発光顔料／アルミニウム基複合材料及びその製造方法
【課題】発光機能を有する発光顔料／アルミニウム基複合材料及びその製造方法を提供する。
【解決手段】蓄光顔料又は蛍光顔料粒子がアルミニウム中に分散されてなる発光顔料／アルミニウム基複合材料、及び、発光顔料の粉体を加圧成形してプリフォームを形成し、前記プリフォームにアルミニウム溶湯を加圧浸透させることを特徴とする、発光顔料／アルミニウム基複合材料の製造方法。発光顔料の質量比率は２７〜６３％であることが好ましく、発光顔料の粒子径は１〜２０μmであることが好ましい。
【解決手段】蓄光顔料又は蛍光顔料粒子がアルミニウム中に分散されてなる発光顔料／アルミニウム基複合材料、及び、発光顔料の粉体を加圧成形してプリフォームを形成し、前記プリフォームにアルミニウム溶湯を加圧浸透させることを特徴とする、発光顔料／アルミニウム基複合材料の製造方法。発光顔料の質量比率は２７〜６３％であることが好ましく、発光顔料の粒子径は１〜２０μmであることが好ましい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光機能を有する発光顔料／アルミニウム基複合材料、及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
【特許文献１】特開平４−３５１２５８
【特許文献２】特開平８−１７６７０３
【０００３】
複合材料は異なる二つ以上の相を混在させることにより、単一相にはない特性を持たせることができる。特許文献１には、密閉された鋳型内に鋳型容積の５〜１０％に相当する体積を持つ粉末粒子を挿入しておき、この鋳型内にマトリックス金属の溶湯を噴射して、マトリックス金属内に粉末粒子を分散させた後、高圧付加状態のまま鋳型底部より一方向凝固させる、低体積率粒子分散型複合材料の製造方法が開示されている。
【０００４】
特許文献２には、ＴｉＯ2粒子で造粒粉を作り、該造粒粉で作成したプリフォームにＡｌ合金を加圧含浸させ、Ａｌ合金の領域が全体で体積率２０〜９５％、残部は中実又は中空の球状又は不規則形状のチタニア粒子とＡｌ合金との複合領域からなり、かつ複合材料全体としてＴｉＯ2粒子の体積率が３０％以下となるように処理する、ＴｉＯ2を強化材とするＡｌ基複合材料の製造方法が開示されている。
【０００５】
アルミニウムは銀白色の色調及び金属光沢を有すると共に成形加工性に優れた材料であり、アルミニウム材料に視覚的な機能性を付与する目的では種々の表面処理方法が提案されている。アルミニウム独自の色調や金属光沢を活かす方法としては鏡面光沢仕上げ等があり、発色性を付与する方法としては陽極酸化皮膜による自然発色や電解着色、メッキ処理、塗装処理等が挙げられる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１、２に開示された粒子分散型複合材料の製造方法においては、分散される粉末粒子（強化材）としてアルミナ粉末、ウィスカ、又はＴｉＯ2粒子の例が開示されているのみで、発光性の顔料を分散させて複合させた例は開示されていない。
【０００７】
また、アルミニウム材料の表面に発光機能を付与する表面処理方法は一般的ではない。アルミニウム材料の表面に発光機能を付与するためには、例えば、蛍光塗料による塗装が考えられる。しかし、耐摩耗性、耐候性、耐熱性等の点で満足できない、優れた加工性が損なわれてしまうなどの理由から用途が限られてしまう。
【０００８】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、優れた成形加工性を維持しつつ発光機能を有する発光顔料／アルミニウム基複合材料及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
すなわち、本発明の発光顔料／アルミニウム基複合材料は、発光顔料粒子がアルミニウム中に分散されてなる。また、本発明の発光顔料／アルミニウム基複合材料の製造方法は、発光顔料粒子を加圧成形してプリフォームを形成し、前記プリフォームにアルミニウム溶湯を加圧浸透させることを特徴とする。本発明の発光顔料／アルミニウム基複合材料は、同製造方法により製造することができる。
【００１０】
本発明においては、発光顔料として蓄光顔料及び／又は蛍光顔料を用いることができ、また、複数種類の蓄光顔料及び／又は蛍光顔料を適宜混合して用いることにより、発光色を黄色、青色、桃色、緑色等、自在に選択することができる。ここで、蛍光顔料は蛍光を発する顔料であり、蓄光顔料は太陽光や蛍光灯等が発する光を吸収して自ら発光する顔料のことである。
【００１１】
本発明の発光顔料／アルミニウム基複合材料において、発光顔料の質量比率は２７〜６３％であることが好ましく、発光顔料の粒子径は１〜２０μmであることが好ましい。
【００１２】
また、本発明の発光顔料／アルミニウム基複合材料は、紫外線照射下（ブラックライト15W×２灯点灯下３０ｃｍ）における表面の輝度が０．７cd/m2以上であることが好ましく、同条件下における表面の輝度が１〜２５cd/m2であることがより好ましい。本発明の発光顔料／アルミニウム基複合材料は、前記発光顔料がユウロピウム、テルビウム、イットリウム、ジルコニウム、ジスプロシウム及びバリウムからなる群から選ばれる１種類又は２種類以上の元素で賦活されたアルミン酸スロトンチウムを含むことが好ましい。
【００１３】
本発明の発光顔料／アルミニウム基複合材料の製造方法において、発光顔料粒子をプリフォーム成形する際には、０．０２〜０．１ＭＰａの加圧力で加圧することが好ましく、前記発光顔料の体積比率が２０〜４６％のプリフォームを形成することが好ましく、２０〜４０％のプリフォームを形成することがより好ましい。原料として用いる発光顔料粒子の粒子径は１〜２０μmであることが好ましい。発光顔料粒子の平均粒子径や加圧力を調整することにより、発光顔料が発光機能を維持するに好適なように、発光顔料の体積比率を比較的高く調節して、圧粉体からなる所望のバルク形状のプリフォーム形成することが可能となる。発光顔料粒子の平均粒子径は、小さ過ぎると凝集してダマになり易く、大き過ぎるとプリフォームの発光顔料比率が低くなる。また、発光顔料粒子は不定形のものよりも、比較的、球形のものが好ましい。ただし、複数種類の蓄光顔料及び／又は蛍光顔料を適宜混合して用いる場合にあっては、比較的球形のものと、形状がいびつなものとを混合した顔料が好ましい。
【００１４】
これは発光顔料粒子の形状が均一な球状で粒度分が整っているのであれば、加圧浸透による溶融アルミニウムとの複合が問題なく行える。しかし、そのような形状の発光顔料の入手は困難である。一般には、発光顔料の形状は不均一で粒度分も整っていない、あるいは複数種の発光顔料を混合する必要がある。これらの場合には、溶融アルミニウムは発光顔料粒子と均一に複合することが困難となる。その改善には加圧浸透するプレス圧力あるいは溶融アルミニウムと金型温度を上げればよいが、溶融アルミニウムと発光顔料粒子とが反応する危険性がある。これを回避する目的で、圧力と溶融アルミの温度を低くし、かつ粒子間間隔を不均一、つまり粒度分布と粒子形状を不均一にすることで溶融アルミの浸透を容易にできる効果がある。
