応力発光が研究されている。そして、応力発光を起こす「材料」そのもの、すなわち、「材料の組成」、もしくは、「材料の構造」に、「潜在的な発光構造」を持たせ、比較的小さい応力を負荷するのみで、その「材料」を発光させ得る、新規な「発光」メカニズムを持つ「応力発光材料」が発見されている。
【０００３】
代表的なものとしては、発光中心として、ユウロピウムを添加したアルミン酸ストロンチウム（ＳｒＡｌ2Ｏ4：Ｅｕ：緑色発光）、マンガンを発光中心として添加した硫化亜鉛（ＺｎＳ：Ｍｎ、黄橙色発光）等がある（特許文献１参照）。そして、これらの応力発光材料を、その構造物単体（構造物がすべて「応力発光材料」で構成されているもの。）、もしくは、その構造物を単純に別の構造物等に重ねた積層体とし、それらに、直接、外部応力を負荷して、その構造物単体、もしくは、積層体を単に発光させるものが公開されている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−５５１４４号公報
【特許文献２】特開２００３−２５３２６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来の技術では、応力発光構造物単体、もしくは、単純な積層体を形成し、それらに外部応力を加えて、その応力発光構造物単体、もしくは、積層体を単に発光させるものである。そのため、応力発光構造物を作製し、同様の効果を得るものを作り上げることは、大きな困難を有せず、偽造を行い易いものとなっている。
【０００６】
そこで、本発明は、応力を加えて発光させる機能を備えながら、偽造することが困難な応力発光カードを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明第１の態様では、
透明基材と不透明基材が重ね合されており、応力により発光する媒体である発光媒体を備えた応力発光カードであって、
前記発光媒体は、一方の面において所定の大きさの開口を有するとともに、前記一方の面から厚さの方向に対して所定の深さで形成された凹部を有し、
前記発光媒体は、前記一方の面が前記透明基材の側を向くようにして、前記透明基材と前記不透明基材に挟まれてなることを特徴とする応力発光カードを提供する。
【０００８】
本発明第１の態様によれば、応力発光カードが、透明基材と不透明基材が重ね合されており、応力により発光する媒体である発光媒体を備え、発光媒体が、一方の面において所定の大きさの開口を有するとともに、一方の面から厚さの方向に対して所定の深さで形成された凹部を有し、発光媒体が、一方の面が透明基材の側を向くようにして、透明基材と不透明基材に挟まれているので、外部応力を加えて発光させる機能を備えながら、偽造することが困難な応力発光カードを得ることが可能となる。
【０００９】
また、本発明第２の態様では、前記凹部の前記厚さの方向の先端部は、線状（直線または曲線）であることを特徴とする。
【００１０】
本発明第２の態様によれば、前記凹部の前記厚さの方向の先端部は、線状であるので、応力集中係数が高まり、発光媒体に応力が加わった際に、より強い光を発することが可能となる。
【００１１】
また、本発明第３の態様では、前記開口が、前記一方の面において、所定のパターンを構成するものとして配置されていることを特徴とする。本発明第３の態様によれば、凹部の開口が、発光媒体の透明基材の側の面において、所定のパターンを構成するものとして配置されているので、発光により所定の情報を表現することが可能となり、偽造防止効果が高まる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、外部応力を加えて発光させる機能を備えながら、偽造することが困難な応力発光カードを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明で用いる発光媒体の一例を示す斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る発光媒体を示す平面図と断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る応力発光カードを示す斜視図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る応力発光カードの平面図と断面図である。
【図５】発光により所定の情報を表現する場合の発光媒体の平面図である。
【図６】本発明で用いる発光媒体の異なる例を示す平面図と断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
＜１．発光媒体＞
