(57)【要約】      （修正有）【課題】昼間の発色が蛍光剤により彩度高く鮮やかに視認でき、暗闇に於ける発色も蓄光剤の発光が蛍光剤を励起して彩度が高く鮮やかであり、また調色により同系列の色彩を昼夜発色可能とした構造の提供。【解決手段】同一透明樹脂中に発色を受け持つ下層部分と発色・蓄光を受け持つ上層部分を分けて設ける構造とすることにより、異質透明層の積層体に比べて反射光による光の損失を押さえ粒子間の相互光りの授受を容易にし発色効果を高めた。１：蛍光剤粒子、２：蓄光剤粒子、７：積層体【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
同一種類の透明樹脂積層板内で上層部を計量・コントロールされた割合の蓄光剤及びカラー発色蛍光剤または顔料粉末の混入層、下層部を計量・コントロールされた割合のカラー発色蛍光剤または顔料粉末を混入した樹脂層として設定し、無電力で昼夜発色可能とした積層カラー発色構造
【請求項２】
透明樹脂層内に計量・コントロールされた割合の蓄光剤及びカラー発色蛍光剤または顔料粉末を均一に分散させ、底辺部に白色反射板またはカラー発色蛍光反射板を設けた、無電力で昼夜発色可能としたカラー発色構造。
【請求項３】
請求項２に於いて、透明樹脂層の四囲外縁部に白色反射板またはカラー発色蛍光反射板を設けた、無電力で昼夜発色可能としたカラー発色構造。
【請求項４】
請求項１において、下層底部に白色反射板またはカラー発色蛍光反射板を設けたカラー発色構造。
【請求項５】
請求項４において、透明樹脂層の四囲外縁部に白色反射板またはカラー発色蛍光反射板を設けたカラー発色構造。
【請求項６】
請求項１．２．３．４．５において上層部上面にカラー蛍光染料含有透明プラスチックプレートを設けたカラー発色構造
【請求項７】
請求項６において上層部上面に設けたカラー蛍光染料含有透明プラスチックの内側に彫刻溝を儲け、計量・コントロールされた蓄光剤と蛍光剤を混練した透明樹脂を注入した構造のカラー発色構造
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】本発明は、蓄光剤と蛍光剤或いは粉末顔料を組み合わせて、無電力で昼夜カラー発色を可能とした発色構造に関する。
【背景技術】
【０００２】従来のカラー発色構造には、エッジカラーとして周辺部に発色する構造、エッジカラーによる反射により白色層を染色する方法、ホビー業界で販売されている蓄光剤と染料・顔料を混練したもの、底部に反射板として着色板を設け蓄光層透過により彩色を観察するもの、赤色発光硫化系蓄光剤を使用したもの等がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１０５４４８  公報
【特許文献２】特開平９−１９７９８９  公報
【特許文献３】特願２０１１−２３９５８５  公報
【特許文献４】特願２０１２−２３８３４４  公報
【特許文献５】特願２０１３−１４７９０  公報
【特許文献６】特願平１１−５０２０２０  公報
【特許文献７】特開２００１−３０４６  公報
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】蓄光アイテムショップｕｅｔａｙａウエッブサイト
【非特許文献２】ＤＮＴコーティング技報  Ｎｏ．１２Ｐ４６−５３  ２０１２年１０月発行  視認性の良い蛍光塗料の応用活用「区画ライン用蛍光塗料」
【非特許文献３】ＮＩＭＳ分子・物質合成プラットホーム  蛍光寿命測定
【非特許文献４】ＢＡＳＦ  Ｐｒｏｄｕｃｔ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ集光性蛍光染料  ＬｕｍｏｇｅｎＦ
【非特許文献５】日東化成工業株式会社  透明エポキシ樹脂接着剤  プラシールＥ‐３８４
【非特許文献６】根本特殊化学  Ｎ夜光Ｇシリーズの特性と従来蓄光顔料との比較Ｖｅｒ．Ａｐｒｉｌ２０１０  Ｎ夜光ＢＧシリーズの特性と従来蓄光顔料との比較Ｖｅｒ．Ａｐｒｉｌ２０１０
【非特許文献７】ペイントワークスウエッブサイト  蛍光パウダー解説
【非特許文献８】インターネットショップＬＡＶＥＲＴ