【００１５】
プリフォームにアルミニウム溶湯を加圧浸透させる際には、予め加熱した金型にそのプリフォームを挿入することが好ましい。例えば、金型を予備加熱炉にて８２３〜１０２３Ｋに加熱する。この場合、金型加熱時間は、９０〜１８０秒で充分である。
【００１６】
加圧浸透させる際のアルミニウム溶湯の温度はその変質を防ぐため１１２３Ｋ以下が好ましく、１０９３Ｋ以下がより好ましい。低圧力でアルミニウム溶湯を浸透させるため、９２３Ｋ以上が好ましい。プリフォームに温度９２３〜１１２３Ｋのアルミニウム溶湯を加圧浸透させるには５〜１０ＭＰａの加圧力で足りる。また、アルミニウム溶湯を加圧浸透させると同時に、急冷することが好ましい。急冷することにより、アルミニウム溶湯が発光顔料と反応して変質し発光特性が低下することを更に防止することができる。加圧浸透の時間は５分以内が好ましい。
【００１７】
本発明の発光顔料／アルミニウム基複合材料は、研磨処理等により表面のアルミニウム層が除去されていることが好ましく、特に、表面が電解研磨されていることが好ましい。電解研磨された表面を有する本発明の発光顔料／アルミニウム基複合材料は、アルミニウム本来の高い光沢が得られると共に、発光顔料を複合材料の表面に露出させ、浮き上がらせることができ、発光特性が向上する。電解研磨としては、発光顔料／アルミニウム基複合材料を陽極として、リン酸−ブチルアルコール溶液、過塩素酸−エチルアルコール溶液、又はリン酸水溶液中等でアノード電解する処理方法がある。
【００１８】
また、本発明の発光顔料／アルミニウム基複合材料は、研磨処理された後、通常の脱脂、エッチング及びスマット除去による前処理を経て、表面が陽極酸化処理されることが更に好ましい。脱脂と陽極酸化処理の段階で表面のアルミ母相が溶解し発光顔料粒子が露出すると考えられ、陽極酸化処理された表面を有する発光顔料／アルミニウム基複合材料は、発光性及び蓄光性により優れた特性を示す。陽極酸化処理としては、発光顔料／アルミニウム基複合材料を硫酸、リン酸等の鉱酸又はシュウ酸、酒石酸等の有機酸の１種類以上を含む水溶液中で電解処理する方法がある。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、大量のバインダー添加や造粉粒作成の工程なしに個々の発光顔料粒子から直接プリフォームを成形し、アルミニウム母相に発光顔料粒子を略均一に分散させ比較的高体積率の発光顔料を複合させて、発光機能を有する発光顔料／アルミニウム基複合材料を提供することができる。発光顔料として、蓄光顔料を用いることにより、暗闇で光るアルミニウム材を提供することができる。
【００２０】
本発明の発光顔料／アルミニウム基複合材料は、加工製品にしても良好な発光機能が得られて成形加工性に優れ、耐磨耗性、耐蝕性にも優れる。また、蓄光顔料及び／又は蛍光顔料を含有する発光性樹脂材料に比べて、耐熱性、耐候性に優れる。更に、発光機能を表面処理で付加した材料と異なり、表面を破損しても下地に発光顔料粒子があることから、長期間にわたって発光機能を保持できる。そして、本発明の発光顔料／アルミニウム基複合材料は、建築部材、車輌、家電部材、道路標識、屋内標識、高意匠性のパチンコ部品、各種ランプ類のケースやカバー、玩具、文具、レジャー用品等の装飾用素材等として、アルミニウムのカラーバリエーションを豊富にして、多くの分野に様々な用途での利用が期待できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明に用いる蓄光顔料及び／又は蛍光顔料は、特に制限されるものではないが、希土類元素を賦活させた構造が好ましく、本発明における蓄光顔料及び／又は蛍光顔料の主成分としては、硫化亜鉛、硫化カルシウム、硫化ゲルマニウム、硫化ストロンチウム、硫化イットリウム等の硫化物、酸化カルシウム、酸化ストロンチウム、酸化バリウム、アルミナ、酸化セリウム等の金属酸化物、アルミン酸カルシウム、アルミン酸ストロンチウム、アルミン酸バリウム等のアルミン酸塩等を挙げることができ、特に、アルミニウム母相との分散性、耐光性が優れる点でアルミン酸塩を含むことが好ましい。
【００２２】
さらに、本発明における蓄光顔料の賦活剤としては、ユウロピウム、テルビウム、ジスプロシウムが好ましく、賦活助剤としてランタン、セリウム、プラセオジム、ネオジウム、サマリウム、ガドリニウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウム、ルテチウム、マンガン、スズ、ビスマス等の金属元素を添加してもよい。希土類元素の含有量が蓄光顔料の全体量に対して０．０００１〜３０質量％程度含有するものが適当であり、好ましくは０．１〜１０質量％程度、より好ましくは０．５〜５質量％程度のものを挙げることができる。
【００２３】
以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【実施例１】
【００２４】
発光顔料として、市販の蓄光顔料 (グリーン、株式会社ネクスト・アイ製、超残光性蓄光材料、品名:L-11、フィラーなし)を、図１に示すように、内径が３０mmの筒状のプレフォーム作成用容器２に充填し、シリンダ３に分銅を載せて挿入することにより、０．０５ＭＰａの加圧力で室温にて押し固めて、直径が３０mmで高さが４７mmの円柱形状のプリフォームを作製した。このプリフォームのみかけ体積に対する蓄光顔料の体積比率は２５％であった。ここで用いた蓄光顔料粒子１のＳＥＭ像を図２に示す。蓄光顔料（グリーン）は、形状がいびつでＡｌを多く含む粒子（含有する主な元素は、Ａｌ、Ｓｒ、Ｏ、平均粒子径は１２μｍ）との混合物からなる。蓄光顔料（グリーン）のＥＤＳ分析結果を図３に示す。
【００２５】
なお、この蓄光顔料（グリーン）について、その蓄光顔料粒子自体の発光を、紫外線照射下（東芝ライテック株式会社製ネオボール（登録商標）５ブラックライト、100V、15W×２灯点灯下３０ｃｍ、薄黄緑色ブラインドで遮光した室内で10分間点灯)、米国PHOTO RESEARCH社、マルチ分光測色計(型式PR-650、測定波長領域380〜780nm）にて測定したところ、発光強度は３３．５cd/m2、ＸＹＺ表色系色度座標はｘ＝０．１５、ｙ＝０．３１であった。
【００２６】
図４に示すように、予め金型１６を９２３Ｋに加熱した。ここで金型１６は、キャビティとして筒状の複合部１６ａと筒状の注入部１６ｂとを有する。複合部１６ａの内径は３３mmで、注入部１６ｂの内径は５０mmである。
【００２７】