図１は、本発明の一実施形態に係る発光媒体を示す斜視図である。図１において、１は発光媒体、２は凹部である。発光媒体１は、応力発光材料を含む組成物を焼成して得られたものであり、所定の厚さＤを有している。図１の例では、発光媒体１には、６個の凹部２が形成されている。厚さＤとしては、適宜設定することができるが、１０μｍ〜３００μｍであることが好ましい。１０μｍ未満であると発光強度を強めるための十分な大きさの凹部を形成することができないためである。また、３００μｍを超えると、厚さの割に発光強度が強まらず、応力発光材料の使用効率が低いためである。ただし、厚さの上限は、後述のようにカードに埋め込む場合、カードの厚さにより制限されることになる。
【００１５】
図２は、本発明の一実施形態に係る発光媒体を示す平面図と断面図である。図２（ａ）は上面から見た一部の平面図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）のＡ−Ａ線に対応する断面図、図２（ｃ）は、図２（ａ）のＢ−Ｂ線に対応する断面図である。図２において、２ａは開口縁部、２ｂは先端部である。なお、本来、発光媒体において上下の別はないが、本実施形態では、説明の便宜上、凹部２の開口が形成された側の面を上面（図２（ｂ）（ｃ）における上側）、他方を下面（図２（ｂ）（ｃ）における下側）として説明することにする。図１の斜視図、図２（ｂ）の断面図は、主として凹部２の構造を説明するためのものであるため、現実とは平面方向と厚さの比が異なっている。現実には、発光媒体１の幅が数十ｍｍ〜数百ｍｍであるのに対して、発光媒体の厚さは、数百μｍ以下である。また、図１においても同様であるが、実際の凹部２の開口の面積は、発光媒体１の上面の面積に比べて著しく小さいが、図１、図２では説明の便宜上、比率を考慮せずに示している。
【００１６】
図１、図２（ａ）に示すように、凹部２の開口の縁である開口縁部２ａは、長方形（図２の例では長方形の一種である正方形に近い）となっている。また、図１、図２に示すように凹部２は、Ａ−Ａ断面において三角形状、Ｂ−Ｂ断面において長方形状となるような形状となっている。このため、凹部２の最深部となる先端部２ｂは、図２（ａ）（ｃ）に示すように所定の長さの直線状となる。先端部２ｂが直線である場合は、応力集中係数αが最も高くなるが、直線でなく曲線で結ばれるような状態であっても、応力集中係数αの値は高くなる。すなわち、直線または曲線の両端である頂点が存在することにより、応力集中係数αは高くなる。
【００１７】
発光媒体１は、所定の角度から所定の応力を負荷する（引張りや、曲げ、もしくは、捩じり）と、直接的または間接的に、その負荷が発光媒体１に伝わって、凹部２の先端部２ｂの両端の２点に応力が集中し、その集中部分が発光する。例えば、この発光媒体１を、その平面に直交する方向、その平面をねじる方向に、または、引っ張る方向に、数ＭＰａ程度の負荷を与えると、その応力集中部分において、視認可能なレベルの発光を発現する。さらには、その応力負荷の方向を変えると、異なる発光パターンが出現するようにすることで、偽造防止性の向上を図る。
【００１８】
発光媒体１においては、発光媒体１に生じた「物理的な移動を伴う変形」によって、「引っ張り応力」、「せん断応力」や、「ずれ応力」等（『内部応力』、もしくは、『変形応力』、さらには『応力』を、『現象面』から分類したもの。）が発生される。凹部２は、それらの応力が発生したときに、「応力の集中度合が２以上」となっている部位、すなわち、それらの応力に対応する「応力集中係数αが２以上」となっている部位である。
【００１９】
そして、凹部２、特には、「応力集中係数αの最も大きい部位」である先端部２ｂは、発光媒体１における変形の方向や、負荷される外力の大きさや方向によって、その位置が変わるものである。発光媒体１を構成する応力発光材料は、これらの「『応力』の大きさ」に比例する強度で、且つ、以下に詳述する「応力発光材料を構成する構造（組成や結晶構造などを含む。）」に対する「応力の作用する方向」に応じた強度で（これが、「変形応力に応じた強度」を意味する。すなわち、『結晶構造など、材料の三次元構造に対する、応力の三次元的な作用方向』により、その発生する『応力の大きさ』が異なり、それに従って、『発光強度』も異なるという意味。）、その構造に特有（固有）の波長の光を発する。
【００２０】
そして、この「『応力発光材料を構成する構造』に特有の波長の光」が、「所定波長の光」であって、通常は、可視光の波長範囲、すなわち、光の波長で、４００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲にあり、一つの種類の応力発光材料に対応して、一つの波長の光が発光する。従って、この発光した「所定波長の光」を観察者が目視にて視認できることとなる。但し、この「所定波長の光」の強度は、目視にて視認可能であるためには、その発光輝度（「光の強度」の一つの指標。）として、少なくとも１．０ｍｃｄ／ｃｍ2（ミリカンデラ／平方センチメートル）の大きさが必要である。発光媒体１による発光は、１０ｍｃｄ／ｃｍ2以上であり、カードに埋め込まれた場合であっても透明な基材を通して視認できる。
