JPH1145602A - 化学発光体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】発光寿命を短縮せずに発光輝度の向上を図った
新規な化学発光体を提供する。 【解決手段】各別に用意され且つ使用の際の混合時に化
学発光現象を生じる少なくとも２種の液と、これらの液
の少なくとも１種に混合されているか、または、別途に
用意され且つ使用の際に上記の各液と混合される蓄光剤
との組み合わせから成る。具体的には、可撓性透明容器
の内部に少なくとも１個の破割性容器が挿入され、各容
器には、それぞれ、使用の際の混合時に化学発光現象を
生じる少なくとも２種の液が充填され、これらの液の少
なくとも１種には蓄光材が混合される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、化学発光体に関す
るものであり、詳しくは、発光寿命を短縮せずに発光輝
度の向上を図った新規な化学発光体に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】化学発光体は、各別に用意され且つ使用
の際の混合時に化学発光現象を生じる少なくとも２種の
液の組み合わせから構成され、そして、一般的には、可
撓性透明容器の内部に少なくとも１個の破割性容器が挿
入され、各容器には、それぞれ、使用の際の混合時に化
学発光現象を生じる少なくとも２種の液が充填された構
造を備え、代表的には棒状ライトとして各種の用途に供
されている。

【０００３】従来、化学発光体を利用した構造的な提案
は、特公昭６２−３２２３４号公報、特公平３−５４１
５２公報、実公平７−２８６４１号公報、同７−２８６
４２号公報、実開平４−８１３０１号公報などにおいて
数多くなされている。一方、化学発光体の構成物質（組
成物）については、例えば、特公昭６３−３１４６３号
公報、特公平１−１８８９８号公報、同３−２２８５２
号公報、同３−４２３１９号公報、同３−７３５３７号
公報、同４−２４３９８号公報、特許第２６０５０２６
号公報、特許第２６１２９５５号公報などにおいて数多
くの提案がなされている。

【０００４】しかしながら、従来の化学発光体は、発光
輝度が必ずしも十分ではないため、その利用は、上記の
様に数多くの提案がなされているにも拘らず、十分とは
言えない状況にある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記実情に
鑑みなされたものであり、その目的は、発光寿命を短縮
せずに発光輝度の向上を図った新規な化学発光体を提供
することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、化学発光
体の構成物質の改良とは異なる観点に基づいて種々検討
を重ねた結果、従来公知の化学発光体にある種の物質を
組み合わせて使用することにより、上記の目的を容易に
達成し得るとの知見を得、本発明の完成に到った。

【０００７】すなわち、本発明の要旨は、各別に用意さ
れ且つ使用の際の混合時に化学発光現象を生じる少なく
とも２種の液と、これらの液の少なくとも１種に混合さ
れているか、または、別途に用意され且つ使用の際に上
記の各液と混合される蓄光材との組み合わせから成るこ
とを特徴とする化学発光体に存する。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の化学発光体は、各別に用意され且つ使用の際の
混合時に化学発光現象を生じる少なくとも２種の液から
成る従来公知の化学発光体に蓄光材を組み合わせて使用
する点に特徴がある。

【０００９】本発明の化学発光体は、従来公知の化学発
光体と同様、一般的には、可撓性透明容器の内部に少な
くとも１個の破割性容器が挿入され、各容器には、それ
ぞれ、使用の際の混合時に化学発光現象を生じる少なく
とも２種の液が充填された構造を備えている。そして、
蓄光材は、上記の液の少なくとも１種に混合されて使用
されるか、または、上記の容器に充填されて使用され
る。しかしながら、斯かる構造的条件は、棒状ライトと
しての用途の場合に利用され、その他の用途においては
必ずしも必須ではない。

【００１０】上記の可撓性透明容器には、通常、円筒状
プラスチック製容器が使用され、上記の破割性容器に
は、通常、ガラスアンプルが使用される。また、上記の
使用の際（発光の際）の混合時に化学発光現象を生じる
少なくとも２種の液としては、化学発光現象、すなわ
ち、蛍光作用と当該蛍光作用に必要な励起状態を与える
化学作用とを生じ得る限り特に制限されないが、一般的
には、少なくとも２種の液のうち、１種の液（Ａ液）に
は蛍光液、他の１種の液（Ｂ液）には酸化液が使用され
る。

【００１１】そして、通常、上記のＡ液は可撓性透明容
器（円筒状プラスチック製容器）に充填され、上記のＢ
液は破割性容器（ガラスアンプル）に充填される。化学
発光は、可撓性透明容器の折り曲げて破割性容器を割っ
て振とうさせ、Ａ液とＢ液とを混合させることにより開
始する。

【００１２】上記の蛍光液および酸化液は、既に提案さ
れた化学発光体の構成物質を使用して任意に調製するこ
とが出来る。代表的な蛍光液および酸化液の一例におい
ては、蛍光液が少なくともオキサレートと蛍光物質とを
含有し、酸化液が少なくとも過酸水素を含有する。更に
具体的には、蛍光液が少なくともオキサレートと蛍光物
質とフタル酸ジブチルとを含有し、酸化液が少なくとも
過酸水素とフタル酸ジメチルとを含有する。