【非特許文献９】インターネットショップｔａｍａ
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】従来のアルカリ土類金属のアルミン酸塩を基剤とした蓄光剤は輝度発光時間は長いものの謳われているグリーン発光乃至ブルー発光色は数十分以内で有り彩度の持続時間も短かった。【０００６】しかも、公知文献の発色構造は何れも彩度が低く蛍光層の面積を広く取らなければならないという欠点があった。また透明蛍光プレートの彩度を高めると透過率が落ち蓄光能力、残光能力が落ちるる、【０００７】ホビー用・ネイル用で販売されているものは調色が難しいまた昼間視認状態と夜間発光色を調色できず大きな違いがある、残光時間が極端に短くほとんど三十分以内の発光、あるいはブラックライトの力を借りないと発色継続ができない。発光が三十分ということは発色は１５分程度ということである。【０００８】などの一般の産業用識別用途・彩色用途の塗料に比べて発色機能、効果が低かった。【０００９】また従来の発色構造では蛍光蓄光層と表示部とのコントラストが図れなく、表示板としての機能が低かった。【００１０】また蓄光剤を疎にして或いは蓄光層を薄くして反射層からの透過色で彩度を得る構造の場合では、彩度・輝度ともに犠牲にしてそれぞれ塗料の持つ能力低下を招くという効果上の不具合が有った。【００１１】また、蛍光剤には濃度消光という彩度を高めると発光色が押さえられてしまう現象があり、蓄光剤には輝度を高めるため蓄光粉末を多く使用すると、飽和厚と言う限界で厚み方向の蓄光量を増やしたとしても輝度増加が得られないという現象・限界があった。【００１２】また積層バネルには異種透明物質の屈折率の違いによる反射波の発生により、透過損失を大きくし、また積層パネル間の距離・隙間、空気層が蛍光剤、蓄光剤間での光の受け渡しに大きな損失を与えている。【００１３】硫化系蓄光剤は発光時間と耐候性に問題があり、蓄光剤へ彩色のため塗料を混入したものはカラー発色時間及び視認輝度が３０分以下と短くアルカリ土類金属のアルミン酸塩を基剤とする蓄光剤が実現した長時間残光、高輝度発光の機能を大きく損ないながら発色を実現している。【００１４】またエッジカラー効果を利用したものは集光部としての蛍光層、発光層としての蓄光層に大きな面積を必要としてネオンサイン上の細線表現が難しく、パネルとしても重量増し、コスト高等の不具合が有った。【００１５】また、透明カラー蛍光板は量産製品で有り、需要者側で彩度、透過度、厚さを自由にコントロールできるものでは無かった。
【課題を解決するための手段】
【００１６】本発明は、この様な従来の構成が有していた問題を解決しようとするものであり、昼間の発色は蛍光剤により彩度が高く、鮮やかに視認でき（例えば非特許文献２による蛍光剤効果、図９による反射率比較）、【００１７】暗闇に於ける発色も蓄光剤の発光が蛍光剤を励起して（例えば非特許文献２による蛍光剤の効果により）彩度が高く鮮やか、しかも調色により同系列の色彩を昼夜発色可能とした全く新しい構造を考案したものである。
本発明は上記目的を効果的に達成するため、透明樹脂中に発色を受け持つ下層部分と発色・蓄光を受け持つ上層部分を分けて設け蛍光発光→蓄光→蓄光発光→蛍光励起→蛍光発光という蓄光剤と蛍光剤の互いの相互作用サイクルが円滑に行われるような構造を考案したものである。【００１８】また、この積層二重構造では彩度の低い透明体も厚みを増すと彩度が高く見えるという物理自然現象を利用しており、蓄光剤は透過性のある物質とは言えないが蓄光剤粒子の５〜５０ミクロン程度の小さいものでは疎の状態で下層の色相をある程度透過する現象を利用した。これは従来より蓄光剤輝度向上には白色反射層が大きな働きを成すという現象を利用することによる現象として知られている。【００１９】即ち同一透明樹脂中に蛍光層と蛍光層・蓄光層を分けて設けることにより、接続面の隙間防止となり、面合わせを不要とし、空気層の存在を無として、異質透明層の積層体に比べて反射光による光の損失を押さえることをねらったものである。