【００２１】
本発明において、「応力発光材料」とは、いわゆる「熱弾性マルテンサイト変態」近傍において、物理的な変形を伴って、その材料に応力を負荷すると「双晶擬弾性変形」を生じやすい材料である、「Ｅｕ添加ＳｒＡｌ2Ｏ4（「ＳＡＯＥ」とも称される。）」等に代表される、「物理的な変形を伴って、その材料に応力を負荷した際に、所定の波長の光を発光し、且つ、その負荷した応力に応じてその発光強度が増加する」材料である。
【００２２】
図１、図２に示した凹部２は、いわゆる「楔（くさび）形」をした凹みとなっている。「楔形」とは、ある三角柱の一つの側面（一つの長方形）が最表面に位置し、他の二つの側面（二つの長方形）と三角柱の上下面（二つの三角形）が、発光媒体１の内側に凹んだ部分の「４つの面」を成している形であって、二つの三角形（断面）の面（上下面）と、その３つの頂点を結ぶ平行な三辺で形成され、その内の二辺が開口（開口縁部２ａ）に位置し、残りの一辺が、凹みの底（先端部２ｂ）に位置するものと定義される。
【００２３】
例えば、縦２０ｍｍ×横３０ｍｍ×厚さ３０μｍ（０．０３ｍｍ）の「基本形状」に対して、その一方の表面に、「楔形」をした凹みである凹部２を設けると、図２の「発光媒体１」のような形状となる。ここで、図２は一例であって、同一の三角柱形状を有する凹部２を、６個のみ、整然と配置したものを表示しているが、実際には、発光媒体１の利用目的に応じて、様々に変化させることができる。具体的には、個々の凹部２の形（立体形状）、大きさ、及び、先端部２ｂの向き（図１、図２の例では先端部２ｂは、直線であるが、２点を結ぶ線状であれば、曲線であってもよい。）、開口の形（長方形のみならず、他の平面形状としてもよい。）、大きさ、向き（開口のタテ、ヨコ方向）、凹部２の数、凹部２の配置（整然配列のみならず、ランダム配列、さらには、所定のパターンを表示するための配置としてもよい。）を、様々に変化させることとなる。開口の形が長方形であって、短辺と長辺の長さの比が大きい場合は、応力を掛ける方向によって発光強度の分布が異なることになる。
【００２４】
そして、凹部２に、所定の外部負荷を加えると、すなわち、「開口縁部２ａの二辺」を開く方向に変形を加えると、残りの一辺である先端部２ｂにおける応力集中係数αが等しく２以上となり、同時に最大となる。さらに、先端部２ｂにおける「開き角」（その三角形の頂角にあたる。）が、１０度〜９０度と小さければ小さいほど、応力集中係数αが増大する。この開き角を１０度未満とすると、応力集中係数αを極端に大きくすることができるものの、焼成ステップを含む発光媒体１の製造プロセスにおいては、製造安定性に欠けるとともに、繰り返し変形にも耐え難いものとなる。
【００２５】
また、この先端部２ｂにおける応力集中係数αは、変形を加える方向によってその値が変動する。すなわち、所定の外部負荷の加える方向によって、その値が変動し、例えば、上記した「上下面の三角形」の間隔を開く方向に変形すると、先端部２ｂにおける応力集中係数αは、先端部２ｂの中点に応力が集中する。
【００２６】
すなわち、凹部２の凹みは、その「楔形」に負荷する、所定の外力負荷の「三次元空間における『方向』（三次元空間成分のそれぞれの大きさの割合で定まる、一つの三次元ベクトルで表される。）」によって、その「発光強度（もしくは、その分布。）」、及び、その「発光点の位置（もしくは、発光領域。）」が変わることとなる。このことは、凹部２を設けた、発光媒体１に対して与える所定の外力負荷の、発光媒体１に対する、ひいては、「楔形」の凹部２に対する、三次元空間における『方向』（その『外力』を、『三次元ベクトル』で表した、そのベクトルの方向。）によって、発光媒体１の発光状態（発光点の位置分布や、個々の発光点の強度分布）が異なることとなる。
【００２７】
そして、その所定の外力負荷の発光媒体１に対する方向を変化させて、発光媒体１の発光状態の変化を視認することで、真正性の判定をすることも好適である。凹部２の凹み形状としては、「底面が長方形の楔形」、すなわち、「楔台形」や、四角錐、五角錐等の多角錐、円錐や、楕円錐、さらには、「開口の形」が、「三角形、四角形等の多角形、円、楕円、及び、それらの変形」となるものも含まれる。また、凹部２の凹み形状としては、半円筒凹形、半楕円体凹形、半球凹形、及びそれらの組み合わせなど、その凹みの底面が、「三次元曲面状」となっている「凹み」も含まれる。もちろん、その「凹み形状」が、その形状を制御可能であること（製造再現性があるという意味。）を前提として、「任意の三次元曲面」とすることも好適である。
【００２８】