プリフォーム１１を、予め加熱した金型１６の複合部１６ａの中に入れ、プリフォーム１１の上に黒鉛内蓋１３を置き、更に注入部１６ｂの最下部に絞り１４を挿入した。さらに金型１６を２分間８７３Ｋに加熱した。絞り１４の中心部付近に、内径１０〜１５ｍｍの大きさの孔を設けることが好ましい。ここで用いた黒鉛内蓋１３は外径が約２９mmであり、絞り１４の外径は注入部１６ｂの内径と略同じである。次にあらかじめ大気中で１０７３Ｋに溶解した９９．９９質量％純度のアルミニウム溶湯１２をこの金型１６の注入部１６ｂ中に注いだ。この時、アルミニウム溶湯１２は金型１６の上部注入部１６に止まっている。
【００２８】
図４に示すように、金型１６を電気炉１８に設置した。アルミニウム溶湯１２の上部より、直径５０mm、高さ４０mmの黒鉛外蓋１５にて加圧することによりプリフォーム１１中にアルミニウム溶湯１２を加圧浸透させた。黒鉛内蓋１３及び絞り１４によってアルミニウム溶湯１２がプレフォーム１１の外側面と金型１６の複合部１６ｂ内壁面との間を伝って進入し、プレフォーム１１の周りから内側に均一に浸透するように規制されている。また、金型１６を下側から水冷できるように銅製のシールジャケット１７が設けられており、これにより加圧浸透と同時に冷却水にて下部より間接強制冷却した。直径が２５mmで高さが４５mmの円柱形状の発光顔料／アルミニウム基複合材料からなるビレットを得た（蓄光顔料の質量比率は３４％）。
【００２９】
得られた発光顔料／アルミニウム基複合材料の縦切断面をバフ研磨及び１５００番エメリー紙で機械研磨した。機械研磨されたこの断面のＳＥＭ像を図５に示す。発光顔料粒子がアルミニウム中で分散している様子が分かる。
【００３０】
機械研磨されたこの断面について、紫外線照射下（東芝ライテック株式会社製ネオボール（登録商標）５ブラックライト、100V、15W×２灯点灯下３０ｃｍ、薄黄緑色ブラインドで遮光した室内で10分間点灯）の発光を、米国PHOTO RESEARCH社、マルチ分光測色計(型式PR-650、測定波長領域380〜780nm）にて測定したところ、発光強度は２．６５cd/m2、ＸＹＺ表色系色度座標はｘ＝０．１６、ｙ＝０．１８であった。
【００３１】
発光顔料／アルミニウム基複合材料の発光強度は蓄光顔料粒子だけの場合の前記発光強度よりも低い。これは蓄光顔料粒子とアルミニウム母相とが反応したためではなく、発光顔料／アルミニウム基複合材料の表面に露出する蓄光顔料粒子の面積が少ないためと考えられる。
【００３２】
紫外線照射下、肉眼では緑乃至青色の発光が視認できた。また、ブラックライトを消灯した後も、この発光は10分間以上暗闇で視認可能であった。
【実施例２】
【００３３】
発光顔料として、市販の蛍光顔料（ブルー、株式会社ネクスト・アイ製、フィラーなし）を用いた他は、実施例１と同様にして、発光顔料／アルミニウム基複合材料を得た（プリフォームの体積比率は２９〜３０％、蛍光顔料の質量比率は３７〜３８％）。ここで、蛍光顔料（ブルー）は、比較的球形でＳｒを多く含む粒子（含有する主な元素は、Ｓｒ、Ｃｌ、平均粒子径は４μｍ）と、形状がいびつでＡｌを多く含む粒子（含有する主な元素は、Ａｌ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｅｕ、平均粒子径は５μｍ）との混合物からなる。
【００３４】
得られた発光顔料／アルミニウム基複合材料の縦切断面を、実施例１と同様に機械研磨し、紫外線照射したところ、肉眼で青色の発光が視認できた。
【実施例３】
【００３５】
発光顔料として、市販の蛍光顔料（ピンク、株式会社ネクスト・アイ製、フィラーなし）を用いた他は、実施例１と同様にして、発光顔料／アルミニウム基複合材料を得た（プリフォームの体積比率は４１〜４６％、蛍光顔料の質量比率は５０〜５２％）。ここで、蛍光顔料（ピンク）は、比較的球形に近くＹを多く含む粒子（含有する主な元素は、Ｙ、Ｓ、Ｇｅ、Ｅｕ、Ｄｙ、平均粒子径は４μｍ）と、形状がいびつでＳｒを多く含む粒子（含有する主な元素は、Ｓｒ、Ｚｒ、Ｅｕ、平均粒子径は７μｍ）との混合物からなる。
【００３６】
得られた発光顔料／アルミニウム基複合材料の縦切断面を、実施例１と同様に機械研磨し、紫外線照射したところ、肉眼で桃色の発光が視認できた。これをマルチ分光測色計にて測定したところ、発光強度は１．４cd/m2、ＸＹＺ表色系色度座標はｘ＝０．２８、ｙ＝０．０９９であった。
【実施例４】
【００３７】
発光顔料として、市販の蛍光顔料（イエロー、株式会社ネクスト・アイ製蛍光材料、フィラーなし）を用いた他は、実施例１と同様にして、発光顔料／アルミニウム基複合材料を得た（プリフォームの体積比率は２０％、蛍光顔料の質量比率は２７％）。ここで、蛍光顔料（イエロー）は、比較的球形でＹを多く含む粒子（含有する主な元素は、Ｓ、Ｙ、Ｅｕ、Ｄｙ、平均粒子径は４μｍ）と、形状がいびつなＡｌを多く含む粒子（含有する主な元素は、Ａｌ，Ｓ、Ｙ、Ｂａ、Ｅｕ、Ｃｅ、平均粒子径は５μｍ）との混合物からなる。
【００３８】
得られた発光顔料／アルミニウム基複合材料の縦切断面を、実施例１と同様に機械研磨し、紫外線照射したところ、肉眼で黄色の発光が視認できた。これをマルチ分光測色計にて測定したところ、発光強度は３．６cd/m2、ＸＹＺ表色系色度座標はｘ＝０．３８、ｙ＝０．４２であった。
【００３９】
実施例１、３及び４で得られた発光顔料／アルミニウム基複合材料の縦切断面（機械研磨済み）を、紫外線照射下（上）及び昼白色蛍光灯下（下）で観察した写真を図６に示す。蛍光灯の下ではアルミ独特の金属光沢を示し発光は視認されないが、紫外線下ではそれぞれの色としての蛍光を発していることが視認できた。
【実施例５】
【００４０】
実施例１乃至４で得られた発光顔料／アルミニウム基複合材料の縦切断面（機械研磨済み）を、エチルアルコール：過塩素酸＝９：１の電解研磨液を用いて、電圧20V、液温-10℃にて電解研磨し、アルミニウム母相を極力除去して発光顔料粒子が複合材料の表面にできるだけ露出した状態にて発光度合いを確認した。このうち、実施例１で得られた発光顔料／アルミニウム基複合材料の機械研磨面（左）及び電解研磨面（右）の観察写真を図７に示す。それぞれ、昼白色蛍光灯下紫外線照射なし（上）、昼白色蛍光灯下紫外線照射あり（中）及び紫外線５分間照射して消灯した直後（下）を示したものである。機械研磨後及び電解研磨後を比較すると、いずれの場合も電解研磨後のものがより良い発光を示した。
【００４１】
また、同じ電解研磨後の発光顔料／アルミニウム基複合材料について、昼白色蛍光灯（２７Ｗ）の点灯下３０ｃｍでの発光、及び、この昼白色蛍光灯（２７Ｗ）の点灯下３０ｃｍに５分間照射し消灯して５分間経過後の発光を観察したところ、消灯して５分後も点灯時と同様の発光が視認でき、蓄光効果が確認された。
【００４２】