この構造を作製する為に透明度に優れた硬化時間の長いエポキシ樹脂により先ず下層蛍光層を成型し、十分な乾燥時間を経ない半硬化状態中に上層部である蓄光・蛍光層を追加成型する方法を考案した。【００２０】全光線透過率９０．８％、脱型可能時間２４時間以上あるエポキシ樹脂（非特許文献５）を使用した場合、半硬化状態は５時間から２０時間はあり、この時間内で追加のエポキシ樹脂を積層した場合下層との混合にはならず且つ密着性も良好であるため同一成分からなる樹脂層と考えることができ、接着面での屈折率の違いによる反射は発生せず、透明体に於いては内部透過損失の無い良好な導光状態にあると見なせる。【００２１】粘度もＪＩＳＫ７１１７によれば基材で１０００、硬化剤で２００あり基材対硬化剤混合比５：２のへ蛍光剤０．００３〜０．０１パーセント重量比状態では蛍光剤が沈殿してしまい下層に堆積する不都合は無く淡い発色体を得ることが出来る。
ここで、青色発光の蛍光体は発色効果も少なく、高価であり、市場から入手しがたいので顔料粉末を使用しても発色効果は得られる。【００２２】アルカリ土類金属のアルミン酸塩を基剤とする蓄光剤（非特許文献６）にあっては比重が３．７程度と重たく、粒径３００ミクロンという輝度の高い粒子は流れが悪く厚さ１ミリ程度の均一な蓄光・蛍光層を成型することが難しい。また蓄光剤が均一に分散せず、沈降もあり、２ミリ厚程度の透明蓄光・蛍光層でも発光時に均一な発光面を得にくい。粒間隙間は大きいものの粒子自体の透過性は劣るから反射面からの透過光は余り期待出来ない。しかも輝度が高いので発光色グリーンの初期に於ける彩度が高く、蛍光剤も多く使用しないとグリーンの発色が強く、発色彩度が得にくい。
本発明での試作では赤の鮮やかな発色が可能であったが視認時間約２時間で終了している（図８符号８試験片参照）。【００２３】良好な調色効果を引き出すためにはグリーン発光粒径５〜５０ミクロンが適当で有る。体色もＮ夜光Ｇシリーズ、イージーブライト社ＥＺＣＢ２５（現在は販売中止）は淡黄色乃至淡緑色なので昼間の視認には蛍光剤との調色効果が発揮できる。【００２４】ＥＺＣＢ２５ブルー発光の蓄光剤は粉末塗料ブルーとの組み合わせにより効果的なブルー発光を得ることが出来た（図８符号１１）。【００２５】粒径の小さい蓄光剤（ピーク粒径５〜５０ミクロン）を疎（体積比１５〜３０パーセント）の状態で微量の蛍光剤ととも透明エポキシ樹脂、透明ウレタン樹脂、透明ガラス、透明クリアーラッカー、透明光り樹脂中で硬化させると下地色をある程度透過し自身も外部からの光りを透過する層を得ることができる。約１ｍｍ程度では、下地の透過と自身の透過の両方の効果を得ることが出来る透明体を得ることが出来る。【００２６】しかも、蛍光剤・蓄光剤が極めて近傍に存在することにより、光りの相互の受け渡しが容易になる。外部からの光りによる上層部蓄光剤励起、蛍光剤励起と下層部蛍光剤層の励起光とその上層部への導光が極めて効率的に行われて、発色性に優れた構造を得ることができた。【００２７】エポキシ樹脂を半硬化状態で接合、一体化する目的は、角度合わせが不要、反射防止、接合部での隙間での反射防止、などの減衰要因を少なくする事であり光ファイバー接続時にも留意されている事項であが硬化時間が長いため接着、一体化の作業時間が余裕を持って行うことが出来るからである。【００２８】使用できる蛍光物質としては、蛍光体、蛍光顔料、蛍光染料等公知の蛍光物質を使用  することができる。有機蛍光体としては、アリルスルホアミド・メラミンホルムアル  デヒド共縮合染色物やペリレン系蛍光体等を挙げることができ、無機蛍光体としては、アルミン酸塩、リン酸塩、ケイ酸塩等を挙げることができる。この中でも長期間使用可能な点から、ペリレン系蛍光体、アルミン酸イットリウムが特に好ましい。
蛍光体と付活剤との組み合わせとしては、アルミン酸イットリウムとセリウムが好ましい。
本願発明では日本蛍光化学株式会社のアルミン酸イットリウム系蛍光体又はペリレン系蛍光体である、ＮＫＰ‐８３０３レッド、ＮＫＰ‐８３０４オレンジ、ＮＫＰ‐８３０６オレンジイエロー、ＮＫＰ‐８３１５イエロー、ＮＫＰ‐８３１２グリーン、ＮＫＰ‐８３０７ピンク、ＮＫＰ‐８３２９ホワイト、商品詳細によると主に自動車塗装にも使われ、耐候性も高いとのことである。【００２９】また青は株式会社ペパレス製作所ＰＰＬＳ顔料粉末  青を使用した。この顔料粉末はブラックライトにより発色しないが、青色発光の蓄光剤との組み合わせにより、ブルー発光時間（図８符号１１）視認時間にして約２時間の発色を観察することが出来た。