凹部２の深さは、例えば「平板状（シート状）」の外形をした発光媒体１の表面の一部に設ける場合には、発光媒体１の厚さＤの１／１０〜４／５の深さとすることができる。その上、凹部２の形は、底である先端部２ｂから発した光に対して、凹部２自身が、あたかも光源の光を反射し集光する、いわゆるソケットの役目（『凹面反射鏡』の様な役目を意味する。）を果たして、その光の集光性や指向性を高め、その光の視認性を向上させる。発光していない際に、凹部２の存在を秘匿するためには、凹部２の深さを１０μｍ以下とするのがよい。
【００２９】
凹部２の凹みの形を、底の浅い形、例えば、その深さを、発光媒体１の厚さＤの１／１０未満としたもの、さらには、[（開口の幅／深さ）の比]を、２０／１以上としたものは、凹部２の底である先端部２ｂ周辺に応力集中が起こったとしても、その応力集中係数αは、２未満となる。もしくは、底の深い形、例えば、その深さを、発光媒体１の厚さＤの４／５超〜５／５未満としたものは、凹部２の底である先端部２ｂ周辺に、非常に大きな応力集中が起こるものの、繰り返しの変形操作によって、その先端部２ｂに亀裂が入りやすく、「少なくとも１００回以上の安定した発光」を確保できず、偽造防止媒体としての信頼性を確保することが難しくなる。
【００３０】
発光媒体１（所定の応力発光材料からなる）を作製するには、まず、上記した「応力集中係数αが少なくとも２以上となる部位を有する形状」を持つ空洞（『型』の内側の空間という意味。）をあらかじめ設けた焼成用型を準備し、その型の空洞内に、焼成前の「応力発光材料を含む組成物」を充填させ、その充填物（焼成前）と型を同時に、所定の温度まで、所定の手段を用いて、且つ、所定の加温速度で加熱し、所定の温度に所定の時間保持した後、やはり所定の手段を用いて、所定の冷却速度で冷却し、常温付近まで近づいたところで、その型から、その充填物（焼成後）を取り出すという手順（これが、『焼成』手順である。酸化雰囲気である、空気中にて『仮焼成』し、これに『成形』処理を加えた後、次いで、還元雰囲気中にて、『本焼成』する手順なども『焼成』手順であり、好適である。）を用いる。
【００３１】
ここで、焼成用型とは、セラミックス製、または、金属製などの「型」であって、その型の中に目的物（焼成前）を流入、充填し、その型とともに、所定の条件にて焼成し、その焼成した充填物をその型から取り出して、所定の形状を有し、所定の組成からなる『焼成した目的物（焼成後）』を得る。
【００３２】
そして、焼成用型の空洞の形状は、凹部２を形成するための突起（図１、図２の例では楔形）が形成された形状となっている。すなわち、応力集中係数αが少なくとも２以上となる部位を有する形状となっている。また、焼成時の材料収縮を考慮に入れて空洞の形状を決定したものとなっている。但し、実際には、この空洞の中に、以下に述べる「所定の焼成によって発光媒体１となる、所定の水酸化物等」を所定の溶剤（水系溶媒を含む。）で希釈し流動性を持たせた「焼成前の応力発光材料を含む組成物」を、所定の圧力で流し込むための、いわゆる湯口（その組成物を空洞内に充填させるための開口部。『流動口』ともいう。）が存在し、焼成後は、この湯口にあたる部分を切断し、平坦化処理（湯口が存在しなかったごとく、その部分を平坦面とすること。）をすることとなる。（このほか、空気抜き口や、多面焼成における個々の焼成物をつなぐ部分（つなぎ手）も同様である。）
【００３３】
また、焼成用型の内側の空洞が、「凹部２を形成するための突起が形成された形状（以下、『所定の形状』ともいう。）」となっている。そのような焼成用型を得るためには、所望の形状を成形手段で設けた適宜なプラスチック材料等の成形物や、所定の形状を、削り出し方法（ＣＡＤで制作した３Ｄデータから数値プログラムを制作し、そのプログラムを利用して、切削用の工作機械で座標位置を制御しながら三次元的に立体物を製作するＮＣマシンや、いわゆる超精密工作機械を用いる方法が、精密であり好適。）、湿式エッチング方法（レジスト処理を含む。）や、乾式エッチング方法（エネルギービームエッチング方法を含む。）を用いて得たプラスチック材料等の形成物（削ったものという意味。）から得る方法、さらには、それらの成形物や形成物を成形用母型、または、焼成用母型として、成形や焼成を行い、所定の材料組成からなる、上記の焼成用型を得る方法を用いる。
【００３４】
さらに、上記の焼成用型を用いて、溶融状態であって、そのものが流動性を持つ応力発光材料を含む組成物を、その焼成用型の空洞内に流入させ、その空洞を隙間なく埋め尽くした後（真空吸引等をしてもよい。）、急冷却、または、徐々に冷却して、所定の形状を有する応力発光材料からなる発光媒体１を得てもよい。このとき、急冷却、または、徐々に冷却する条件としては、応力発光材料の冷却による体積収縮率がより小さくなる条件を選定する。
【００３５】