また、実施例１で得られた発光顔料／アルミニウム基複合材料の機械研磨面及び電解研磨面について、紫外線を１０分間照射し、消灯して５分間経過後の発光強度をマルチ分光測色計にて測定したところ、機械研磨面は測定不能（測定可能輝度（０．１５ｃｄ／ｍ2）未満）であったが、電解研磨面の発光強度は０．２５ｃｄ／ｍ2、ＸＹＺ表色系色度座標はX＝０．２３、ｙ＝０．３５であり、電解研磨面の蓄光効果が確認された。機械研磨試料でも肉眼ではぼんやりとした発光が確認できたが、機械研磨では、アルミ母相に発光粒子が埋まっている割合が多いため、発光輝度そのものが低くなったものと考えられる。
【実施例６】
【００４３】
実施例１乃至４で得られた発光顔料／アルミニウム基複合材料の電解研磨面について、紫外線照射下（東芝ライテック株式会社製ネオボール（登録商標）５ブラックライト、100V、15W×２灯点灯下３０ｃｍ、薄黄緑色ブラインドで遮光した室内で10分間点灯)で観察したところ、蓄光顔料粒子又は蛍光顔料粒子そのものを同条件下で観察したときと同様の明瞭な発光が視認できた。
【実施例７】
【００４４】
実施例１で得られた発光顔料／アルミニウム基複合材料について、機械研磨をし、次に通常の脱脂、エッチング及びスマット除去による前処理を行った後、１８０ｇ／ｌ硫酸水溶液中で浴温２０℃、電流密度１２０Ａ／ｍ2の条件で３０分間陽極酸化処理を行い、酸化皮膜厚さ１１μｍの陽極酸化面を得た。
【００４５】
この陽極酸化面と蓄光顔料粒子自体の発光性及び蓄光性について、実施例１と同様に、紫外線を１０分間点灯して、その発光強度をマルチ分光測色計にて測定したところ、陽極酸化面の紫外線照射時の発光強度は２１．５ｃｄ／ｍ2、ＸＹＺ表色系色度座標はX＝０．１４、ｙ＝０．３１であった。陽極酸化処理をしても、蓄光顔料粒子が処理溶液との反応あるいは溶解により変質せず、蓄光顔料粒子が十分に複合材料に残っていること、さらに陽極酸化皮膜が発光を妨げないため十分な発光効果が得られたことと考えられる。
【００４６】
さらに、実施例５と同様に紫外線を１０分間照射し、消灯して５分間経過後の発光強度をマルチ分光測色計にて測定したところ、陽極酸化面の発光強度は０．３２ｃｄ／ｍ2、ＸＹＺ表色系色度座標はX＝０．２１、ｙ＝０．３５であり、陽極酸化面の蓄光効果が確認された。
【００４７】
また、蓄光顔料粒子自体の紫外線を１０分間照射し、消灯して５分間経過後の発光強度を測定したところ、発光強度は０．３６ｃｄ／ｍ2、ＸＹＺ表色系色度座標はX＝０．２７、ｙ＝０．３６あった。発光顔料／アルミニウム基複合材料の陽極酸化面は、蓄光顔料粒子自体と同等の蓄光特性があることがわかる。
【００４８】
表１に実施例１で得られた発光顔料／アルミニウム基複合材料の機械研磨面、電解研磨面、陽極酸化面及び蓄光顔料粒子自体の紫外線１０分間照射の後、消灯して５分間経過後の発光強度及びＸＹＺ表色系色度を示す。陽極酸化面及び電解研磨面の紫外線消灯後の発光状態を図８に示す。
【００４９】
【表１】
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】図１は、プリフォーム形成に用いた容器１及びシリンダ２を示す概略図である。
【図２】図２は、実施例１で用いた蓄光顔料粒子のＳＥＭ像である。
【図３】図３は、実施例１で用いた蓄光顔料粒子のＳＥＭ像とＥＤＳ分析結果である。
【図４】図４は、実施例において使用した製造装置の概略断面図である。
【図５】図５は、発光顔料／アルミニウム基複合材料の縦切断面のＳＥＭ像である。
【図６】図６は、紫外線照射下（上）及び昼白色蛍光灯下（下）での観察写真である。
【図７】図７は、昼白色蛍光灯下紫外線照射なし（上）、昼白色蛍光灯下紫外線照射あり（中）及び紫外線５分間照射して消灯後暗闇（下）での、機械研磨後（左）及び電解研磨後（右）の観察写真である。
【図８】図８は、発光顔料／アルミニウム基複合材料の陽極酸化面及び電解研磨面の消灯後の発光状態を示す観察写真である。
【００５１】
１：発光顔料粒子、２：プレフォーム作成用容器、３：シリンダ、１１：プレフォーム、１２：アルミニウム溶湯、１３：黒鉛内蓋、１４：絞り、１５：黒鉛外蓋、１６：金型、１６ａ：複合部、１６ｂ：注入部、１７：ウォータージャケット、１８：電気炉
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光機能を有する発光顔料／アルミニウム基複合材料、及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
【特許文献１】特開平４−３５１２５８
【特許文献２】特開平８−１７６７０３
【０００３】
複合材料は異なる二つ以上の相を混在させることにより、単一相にはない特性を持たせることができる。特許文献１には、密閉された鋳型内に鋳型容積の５〜１０％に相当する体積を持つ粉末粒子を挿入しておき、この鋳型内にマトリックス金属の溶湯を噴射して、マトリックス金属内に粉末粒子を分散させた後、高圧付加状態のまま鋳型底部より一方向凝固させる、低体積率粒子分散型複合材料の製造方法が開示されている。
【０００４】
特許文献２には、ＴｉＯ2粒子で造粒粉を作り、該造粒粉で作成したプリフォームにＡｌ合金を加圧含浸させ、Ａｌ合金の領域が全体で体積率２０〜９５％、残部は中実又は中空の球状又は不規則形状のチタニア粒子とＡｌ合金との複合領域からなり、かつ複合材料全体としてＴｉＯ2粒子の体積率が３０％以下となるように処理する、ＴｉＯ2を強化材とするＡｌ基複合材料の製造方法が開示されている。
【０００５】
アルミニウムは銀白色の色調及び金属光沢を有すると共に成形加工性に優れた材料であり、アルミニウム材料に視覚的な機能性を付与する目的では種々の表面処理方法が提案されている。アルミニウム独自の色調や金属光沢を活かす方法としては鏡面光沢仕上げ等があり、発色性を付与する方法としては陽極酸化皮膜による自然発色や電解着色、メッキ処理、塗装処理等が挙げられる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１、２に開示された粒子分散型複合材料の製造方法においては、分散される粉末粒子（強化材）としてアルミナ粉末、ウィスカ、又はＴｉＯ2粒子の例が開示されているのみで、発光性の顔料を分散させて複合させた例は開示されていない。
【０００７】
また、アルミニウム材料の表面に発光機能を付与する表面処理方法は一般的ではない。アルミニウム材料の表面に発光機能を付与するためには、例えば、蛍光塗料による塗装が考えられる。しかし、耐摩耗性、耐候性、耐熱性等の点で満足できない、優れた加工性が損なわれてしまうなどの理由から用途が限られてしまう。
【０００８】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、優れた成形加工性を維持しつつ発光機能を有する発光顔料／アルミニウム基複合材料及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