【発明の効果】
【００３０】昼間に於いては鮮やかな赤、オレンジ、ピンク、イエロー、グリーン、ブルーを視認することができ、夜間暗闇に於いても同じく赤、オレンジ、ピンク、イエロー、グリーン、ブルーを視認でき、調色により、昼夜同色を視認することが出来るという、従来の蓄光剤のみの発光、エッジカラー効果による発光とは違った画期的な発光構造を実現できた。また粉末顔料ブルーの使用に於いても発色時間２時間という（図８符号１１）蓄光剤ブルー発光に比べても発色時間の長いカラー発光体を得ることが出来た。【００３１】しかも、アルカリ土類金属のアルミン酸塩の蓄光剤の長所（例えば加水分解しない、硫化ガスを発生しない等）を活かして、赤色発光硫化系蓄光剤に比べても発光時間が長い（測定値図８符号８）、環境に対して安定なものを製造することができた。【００３２】このように彩度が高く高輝度の発色のため、幅１ミリ、２ミリの彫刻溝であっても発色構造実現が可能でありネオン管ではでは実現できない細い線状の発光体を作ることができた。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の最も基本的な形態を側面図にて構造を示したものである。透明樹脂層を境界線符号３により上層部と下層部に分けて構成していることを示す。符号１は蛍光粒子或いは顔料粉末粒子を示している。下層に疎の状態で混連されて淡い色相状態であるがある程度の（１ミリ〜２ミリ）厚さがあると、彩度は高まって見える。符号２は蓄光剤粒子を示している。透明樹脂層の上層部に符号１の蛍光剤或いは顔料粉末粒子とともに疎の状態で混錬されており、下部層の色相を僅か透過する事ができる。エポキシ樹脂は硬化までの時間が長いため蓄光剤粒子が早急に沈殿しないよう２５〜５０ミクロンの粒子径を選択するのが良い。
【図２】透明樹脂に蛍光体或いは顔料粉末粒子と蓄光体を疎の状態に混練し積層体底面に符号４の反射板を設置した側面図
【図３】図２の積層体周囲に符号４の反射板を設置した断面図
【図４】図１の積層体底面に符号４の反射板を設置した断面図
【図５】図４の積層体周囲に符号４の反射板を設置した断面図
【図６】図４の積層体上面に透明蛍光板符号５を設置した断面図
【図７】図６の透明蛍光板符号５の底面側へ凹溝を設け符号６の透明蛍光層或いは透明カラー着色層を成形した断面図
【図８】本発明で試作したカラー発光プレートの輝度測定を行った測定値
【図９】非特許文献２中の蛍光剤反射率比較図
【発明を実施するための形態】
【００３４】以下、本発明の実施の形態を図１〜図７に基づいて説明する。
【実施例】
【００３５】図８は本発明の実施例と公設機関による２分後、３０分後、６０分後の輝度測定結果である。カラー発色は調色、厚さ、反射板等により変化するため６０分後までの輝度測定で、蛍光剤或いは顔料粉末を励起乃至照射により発色を確認するに留めた。
暗室内では２時間後でも図８の符号８、１１も視認出来たが、符号８の青色にあっては蛍光剤を採用する。符号８にあっては積層構造を採用するとうにより視認時間は更に延ばすことができる。
試験片はアクリルプレート白、大きさ４０×４０×３ミリの正方形のベースに中心部へ直径３３ミリ、深さ１．２ミリの凹溝を作成し、凹溝へまず、エポキシ樹脂を流し込む。
精密秤上で重量を量りながら充填することにより、厚みをコントロールする事ができる。
最初に充填したエポキシ樹脂は１２時間位から硬さが出てくる。プラシールＥ‐３８４の場合２４時間後でＨＤＤ３０であり、積層にするためには、ＨＤＤ３０前後の硬さが適当である。
４８時間後でＨＤＤ７０ありまだ重ね置きすると接着することがあるが、接着面へ埃が付いたりして汚れることもあるので、２４時間経過前後に上層部を充填すると良い。
深さ１．２ミリで積層にすると、下層、上層ともに厚さが少し足りなくなる。
上層部は表面張力を利用して盛り上げて充填したが、硬化の途中で流れてしまう。しかも蓄光剤が均一に広がらない欠点が出て、発光色相にムラが生じる。