また、このような成形用型から、もしくは、このような焼成用型を成形用型として用いて、発光媒体１を、成形手段によって得ることもできる。特に、そのような成形手段を採用する場合には、その成形用型の空洞内に、「応力発光粒子」と「透明な樹脂」の混合物（さらには、適宜な溶剤を含んだもの。）を充填することが好ましい。そして、このような成形用型や焼成用型に用いられる「型」は、成形荷重が高く開口部を持つ開放型の「型」と、比較的成形荷重が低く閉鎖空間によって成形、または、焼成を行う密閉型の「型」に分類され、前者の「型」には、プレス金型、または、鍛造型などがあり、後者の「型」には、射出成形型、圧縮成形型、鋳造型、ガラス型、粉末成形型（粉末を射出成形によって形作るための『型』。）などがある。この内、「鋳造型」には、開放型と密閉型があり、さらに、溶融物を直接「型」に注ぎ込んで鋳造を行う「ダイカスト型」、または、溶融物を注ぎ込むための鋳型を成型するための「生砂型」がある。いずれも、「型」取り後の空洞形状と焼成後形状の変化が少なく好適である。
【００３６】
この鋳造型を成形用型や焼成用型に用いる場合は、応力発光材料の粒子と、透明な樹脂（適宜な溶剤を加えて流動性を調整したもの）を混合し、「型」にて成形する（『成形用型』として用いたもの。加えた溶剤は蒸発させる。）、さらには、その成形後、その成形物を、所定の条件にて焼成（焼結）する（『焼成用型』として用いたもの。透明な樹脂を焼失させる。）。より具体的には、応力発光材料の粒子を、６０〜９０質量％、及び、透明な樹脂を、４０〜１０質量％として（全体で１００質量％。）、その成形物とする。もしくは、その成形物の焼成（燒結）後に、透明な樹脂を、「ほぼ０質量％」とし、応力発光材料の相体密度が、９８質量％以上となる焼成物とする。
【００３７】
＜２．応力発光カード＞
図３は、本発明の一実施形態に係る応力発光カードを示す斜視図である。図３において、１は発光媒体、３は透明基材、４は不透明基材、５は透明基材、１０は応力発光カードである。発光媒体１は、透明基材３と不透明基材４の間に挟まれており、応力発光カード１０の内部に組み込まれた状態となっている。図３においては、発光媒体１の外形を破線にて示している。応力発光カードを、クレジットカード規格等にも採用されているプラスチックカードに適用する場合、透明基材３、５はオーバーシートとも呼ばれ、コアシートとも呼ばれる不透明基材４を挟んでラミネートして形成される。
【００３８】
図４は、本発明の一実施形態に係る応力発光カードの平面図と断面図である。図４（ａ）は上面から見た平面図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）のＣ−Ｃ線に対応する断面図である。なお、本来、応力発光カードにおいても上下の別はないが、本実施形態では、説明の便宜上、発光媒体１が埋め込まれた透明基材３を上層（図４（ｂ）における上側）、他方の透明基材５側を下層（図４（ｂ）における下側）として説明することにする。図３の斜視図、図４（ｂ）の断面図は、主として応力発光カード１０の層構成を説明するためのものであるため、現実とは平面方向と厚さの比が異なっている。現実には、応力発光カード１０の幅が数ｃｍ〜数十ｃｍであるのに対して、応力発光カード１０の厚さは、数ｍｍ以下である。また、図３においても同様であるが、実際の凹部２の開口の面積は、発光媒体１、応力発光カード１０の上面の面積に比べて著しく小さいが、図３、図４では説明の便宜上、比率を考慮せずに示している。
【００３９】
応力発光カード１０の構造としては、様々なものを用いることができるが、本実施形態では、透明基材３、不透明基材４、透明基材５の三層構造のものとしている。透明基材３、５はいずれも透明な軟質塩化ビニルシートにより形成されている。不透明基材４は乳白色の不透明な硬質塩化ビニルシートにより形成されている。透明基材３、５の厚さは、いずれも１００μｍであり、不透明基材４の厚さは、５６０μｍである。厚さ５６０μｍの不透明基材４を、厚さ１００μｍの透明基材３、５で挟み込み、ラミネートすることにより、ＪＩＳ規格（クレジットカードサイズ）にも適合した三層積層の塩化ビニルシートが得られる。
【００４０】
ラミネートの際、透明基材３と不透明基材４の間に発光媒体１を挟み込んでおくことにより、発光媒体１が透明基材３と不透明基材４の間に埋め込まれる。ラミネート時に加える熱は、透明基材３と不透明基材４の融点の間に調整する。これにより、軟質塩化ビニルシートである透明基材３側が溶け、硬質塩化ビニルシートである不透明基材４側はほとんど溶けない。そのため、図４（ｂ）に示すように、発光媒体１は、透明基材３側に埋め込まれるようにして、応力発光カード１０に組み込まれる。
【００４１】