すなわち、本発明の発光顔料／アルミニウム基複合材料は、発光顔料粒子がアルミニウム中に分散されてなる。また、本発明の発光顔料／アルミニウム基複合材料の製造方法は、発光顔料粒子を加圧成形してプリフォームを形成し、前記プリフォームにアルミニウム溶湯を加圧浸透させることを特徴とする。本発明の発光顔料／アルミニウム基複合材料は、同製造方法により製造することができる。
【００１０】
本発明においては、発光顔料として蓄光顔料及び／又は蛍光顔料を用いることができ、また、複数種類の蓄光顔料及び／又は蛍光顔料を適宜混合して用いることにより、発光色を黄色、青色、桃色、緑色等、自在に選択することができる。ここで、蛍光顔料は蛍光を発する顔料であり、蓄光顔料は太陽光や蛍光灯等が発する光を吸収して自ら発光する顔料のことである。
【００１１】
本発明の発光顔料／アルミニウム基複合材料において、発光顔料の質量比率は２７〜６３％であることが好ましく、発光顔料の粒子径は１〜２０μmであることが好ましい。
【００１２】
また、本発明の発光顔料／アルミニウム基複合材料は、紫外線照射下（ブラックライト15W×２灯点灯下３０ｃｍ）における表面の輝度が０．７cd/m2以上であることが好ましく、同条件下における表面の輝度が１〜２５cd/m2であることがより好ましい。本発明の発光顔料／アルミニウム基複合材料は、前記発光顔料がユウロピウム、テルビウム、イットリウム、ジルコニウム、ジスプロシウム及びバリウムからなる群から選ばれる１種類又は２種類以上の元素で賦活されたアルミン酸スロトンチウムを含むことが好ましい。
【００１３】
本発明の発光顔料／アルミニウム基複合材料の製造方法において、発光顔料粒子をプリフォーム成形する際には、０．０２〜０．１ＭＰａの加圧力で加圧することが好ましく、前記発光顔料の体積比率が２０〜４６％のプリフォームを形成することが好ましく、２０〜４０％のプリフォームを形成することがより好ましい。原料として用いる発光顔料粒子の粒子径は１〜２０μmであることが好ましい。発光顔料粒子の平均粒子径や加圧力を調整することにより、発光顔料が発光機能を維持するに好適なように、発光顔料の体積比率を比較的高く調節して、圧粉体からなる所望のバルク形状のプリフォーム形成することが可能となる。発光顔料粒子の平均粒子径は、小さ過ぎると凝集してダマになり易く、大き過ぎるとプリフォームの発光顔料比率が低くなる。また、発光顔料粒子は不定形のものよりも、比較的、球形のものが好ましい。ただし、複数種類の蓄光顔料及び／又は蛍光顔料を適宜混合して用いる場合にあっては、比較的球形のものと、形状がいびつなものとを混合した顔料が好ましい。
【００１４】
これは発光顔料粒子の形状が均一な球状で粒度分が整っているのであれば、加圧浸透による溶融アルミニウムとの複合が問題なく行える。しかし、そのような形状の発光顔料の入手は困難である。一般には、発光顔料の形状は不均一で粒度分も整っていない、あるいは複数種の発光顔料を混合する必要がある。これらの場合には、溶融アルミニウムは発光顔料粒子と均一に複合することが困難となる。その改善には加圧浸透するプレス圧力あるいは溶融アルミニウムと金型温度を上げればよいが、溶融アルミニウムと発光顔料粒子とが反応する危険性がある。これを回避する目的で、圧力と溶融アルミの温度を低くし、かつ粒子間間隔を不均一、つまり粒度分布と粒子形状を不均一にすることで溶融アルミの浸透を容易にできる効果がある。
【００１５】
プリフォームにアルミニウム溶湯を加圧浸透させる際には、予め加熱した金型にそのプリフォームを挿入することが好ましい。例えば、金型を予備加熱炉にて８２３〜１０２３Ｋに加熱する。この場合、金型加熱時間は、９０〜１８０秒で充分である。
【００１６】
加圧浸透させる際のアルミニウム溶湯の温度はその変質を防ぐため１１２３Ｋ以下が好ましく、１０９３Ｋ以下がより好ましい。低圧力でアルミニウム溶湯を浸透させるため、９２３Ｋ以上が好ましい。プリフォームに温度９２３〜１１２３Ｋのアルミニウム溶湯を加圧浸透させるには５〜１０ＭＰａの加圧力で足りる。また、アルミニウム溶湯を加圧浸透させると同時に、急冷することが好ましい。急冷することにより、アルミニウム溶湯が発光顔料と反応して変質し発光特性が低下することを更に防止することができる。加圧浸透の時間は５分以内が好ましい。
【００１７】
本発明の発光顔料／アルミニウム基複合材料は、研磨処理等により表面のアルミニウム層が除去されていることが好ましく、特に、表面が電解研磨されていることが好ましい。電解研磨された表面を有する本発明の発光顔料／アルミニウム基複合材料は、アルミニウム本来の高い光沢が得られると共に、発光顔料を複合材料の表面に露出させ、浮き上がらせることができ、発光特性が向上する。電解研磨としては、発光顔料／アルミニウム基複合材料を陽極として、リン酸−ブチルアルコール溶液、過塩素酸−エチルアルコール溶液、又はリン酸水溶液中等でアノード電解する処理方法がある。
【００１８】
また、本発明の発光顔料／アルミニウム基複合材料は、研磨処理された後、通常の脱脂、エッチング及びスマット除去による前処理を経て、表面が陽極酸化処理されることが更に好ましい。脱脂と陽極酸化処理の段階で表面のアルミ母相が溶解し発光顔料粒子が露出すると考えられ、陽極酸化処理された表面を有する発光顔料／アルミニウム基複合材料は、発光性及び蓄光性により優れた特性を示す。陽極酸化処理としては、発光顔料／アルミニウム基複合材料を硫酸、リン酸等の鉱酸又はシュウ酸、酒石酸等の有機酸の１種類以上を含む水溶液中で電解処理する方法がある。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、大量のバインダー添加や造粉粒作成の工程なしに個々の発光顔料粒子から直接プリフォームを成形し、アルミニウム母相に発光顔料粒子を略均一に分散させ比較的高体積率の発光顔料を複合させて、発光機能を有する発光顔料／アルミニウム基複合材料を提供することができる。発光顔料として、蓄光顔料を用いることにより、暗闇で光るアルミニウム材を提供することができる。
【００２０】
本発明の発光顔料／アルミニウム基複合材料は、加工製品にしても良好な発光機能が得られて成形加工性に優れ、耐磨耗性、耐蝕性にも優れる。また、蓄光顔料及び／又は蛍光顔料を含有する発光性樹脂材料に比べて、耐熱性、耐候性に優れる。更に、発光機能を表面処理で付加した材料と異なり、表面を破損しても下地に発光顔料粒子があることから、長期間にわたって発光機能を保持できる。そして、本発明の発光顔料／アルミニウム基複合材料は、建築部材、車輌、家電部材、道路標識、屋内標識、高意匠性のパチンコ部品、各種ランプ類のケースやカバー、玩具、文具、レジャー用品等の装飾用素材等として、アルミニウムのカラーバリエーションを豊富にして、多くの分野に様々な用途での利用が期待できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明に用いる蓄光顔料及び／又は蛍光顔料は、特に制限されるものではないが、希土類元素を賦活させた構造が好ましく、本発明における蓄光顔料及び／又は蛍光顔料の主成分としては、硫化亜鉛、硫化カルシウム、硫化ゲルマニウム、硫化ストロンチウム、硫化イットリウム等の硫化物、酸化カルシウム、酸化ストロンチウム、酸化バリウム、アルミナ、酸化セリウム等の金属酸化物、アルミン酸カルシウム、アルミン酸ストロンチウム、アルミン酸バリウム等のアルミン酸塩等を挙げることができ、特に、アルミニウム母相との分散性、耐光性が優れる点でアルミン酸塩を含むことが好ましい。