他の実施形態では、深さ２ミリ、幅１５ミリに機械加工したものを製作した。
下層の厚みが１ミリ程度確保できるので、色相がはっきりして、上層部の蓄光・蛍光層も厚みと彩度が確保できて発色が美しいものが出来た。【００３６】図１の形態のものは、シリコン型で型どりして製作することもできる。透明プラスチックへ充填して淡い彩色とかすかな発光・発色を利用することもできる。
できあがったものは、白を背景にしたり、蛍光紙、蛍光カラープラスチックの上に設置すると、彩度が高まって鮮やかに見える。【００３７】図４の形態で反射板を蛍光紙として製作すると、上記と同じ効果を現すが、型を計量器の上に設定するのが難しくなり、蓄光層が１ミリを越えて厚くなると蓄光励起、蛍光発光視認まで通常より１〜２分長く必要となる。【００３８】図６、図７の場合、上面５、６へ蛍光プレートを入れ、蛍光紙切り文字や蛍光布を入れると、下部とのコントラストを調整できてはっきり視認出来る標識ができる。【００３９】この様に図１で示される透明樹脂を同一成分とすることで、上層部から下層部へ光が通過する場合に、屈折率の違いによる反射現象が押さえられ、透過損失を抑えることができる。【００４０】上記の効果は下層部から上層部へ光が移動する場合にも適用される。底部反射板の反射光、励起光を上層部へ反射損失無しに送ることが出来る。【００４１】蓄光剤、蛍光剤、顔料の混連による内部損失を少なくするため、上層部内蛍光剤１と蓄光剤２は疎の状態で混入されており厚さも１ミリ程度以下に抑えるのが良い。、外部からの光の通過を容易にし、下部色相を透過しやすくするためである。【００４２】上層部では蛍光剤の濃度消光を防ぎ、蓄光剤と極近接された配置により、蓄光剤の発光を受け取りやすく、且つ蛍光剤の発光が蓄光剤を励起して蓄光発光を容易に行われるよう配置してある。
【実施例】
【００４３】図１〜図１１
【産業上の利用可能性】
【００４４】今後も続くであろう世界的な産業発展の現場は電気を大量に使用し経済を発展させるが、負の影響は地球環境を破壊し、異常気象を引き起こす。産業界でも省エネ製品の開発、温暖化ガス排出の少ない製品を開発しているが、２０年後３０年後の発展途上国に於ける人口爆発、総中流化には対処できず、持続的経済成長は頭打ちになるとの予測も有る。産業界に於いては、ネガワットで表現される節電、省電システムを進んで取り入れなくてはならない。【００４５】本発明は電線工事を必要とせず、ポータブル且つ従来の蓄光剤が持つ、グリーン発光、ブルー発光という単色系の発光色から大きく発展させて、ファッショナブルな赤、ピンク、オレンジ、イエロー、グリーン、ブルーの発色を可能として、用途を広げた。
オレンジ色は倉庫内で視認性が良く、トンネル内での視認効果に優れる。
また、昼間と同じ配色の標示物は突然の停電に於いても、標示物のイメージ変化が少なく、安全な標示物となる。【００４６】プラントなどパイプラインの色分けによりメンテナンスを容易且つ誤操作防止により迅速且つリスクの少ない運転が可能となる。
植物工場では光りにより、植物の育成に大きな変化があると言われ、日照時間の調整効果を生み出し収穫量を増やすことができる。【００４７】ミツバチなども視認できる色は紫外から白色、薄いピンクと言われており、ハウス内での受粉後の帰巣を助けたり、ウミガメの産卵後の海方向のビー玉による方向指示などに使用でき、自然界の食物連鎖を助け、食品産業の大きな助けとなる。
飲料水の浄化でも青色は微生物が嫌う色と言われており、フィルターの効率を高めたり、途上国の飲料水事情を改善する。
【符号の説明】
【００４８】  １  蛍光剤粒子
２  蓄光剤粒子
３  透明樹脂接合面
４  反射板
５  透明蛍光プラスチック
６  透明蛍光カラー塗料
７  積層体
８  測定試験片  レッド
９  測定試験片  オレンジ
１０  測定試験片グリーン
１１  測定試験片  ブルー
【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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