透明基材３としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリプロピレン樹脂、ＰＥＴ−Ｇ（非結晶性コポリエステル樹脂）等が好適に用いられるが、本実施形態では、透明な軟質塩化ビニルシートを用いている。ここで、透明とは、ナトリウム原子のＤ線の透過率が８０％以上を意味する。透過率が８０％以上であることにより、埋め込まれた発光媒体１による発光を透明基材３側から視認し易くなる。また、不透明基材４としても、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリプロピレン樹脂、ＰＥＴ−Ｇ等が好適に用いられるが、本実施形態では、不透明な硬質塩化ビニルシートを用いている。ここで、不透明とは、ナトリウム原子のＤ線の透過率が３０％以下を意味する。透過率が３０％以下であることにより、埋め込まれた発光媒体１による発光が透明基材５側から視認し難くなる。
【００４２】
発光媒体１に形成された凹部２は、上面において、所定のパターンを構成するものとして配置されている。そして、凹部２の配置により構成される所定のパターンにより所定の情報を表現することができる。図５は、発光により所定の情報を表現する場合の発光媒体の平面図である。図５の例では、左右の２行×５列の凹部群を３連の凹部群により結んだ状態で凹部２を２３個形成した例を示している。凹部２自体の構造は、図１、図２に示したものと同様である。図５に示したように、発光媒体１の上面に長方形状の開口縁部２ａが位置するように、配置することにより、応力が加わって発光した際、所定のパターンである「Ｈ」の文字を視認することができる。
【００４３】
図６は、発光媒体１の変形例を示す平面図と断面図である。図６（ａ）は上面から見た一部の平面図であり、図６（ｂ）は図６（ａ）のＥ−Ｅ線に対応する断面図、図６（ｃ）は、図６（ａ）のＦ−Ｆ線に対応する断面図である。図６において、２ａは開口縁部、２ｂは先端部である。
【００４４】
図６（ａ）に示すように、凹部２の開口の縁である開口縁部２ａは、図２（ａ）と同様、長方形状（正方形状）であるが、先端部が線状ではなく同一曲面に存在している。また、図６に示すように凹部２は、Ｅ−Ｅ断面において半円状、Ｆ−Ｆ断面において長方形状となるような形状となっている。このような凹部２であっても、凹部２を構成する曲面および半円状の平面は、発光媒体１の他の部分より応力集中係数が高く、応力集中係数α≧２となっている。図６に示した例では、応力集中係数が最も高くなるのは、開口縁部２ａとなる。開口縁部２ａから離れるに従って急激に応力集中係数は低くなる。
【００４５】
発光媒体１は、上述のように応力により発光する材料（応力発光材料）を含んでいる。発光媒体１は上述のように、焼成等により形成することができる。このような応力発光組成物としては、応力発光材料を樹脂等に含ませて調整したものを使用することができる。応力発光材料としては、例えば、特開２０００−６３８２４号公報に記載されたＦｅＳ2構造の酸化物、硫化物、炭化物および窒化物の１種類以上からなる母体材料に、機械的エネルギーによって励起された電子が基底状態に戻る場合に、発光する希土類または遷移金属の１種類以上の発光中心を添加した応力発光材料や、特開２０００−１１９６４７号公報に記載された（Ａ）スピネル構造のＭｇＡｌ2Ｏ4及びＣａＡｌ2Ｏ4、コランダム構造のＡｌ2Ｏ3、及びβ‐アルミナ構造のＳｒＭｇＡｌ10Ｏ17の中から選ばれた少なくとも１種の金属酸化物又は複合酸化物の母体結晶中に、（Ｂ）不安定な３ｄ、４ｄ、５ｄ又は４ｆ電子殻を有し、この電子殻内で輻射転移を生起しうる希土類金属イオン及び遷移金属イオンの中から選ばれた少なくとも１種の金属イオンを発光中心の中心イオンとして含む物質からなる応力発光材料が挙げられる。
【００４６】
また、応力発光材料として、特開２００１−４９２５１号公報に記載された非化学量論的組成を有するアルミン酸塩の少なくとも１種からなり、かつ機械的エネルギーによって励起されたキャリアーが基底状態に戻る際に発光する格子欠陥をもつ物質、又はこの母体物質中に希土類金属イオン及び遷移金属イオンの中から選ばれた少なくとも１種の金属イオンを発光中心の中心イオンとして含む物質からなる応力発光材料や、特開２００１−６４６３８号公報に記載されたメリライト型構造のＣａＹＡｌ3Ｏ7、Ｃａ2Ａｌ2ＳｉＯ7、Ｃａ2（Ｍｇ，Ｆｅ）Ｓｉ2Ｏ7、Ｃａ2Ｂ2ＳｉＯ7、ＣａＮａＡｌＳｉ2Ｏ7、Ｃａ2ＭｇＳｉ2Ｏ7、（Ｃａ，Ｎａ）2（Ａｌ，Ｍｇ）（Ｓｉ，Ａｌ）2Ｏ7、およびＣａ2（Ｍｇ，Ａｌ）（Ａｌ，Ｓｉ）ＳｉＯ7の酸化物のうちの１種類以上からなる母体材料に、機械的エネルギーによって励起された電子が基底状態に戻る場合に発光する希土類または遷移金属の１種類以上からなる発光中心を添加した応力発光材料等に開示されている材料を使用することができる。
【００４７】
また、応力発光材料として蛍光発光性を持つ材料を用いることができる。例えば発光中心としてユウロピウムを添加したアルミン酸ストロンチウム（ＳｒＡｌ2Ｏ4：Ｅｕ、Ｓｒ3Ａｌ2Ｏ6：Ｅｕ、緑色に発光）、マンガンを発光中心として添加した硫化亜鉛（ＺｎＳ：Ｍｎ、黄緑色に発光）などが挙げられる。上記の応力発光材料は、粒子として組成物中に存在させて、この組成物を焼成し、発光媒体１を形成する。特に、１０〜２００ｎｍ程度の粒子径である、いわゆるナノ粒子の形状で、応力発光材料を透明性の高い高分子樹脂中に分散させた材料を用いて、組成物を調整することが、発光性の向上と、安定化ができるので、好ましく行なわれる。上記のナノ粒子の応力発光材料を分散させる高分子樹脂としては、例えば、ポリメチルメタアクリレート（ＰＭＭＡ）、エポキシ樹脂などが挙げられる。