【００２２】
さらに、本発明における蓄光顔料の賦活剤としては、ユウロピウム、テルビウム、ジスプロシウムが好ましく、賦活助剤としてランタン、セリウム、プラセオジム、ネオジウム、サマリウム、ガドリニウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウム、ルテチウム、マンガン、スズ、ビスマス等の金属元素を添加してもよい。希土類元素の含有量が蓄光顔料の全体量に対して０．０００１〜３０質量％程度含有するものが適当であり、好ましくは０．１〜１０質量％程度、より好ましくは０．５〜５質量％程度のものを挙げることができる。
【００２３】
以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【実施例１】
【００２４】
発光顔料として、市販の蓄光顔料 (グリーン、株式会社ネクスト・アイ製、超残光性蓄光材料、品名:L-11、フィラーなし)を、図１に示すように、内径が３０mmの筒状のプレフォーム作成用容器２に充填し、シリンダ３に分銅を載せて挿入することにより、０．０５ＭＰａの加圧力で室温にて押し固めて、直径が３０mmで高さが４７mmの円柱形状のプリフォームを作製した。このプリフォームのみかけ体積に対する蓄光顔料の体積比率は２５％であった。ここで用いた蓄光顔料粒子１のＳＥＭ像を図２に示す。蓄光顔料（グリーン）は、形状がいびつでＡｌを多く含む粒子（含有する主な元素は、Ａｌ、Ｓｒ、Ｏ、平均粒子径は１２μｍ）との混合物からなる。蓄光顔料（グリーン）のＥＤＳ分析結果を図３に示す。
【００２５】
なお、この蓄光顔料（グリーン）について、その蓄光顔料粒子自体の発光を、紫外線照射下（東芝ライテック株式会社製ネオボール（登録商標）５ブラックライト、100V、15W×２灯点灯下３０ｃｍ、薄黄緑色ブラインドで遮光した室内で10分間点灯)、米国PHOTO RESEARCH社、マルチ分光測色計(型式PR-650、測定波長領域380〜780nm）にて測定したところ、発光強度は３３．５cd/m2、ＸＹＺ表色系色度座標はｘ＝０．１５、ｙ＝０．３１であった。
【００２６】
図４に示すように、予め金型１６を９２３Ｋに加熱した。ここで金型１６は、キャビティとして筒状の複合部１６ａと筒状の注入部１６ｂとを有する。複合部１６ａの内径は３３mmで、注入部１６ｂの内径は５０mmである。
【００２７】
プリフォーム１１を、予め加熱した金型１６の複合部１６ａの中に入れ、プリフォーム１１の上に黒鉛内蓋１３を置き、更に注入部１６ｂの最下部に絞り１４を挿入した。さらに金型１６を２分間８７３Ｋに加熱した。絞り１４の中心部付近に、内径１０〜１５ｍｍの大きさの孔を設けることが好ましい。ここで用いた黒鉛内蓋１３は外径が約２９mmであり、絞り１４の外径は注入部１６ｂの内径と略同じである。次にあらかじめ大気中で１０７３Ｋに溶解した９９．９９質量％純度のアルミニウム溶湯１２をこの金型１６の注入部１６ｂ中に注いだ。この時、アルミニウム溶湯１２は金型１６の上部注入部１６に止まっている。
【００２８】
図４に示すように、金型１６を電気炉１８に設置した。アルミニウム溶湯１２の上部より、直径５０mm、高さ４０mmの黒鉛外蓋１５にて加圧することによりプリフォーム１１中にアルミニウム溶湯１２を加圧浸透させた。黒鉛内蓋１３及び絞り１４によってアルミニウム溶湯１２がプレフォーム１１の外側面と金型１６の複合部１６ｂ内壁面との間を伝って進入し、プレフォーム１１の周りから内側に均一に浸透するように規制されている。また、金型１６を下側から水冷できるように銅製のシールジャケット１７が設けられており、これにより加圧浸透と同時に冷却水にて下部より間接強制冷却した。直径が２５mmで高さが４５mmの円柱形状の発光顔料／アルミニウム基複合材料からなるビレットを得た（蓄光顔料の質量比率は３４％）。
【００２９】
得られた発光顔料／アルミニウム基複合材料の縦切断面をバフ研磨及び１５００番エメリー紙で機械研磨した。機械研磨されたこの断面のＳＥＭ像を図５に示す。発光顔料粒子がアルミニウム中で分散している様子が分かる。
【００３０】
機械研磨されたこの断面について、紫外線照射下（東芝ライテック株式会社製ネオボール（登録商標）５ブラックライト、100V、15W×２灯点灯下３０ｃｍ、薄黄緑色ブラインドで遮光した室内で10分間点灯）の発光を、米国PHOTO RESEARCH社、マルチ分光測色計(型式PR-650、測定波長領域380〜780nm）にて測定したところ、発光強度は２．６５cd/m2、ＸＹＺ表色系色度座標はｘ＝０．１６、ｙ＝０．１８であった。
【００３１】
発光顔料／アルミニウム基複合材料の発光強度は蓄光顔料粒子だけの場合の前記発光強度よりも低い。これは蓄光顔料粒子とアルミニウム母相とが反応したためではなく、発光顔料／アルミニウム基複合材料の表面に露出する蓄光顔料粒子の面積が少ないためと考えられる。
【００３２】
紫外線照射下、肉眼では緑乃至青色の発光が視認できた。また、ブラックライトを消灯した後も、この発光は10分間以上暗闇で視認可能であった。
【実施例２】
【００３３】
発光顔料として、市販の蛍光顔料（ブルー、株式会社ネクスト・アイ製、フィラーなし）を用いた他は、実施例１と同様にして、発光顔料／アルミニウム基複合材料を得た（プリフォームの体積比率は２９〜３０％、蛍光顔料の質量比率は３７〜３８％）。ここで、蛍光顔料（ブルー）は、比較的球形でＳｒを多く含む粒子（含有する主な元素は、Ｓｒ、Ｃｌ、平均粒子径は４μｍ）と、形状がいびつでＡｌを多く含む粒子（含有する主な元素は、Ａｌ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｅｕ、平均粒子径は５μｍ）との混合物からなる。
【００３４】
得られた発光顔料／アルミニウム基複合材料の縦切断面を、実施例１と同様に機械研磨し、紫外線照射したところ、肉眼で青色の発光が視認できた。
【実施例３】
【００３５】
発光顔料として、市販の蛍光顔料（ピンク、株式会社ネクスト・アイ製、フィラーなし）を用いた他は、実施例１と同様にして、発光顔料／アルミニウム基複合材料を得た（プリフォームの体積比率は４１〜４６％、蛍光顔料の質量比率は５０〜５２％）。ここで、蛍光顔料（ピンク）は、比較的球形に近くＹを多く含む粒子（含有する主な元素は、Ｙ、Ｓ、Ｇｅ、Ｅｕ、Ｄｙ、平均粒子径は４μｍ）と、形状がいびつでＳｒを多く含む粒子（含有する主な元素は、Ｓｒ、Ｚｒ、Ｅｕ、平均粒子径は７μｍ）との混合物からなる。