【００４８】
＜３．実施例＞
「応力集中係数αが少なくとも２以上となる部位」である凹部２に相当する空洞をあらかじめ設けた焼成用型として、その空洞の形を、縦２０ｍｍ×横３０ｍｍ×厚さ３０μｍの基本形状に対して形成した。具体的には、基本形状の一方の表面に、「楔（くさび）形」をした凹みである凹部２を設け、図２のような「形状」とした、ステンレスを内貼りした金属製の焼成用型Ｋａ、及び、このような楔形の凹部２を設けるためのプレス金型を準備した。
【００４９】
ここで、その「楔形」は、２０μｍ×２０μｍの正方形の開口を有し、深さが１７μｍの「形」（一辺２０μｍの正三角形を上面と下面に持つ、三角柱の形）であって、この「楔形」が、１０μｍ間隔の碁盤目状に、一つ置きに設けられている。（図１、図２中では、６個の凹部２で示している。）
【００５０】
これとは別に、母体材料であるＳｒ3Ａｌ2Ｏ6に、発光中心となるＥｕを１質量％、ホウ酸を１質量％添加し、縦２０ｍｍ×横３０ｍｍ×厚さ３０μｍの直方体の空洞を持つ焼成用型Ｋｂに入れて、水素添加アルゴン還元雰囲気中で、９００℃まで徐々に昇温して、仮焼成した後、１０トンプレスによる加圧成形によって、上記した図１、図２のような形状に成形し、図１、図２のような形状を持つ応力発光材料の仮焼成物を得た（焼成用型Ｋｂを上下の二つの部分に分離して、開いたり閉じたりして使用するなど、その焼成用型Ｋｂに『材料』を充填する詳細手順及び、焼成後に『焼成物』を取り出す詳細手順の説明は省略する。）。
【００５１】
この「応力発光材料の仮焼成物」を、上記のごとく準備した焼成用型Ｋａに入れ替えて、水素添加アルゴン還元雰囲気中で、１３００℃にて、４時間焼成し、自然冷却させた。そして、その焼成用型Ｋａから取り出して、縦２０ｍｍ×横３０ｍｍ×厚さ３０μｍの「基本形状」に対して、その一方の表面に、所定の部位として「楔（くさび）形」をした凹みである「所定の形状の凹部２（一辺２０μｍの正三角形を上面と下面に持つ、三角柱の形）」（図２の中で、少なくとも先端部２ｂは、応力集中係数α＝２．０以上となっている。）を、「碁盤の目」状に設けた（飛び飛びに設けてある。）、発光媒体１を得た。（図１、図２参照。図１、図２では同一の三角柱形状を有する凹部２を、６個のみ、整然と配置した『模式図』を表示している。
【００５２】
次に、不透明基材４として、厚さ０．５６ｍｍの乳白色硬質塩化ビニルシートを使用し、透明基材３、５として、ともに厚さ０．１０ｍｍの透明軟質塩化ビニルシートを使用し、透明基材３、発光媒体１、不透明基材４、透明基材５を、この順に重ねて熱圧（１２０°Ｃ、２５ｋｇ／ｃｍ2 、１０分間）をかけてプレスラミネートした。これにより、図３、図４に示したような応力発光カード１０が得られた。プレスラミネートの際、加熱により、発光媒体１が接する透明基材３、不透明基材４のうち、より軟質な透明基材３が溶け、発光媒体１は、透明基材３に埋め込まれたような状態となった。
【００５３】
そして、実施例の応力発光カード１０の形状の三次元画像データを、「構造解析ソフトウェア（応力分布解析ソフトウェア）」にかけ、応力発光カード１０の横方向（図４の左右方向）の両端部を手前に引いて、横方向の中央部を裏面から奥に押し付けるように、湾曲させる変形応力の負荷に対して、「応力集中係数αが１０．０である部位を有する形状」であることを確認した。
【００５４】
次いで、プラスチックの曲げ特性の求め方（曲げ試験方法。ＪＩＳ  Ｋ  ７１７１  ２００８、ＩＳＯ１７８  ２００３）に準じて（『試験機』と『試験方法』を採用。『試験片』の『サイズや形状』は、規格に準じていない。）、３点法により、実施例の応力発光カード１０の透明基材３側の面（上面）である、凹部２が設けられている側を下方に向け、横方向の両端部をそれぞれ支点で支え、横方向の中央部を裏面から押し下げるように、２ｍｍ／分の試験速度で、応力発光カード１０に対して、所定の外部負荷として、その面に垂直な方向に、１００ｋＰａの変形応力を掛けたところ、応力発光カード１０がその方向に「たわむ（湾曲する）『変形』」を起こし、その変形によって、発光媒体１の先端部２ｂに変形応力が集中し、同時に先端部２ｂからその変形応力に応じた発光強度を有する所定波長の光（緑色の光：５２０ｎｍ）が発光して、透明基材３を介して所定波長の光（緑色の光）が視認可能となった。
【００５５】
具体的には、発光媒体１の先端部２ｂに、「変形応力」が集中し、先端部２ｂが、その「変形応力」に応じた発光強度を有する所定波長の光（緑色の光）を発光する。特に、その先端部２ｂから、強い光（緑色の光）が放出され、凹部２の側面（『三角柱』の上下面、及び、開口以外の２つの側面。これが、いわゆる『照明光の傘』の役目をしている。）でも反射して、その光（緑色の光）が、一定の方向に集められ、強められた。そのため、観察者は、その発光媒体１の凹部２の設けられている側の凹部２の位置において、透明基材３を介して、その所定波長の光（緑色の光）を視認できた。（図３、図４参照。変形している状態、及び、発光している状態は図示していない。）
【００５６】
このときの発光原理について説明する。発光媒体１に対して、所定の外力負荷、例えば、発光媒体１の両端（長辺方向の両端。）を左右の指でそれぞれ挟んで、その発光媒体１を湾曲させたとする。このとき、発光媒体１、すなわち、発光媒体１を構成する応力発光材料が、その湾曲に応じて、その湾曲方向に、「しなる」ように変形する（曲げられる。）。
【００５７】
これにより、発光媒体１の凹部２の先端部２ｂ（凹部２の底の一辺。応力集中係数α＝１０．０）に、変形応力が集中する（先端部２ｂに、『応力の平均値σ0』の１０倍の『応力の最大値σｍａｘ』が働く。）。そして、先端部２ｂが、その変形応力に応じた発光強度を有する所定波長の光を発光して、強い光が放出される。この光は、凹部２の側面（凹みの内側の壁という意味。）でも反射して、その光が、一定の方向に集められて強められる。凹部２の側面は、いわゆる『照明光の傘』の役目をすることになる。観察者は、発光媒体１の凹部２の設けられている側の表面の凹部２の位置において、その所定波長の光を視認できた（図３、図４参照。変形している状態、及び、発光している状態は図示していない。）。
【００５８】
さらに、発光媒体１に対して、上記とは異なる、所定の外力負荷、例えば、発光媒体１の両端（『短辺』方向の両端。）を左右の指でそれぞれ挟んで、その発光媒体１を湾曲させたとする。このとき、発光媒体１、すなわち、発光媒体１を構成する応力発光材料がその湾曲に応じて、その湾曲方向に、「しなる」ように変形し、発光媒体１の所定の部位（上記とは異なり、湾曲させたときに、最も変形の大きい、凹部２の先端部２ｂの『中点』（真ん中の位置という意味。応力集中係数α＝１５．０）」に、変形応力が集中する（その『一辺』に、『応力の平均値σ0』の１５倍の『応力の最大値σｍａｘ』が働く。）。そして、先端部２ｂが、その変形応力に応じた発光強度を有する所定波長の光を発光する（特に、その凹部２の先端部２ｂから、強い光が放出され、上記と同様に、凹部２の側面でも反射して、その光が集められて強められる。）。観察者は、発光媒体１の凹部２の設けられている上面の凹部２の先端部２ｂの中点の位置において、透明基材３を介して、その所定波長の光を、より強く視認できた（図３、図４参照。変形している状態、及び、発光している状態は図示していない。）。
【００５９】
また、図５に示したような配置で凹部２を形成した場合には、応力発光カード１０の平面方向両端を持ち、カード面を曲げるように力を加えたところ、上面の透明基材３を通して、凹部２の開口により構成される「Ｈ」の形状の発光を確認することができた。不透明基材４の存在により、透明基材５側からは発光を確認することができなかった。
【００６０】
応力発光カード１０において、発光媒体１による発光を確認した場合であっても、発光媒体１が表面に存在せず、埋め込まれているため、簡単には発光媒体１を取り除くことができない。また、応力発光カード１０を偽造しようとした場合であっても、発光媒体１を埋め込むための設備が必要となり、偽造することが困難となる。
【００６１】
＜４．比較例＞
実施例において、縦２０ｍｍ×横３０ｍｍ×厚さ３０μｍの直方体の空洞を持つ焼成用型Ｋｂにおいて、仮焼成した後、そのまま、「焼成」を施して、縦２０ｍｍ×横３０ｍｍ×厚さ３０μｍの形を持つ発光媒体とし、比較例とした。この比較例を、実施例と同様に評価したところ、発光媒体全体が、均一、且つ、僅かに発光したものの、特定の位置の強い発光は生じず、また、変形方向にも特段の依存性も見られず、このような発光媒体は比較的容易に、しかも、大量に同一のものが作製でき、偽造防止目的での使用には不十分と思われた。
【００６２】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態においては、不透明基材の両側に透明基材を積層した例について説明したが、透明基材の発光媒体が形成された片面側だけに透明基材が積層されたものであってもよい。
【符号の説明】
【００６３】
１・・・発光媒体
２・・・凹部
２ａ・・・開口縁部
２ｂ・・・先端部
３、５・・・透明基材
４・・・不透明基材
１０・・・応力発光カード
Ｄ・・・（発光媒体１の）厚さ
【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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