【００３６】
得られた発光顔料／アルミニウム基複合材料の縦切断面を、実施例１と同様に機械研磨し、紫外線照射したところ、肉眼で桃色の発光が視認できた。これをマルチ分光測色計にて測定したところ、発光強度は１．４cd/m2、ＸＹＺ表色系色度座標はｘ＝０．２８、ｙ＝０．０９９であった。
【実施例４】
【００３７】
発光顔料として、市販の蛍光顔料（イエロー、株式会社ネクスト・アイ製蛍光材料、フィラーなし）を用いた他は、実施例１と同様にして、発光顔料／アルミニウム基複合材料を得た（プリフォームの体積比率は２０％、蛍光顔料の質量比率は２７％）。ここで、蛍光顔料（イエロー）は、比較的球形でＹを多く含む粒子（含有する主な元素は、Ｓ、Ｙ、Ｅｕ、Ｄｙ、平均粒子径は４μｍ）と、形状がいびつなＡｌを多く含む粒子（含有する主な元素は、Ａｌ，Ｓ、Ｙ、Ｂａ、Ｅｕ、Ｃｅ、平均粒子径は５μｍ）との混合物からなる。
【００３８】
得られた発光顔料／アルミニウム基複合材料の縦切断面を、実施例１と同様に機械研磨し、紫外線照射したところ、肉眼で黄色の発光が視認できた。これをマルチ分光測色計にて測定したところ、発光強度は３．６cd/m2、ＸＹＺ表色系色度座標はｘ＝０．３８、ｙ＝０．４２であった。
【００３９】
実施例１、３及び４で得られた発光顔料／アルミニウム基複合材料の縦切断面（機械研磨済み）を、紫外線照射下（上）及び昼白色蛍光灯下（下）で観察した写真を図６に示す。蛍光灯の下ではアルミ独特の金属光沢を示し発光は視認されないが、紫外線下ではそれぞれの色としての蛍光を発していることが視認できた。
【実施例５】
【００４０】
実施例１乃至４で得られた発光顔料／アルミニウム基複合材料の縦切断面（機械研磨済み）を、エチルアルコール：過塩素酸＝９：１の電解研磨液を用いて、電圧20V、液温-10℃にて電解研磨し、アルミニウム母相を極力除去して発光顔料粒子が複合材料の表面にできるだけ露出した状態にて発光度合いを確認した。このうち、実施例１で得られた発光顔料／アルミニウム基複合材料の機械研磨面（左）及び電解研磨面（右）の観察写真を図７に示す。それぞれ、昼白色蛍光灯下紫外線照射なし（上）、昼白色蛍光灯下紫外線照射あり（中）及び紫外線５分間照射して消灯した直後（下）を示したものである。機械研磨後及び電解研磨後を比較すると、いずれの場合も電解研磨後のものがより良い発光を示した。
【００４１】
また、同じ電解研磨後の発光顔料／アルミニウム基複合材料について、昼白色蛍光灯（２７Ｗ）の点灯下３０ｃｍでの発光、及び、この昼白色蛍光灯（２７Ｗ）の点灯下３０ｃｍに５分間照射し消灯して５分間経過後の発光を観察したところ、消灯して５分後も点灯時と同様の発光が視認でき、蓄光効果が確認された。
【００４２】
また、実施例１で得られた発光顔料／アルミニウム基複合材料の機械研磨面及び電解研磨面について、紫外線を１０分間照射し、消灯して５分間経過後の発光強度をマルチ分光測色計にて測定したところ、機械研磨面は測定不能（測定可能輝度（０．１５ｃｄ／ｍ2）未満）であったが、電解研磨面の発光強度は０．２５ｃｄ／ｍ2、ＸＹＺ表色系色度座標はX＝０．２３、ｙ＝０．３５であり、電解研磨面の蓄光効果が確認された。機械研磨試料でも肉眼ではぼんやりとした発光が確認できたが、機械研磨では、アルミ母相に発光粒子が埋まっている割合が多いため、発光輝度そのものが低くなったものと考えられる。
【実施例６】
【００４３】
実施例１乃至４で得られた発光顔料／アルミニウム基複合材料の電解研磨面について、紫外線照射下（東芝ライテック株式会社製ネオボール（登録商標）５ブラックライト、100V、15W×２灯点灯下３０ｃｍ、薄黄緑色ブラインドで遮光した室内で10分間点灯)で観察したところ、蓄光顔料粒子又は蛍光顔料粒子そのものを同条件下で観察したときと同様の明瞭な発光が視認できた。
【実施例７】
【００４４】
実施例１で得られた発光顔料／アルミニウム基複合材料について、機械研磨をし、次に通常の脱脂、エッチング及びスマット除去による前処理を行った後、１８０ｇ／ｌ硫酸水溶液中で浴温２０℃、電流密度１２０Ａ／ｍ2の条件で３０分間陽極酸化処理を行い、酸化皮膜厚さ１１μｍの陽極酸化面を得た。
【００４５】
この陽極酸化面と蓄光顔料粒子自体の発光性及び蓄光性について、実施例１と同様に、紫外線を１０分間点灯して、その発光強度をマルチ分光測色計にて測定したところ、陽極酸化面の紫外線照射時の発光強度は２１．５ｃｄ／ｍ2、ＸＹＺ表色系色度座標はX＝０．１４、ｙ＝０．３１であった。陽極酸化処理をしても、蓄光顔料粒子が処理溶液との反応あるいは溶解により変質せず、蓄光顔料粒子が十分に複合材料に残っていること、さらに陽極酸化皮膜が発光を妨げないため十分な発光効果が得られたことと考えられる。
【００４６】
さらに、実施例５と同様に紫外線を１０分間照射し、消灯して５分間経過後の発光強度をマルチ分光測色計にて測定したところ、陽極酸化面の発光強度は０．３２ｃｄ／ｍ2、ＸＹＺ表色系色度座標はX＝０．２１、ｙ＝０．３５であり、陽極酸化面の蓄光効果が確認された。
【００４７】
また、蓄光顔料粒子自体の紫外線を１０分間照射し、消灯して５分間経過後の発光強度を測定したところ、発光強度は０．３６ｃｄ／ｍ2、ＸＹＺ表色系色度座標はX＝０．２７、ｙ＝０．３６あった。発光顔料／アルミニウム基複合材料の陽極酸化面は、蓄光顔料粒子自体と同等の蓄光特性があることがわかる。
【００４８】
表１に実施例１で得られた発光顔料／アルミニウム基複合材料の機械研磨面、電解研磨面、陽極酸化面及び蓄光顔料粒子自体の紫外線１０分間照射の後、消灯して５分間経過後の発光強度及びＸＹＺ表色系色度を示す。陽極酸化面及び電解研磨面の紫外線消灯後の発光状態を図８に示す。
【００４９】
【表１】
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】図１は、プリフォーム形成に用いた容器１及びシリンダ２を示す概略図である。
【図２】図２は、実施例１で用いた蓄光顔料粒子のＳＥＭ像である。
【図３】図３は、実施例１で用いた蓄光顔料粒子のＳＥＭ像とＥＤＳ分析結果である。
【図４】図４は、実施例において使用した製造装置の概略断面図である。
【図５】図５は、発光顔料／アルミニウム基複合材料の縦切断面のＳＥＭ像である。
【図６】図６は、紫外線照射下（上）及び昼白色蛍光灯下（下）での観察写真である。
【図７】図７は、昼白色蛍光灯下紫外線照射なし（上）、昼白色蛍光灯下紫外線照射あり（中）及び紫外線５分間照射して消灯後暗闇（下）での、機械研磨後（左）及び電解研磨後（右）の観察写真である。
【図８】図８は、発光顔料／アルミニウム基複合材料の陽極酸化面及び電解研磨面の消灯後の発光状態を示す観察写真である。
【００５１】
１：発光顔料粒子、２：プレフォーム作成用容器、３：シリンダ、１１：プレフォーム、１２：アルミニウム溶湯、１３：黒鉛内蓋、１４：絞り、１５：黒鉛外蓋、１６：金型、１６ａ：複合部、１６ｂ：注入部、１７：ウォータージャケット、１８：電気炉
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光顔料粒子がアルミニウム中に分散されてなる発光顔料／アルミニウム基複合材料。
【請求項２】
前記発光顔料が、蓄光顔料及び／又は蛍光顔料であることを特徴とする、請求項１記載の発光顔料／アルミニウム基複合材料。
【請求項３】
前記発光顔料の質量比率が２７〜６３％であることを特徴とする、請求項１又は２記載の発光顔料／アルミニウム基複合材料。
【請求項４】
発光顔料の粒子径が１〜２０μmであることを特徴とする、請求項１乃至３のうちいずれか一項記載の発光顔料／アルミニウム基複合材料。
【請求項５】
紫外線照射下（ブラックライト15W×２灯点灯下３０ｃｍ）における表面の輝度が０．７cd/m2以上であることを特徴とする、請求項１乃至４のうちいずれか一項記載の発光顔料／アルミニウム基複合材料。
【請求項６】
前記発光顔料がユウロピウム、テルビウム、イットリウム、ジルコニウム、ジスプロシウム及びバリウムからなる群から選ばれる１種類又は２種類以上の元素で賦活されたアルミン酸スロトンチウムを含むことを特徴とする、請求項１乃至５のうちいずれか一項記載の発光顔料／アルミニウム基複合材料。
【請求項７】
請求項１乃至６のうちいずれか一項記載の発光顔料／アルミニウム基複合材料の表面に陽極酸化処理が施された発光顔料／アルミニウム基複合材料。
【請求項８】
発光顔料粒子を加圧成形してプリフォームを形成し、前記プリフォームにアルミニウム溶湯を加圧浸透させることを特徴とする、発光顔料／アルミニウム基複合材料の製造方法。
【請求項９】
発光顔料粒子を加圧成形して前記発光顔料の体積比率が２０〜４６％のプリフォームを形成することを特徴とする、請求項８記載の発光顔料／アルミニウム基複合材料の製造方法。
【請求項１０】
前記発光顔料粒子を０．０２〜０．１ＭＰａの加圧力で加圧成形してプリフォームを形成することを特徴とする、請求項８又は９記載の発光顔料／アルミニウム基複合材料の製造方法。
【請求項１１】
前記プリフォームに温度９２３〜１１２３Ｋのアルミニウム溶湯を加圧浸透させることを特徴とする、請求項８乃至１０のうちいずれか一項記載の発光顔料／アルミニウム基複合材料の製造方法。
【請求項１２】
前記アルミニウム溶湯を加圧浸透させると同時に、急冷することを特徴とする、請求項８乃至１１のうちいずれか一項記載の発光顔料／アルミニウム基複合材料の製造方法。
【請求項１３】
表面を電解研磨する工程を含むことを特徴とする、請求項８乃至１２のうちいずれか一項記載の発光顔料／アルミニウム基複合材料の製造方法。
【請求項１４】
表面に陽極酸化処理を施す工程を含むことを特徴とする、請求項８乃至１３のうちいずれか一項記載の発光顔料／アルミニウム基複合材料の製造方法。
【請求項１】
発光顔料粒子がアルミニウム中に分散されてなる発光顔料／アルミニウム基複合材料。
【請求項２】
前記発光顔料が、蓄光顔料及び／又は蛍光顔料であることを特徴とする、請求項１記載の発光顔料／アルミニウム基複合材料。
【請求項３】
前記発光顔料の質量比率が２７〜６３％であることを特徴とする、請求項１又は２記載の発光顔料／アルミニウム基複合材料。
【請求項４】
発光顔料の粒子径が１〜２０μmであることを特徴とする、請求項１乃至３のうちいずれか一項記載の発光顔料／アルミニウム基複合材料。
【請求項５】
紫外線照射下（ブラックライト15W×２灯点灯下３０ｃｍ）における表面の輝度が０．７cd/m2以上であることを特徴とする、請求項１乃至４のうちいずれか一項記載の発光顔料／アルミニウム基複合材料。
【請求項６】
前記発光顔料がユウロピウム、テルビウム、イットリウム、ジルコニウム、ジスプロシウム及びバリウムからなる群から選ばれる１種類又は２種類以上の元素で賦活されたアルミン酸スロトンチウムを含むことを特徴とする、請求項１乃至５のうちいずれか一項記載の発光顔料／アルミニウム基複合材料。
【請求項７】
請求項１乃至６のうちいずれか一項記載の発光顔料／アルミニウム基複合材料の表面に陽極酸化処理が施された発光顔料／アルミニウム基複合材料。
【請求項８】
発光顔料粒子を加圧成形してプリフォームを形成し、前記プリフォームにアルミニウム溶湯を加圧浸透させることを特徴とする、発光顔料／アルミニウム基複合材料の製造方法。
【請求項９】
発光顔料粒子を加圧成形して前記発光顔料の体積比率が２０〜４６％のプリフォームを形成することを特徴とする、請求項８記載の発光顔料／アルミニウム基複合材料の製造方法。
【請求項１０】
前記発光顔料粒子を０．０２〜０．１ＭＰａの加圧力で加圧成形してプリフォームを形成することを特徴とする、請求項８又は９記載の発光顔料／アルミニウム基複合材料の製造方法。
【請求項１１】
前記プリフォームに温度９２３〜１１２３Ｋのアルミニウム溶湯を加圧浸透させることを特徴とする、請求項８乃至１０のうちいずれか一項記載の発光顔料／アルミニウム基複合材料の製造方法。
【請求項１２】
前記アルミニウム溶湯を加圧浸透させると同時に、急冷することを特徴とする、請求項８乃至１１のうちいずれか一項記載の発光顔料／アルミニウム基複合材料の製造方法。
【請求項１３】
表面を電解研磨する工程を含むことを特徴とする、請求項８乃至１２のうちいずれか一項記載の発光顔料／アルミニウム基複合材料の製造方法。
【請求項１４】
表面に陽極酸化処理を施す工程を含むことを特徴とする、請求項８乃至１３のうちいずれか一項記載の発光顔料／アルミニウム基複合材料の製造方法。
【図１】
【図４】
【図２】
【図３】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図４】
【図２】
【図３】
【図５】
【図６】
【図７】
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【公開番号】特開２００６−２２５７５４（Ｐ２００６−２２５７５４Ａ）
【公開日】平成１８年８月３１日（２００６．８．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１１３５７０（Ｐ２００５−１１３５７０）
【出願日】平成１７年４月１１日（２００５．４．１１）
【出願人】（０００１９１０６５）新日軽株式会社 (545)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年８月３１日（２００６．８．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年４月１１日（２００５．４．１１）
【出願人】（０００１９１０６５）新日軽株式会社 (545)
【Ｆターム（参考）】
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