【００１３】上記のオキサレートとしては、各種のシュ
ウ酸誘導体（例えば、クロライド、エステル、オキサミ
ド等）が使用され、代表的なオキサレートとしては、例
えば、ビス（２，４，５−トリクロロ−６−カルボブト
キシフェニルオキザレート）等が挙げられる。上記の蛍
光物質としては、例えば、９，１０−ジフェニルアント
ラセン（青の発光）、テトラセン、９，１０−ビス（フ
ェニルエチニル）アントラセン（緑の発光）等が挙げら
れる。なお、上記のフタル酸エステルは溶媒として作用
する。２種の蛍光物質を使用する場合、各蛍光液（Ａ
液）は、可撓性透明容器の内部に挿入された２個の破割
性容器に各別に充填される。斯かる化学発光体によれ
ば、例えば、青の発光と緑の発光が混ざり合って青緑の
発光が生じさせることが出来る。

【００１４】オキサレートを使用する化学発光体は、過
シュウ酸エステル化学発光と称され、その発光原理は次
の様に理解されている。すなわち、オキサレートと過酸
化水素との反応により発光中間体（過酸化物）が生じ、
当該発光中間体により蛍光物質が強く発光する。具体的
には、オキサレートと過酸化水素による化学発光反応
（過シュウ酸エステル化学発光）により、過酸化物から
１，２−ジオキセタンジオン又は置換１，２−ジオキセ
タンジオンが生じ、これと蛍光物との間で電荷移動錯体
が形成され、これから、励起状態の蛍光物と二酸化炭素
とに分解する。

【００１５】上記の各成分の使用割合は、従来公知の化
学発光体に準じて任意に選択することが出来る。一般
に、オキサレートと蛍光物質の量比（モル比）は、化学
発光を生じるのに十分な量とされるが、好ましくは２０
〜４０：１である。また、蛍光物質の溶液中の濃度は約
０．００５モル／リットルからの範囲の量とされる。

【００１６】上記と同様または異なる組成を有し、可撓
性透明容器（円筒状プラスチック製容器）に前記のＡ液
（蛍光液）を充填し、破割性容器（ガラスアンプル）に
前記のＢ液（酸化液）を充填した構造を有する棒状ライ
ト様の製品は、オムニグロー化学発光体株式会社より、
各種の商品名、例えば「サイリュームケミカルライト」
等として市販されている。

【００１７】一方、蓄光材は、残光性蛍光体とも呼ば
れ、例えば、太陽光、紫外線、蛍光灯などの光エネルギ
ーを照射させて励起させることにより、長時間に渡って
発光を持続する物質であり、硫化亜鉛系蓄光材を始めと
し、数多くの種類の蓄光材が開発されている。そして、
蓄光材の明るさは、化学発光体に比べると格段と暗く、
例えば、１／１０００程度であるが、夜光塗料として各
種の用途に使用されている。

【００１８】本発明において、蓄光材の種類は特に制限
されないが、希土類元素で賦活されたストロンチウムア
ルミネート、例えば、ヨーロピウム（Ｅｕ）とデスプロ
シウム（Ｄｙ）で賦活されたストロンチウムアルミネー
ト（ＳｒＡｌ₂Ｏ₄：Ｅｕ²⁺，Ｄｙ³⁺）が推奨される。斯
かる蓄光材は、特許第２５４３８２５号公報に記載され
ており、また、根本特殊化学株式の商品「Ｎ夜光」とし
て入手することが出来る。

【００１９】混合時に化学発光現象を生じる少なくとも
２種の液の少なくとも１種に蓄光材が混合される場合、
蓄光材は、その分散性の観点から、前記のＢ液（酸化
液）に混合するのが好ましい。

【００２０】ところで、後記の実施例には、オキサレー
ト含有蛍光液と過酸化水素含有酸化液から成る公知の化
学発光体に蓄光材（ＳｒＡｌ₂Ｏ₄：Ｅｕ²⁺，Ｄｙ³⁺）を
組み合わせた本発明の化学発光体の一例が示されている
が、上記の化学発光体から発光された光の照射では上記
の蓄光材は励起されない。すなわち、上記の蓄光材に対
して２ｍｍの距離から上記の化学発光体から発光された
光を１０分間照射した後、直ちに輝度測定を行った実験
（化学発光体による蓄光実験）の結果、蓄光材の発光現
象は全く確認されなかった。その理由は、上記の化学発
光体の発光スペクトル域が略４８０〜７００ｎｍの範囲
にあり、上記の蓄光材の励起スペクトル範囲である２５
０〜４５０ｎｍの領域を含んでいないことによるものと
推定される。

【００２１】従来公知の化学発光体と蓄光材との組み合
わせにより、化学発光体の発光寿命を短縮せずに発光輝
度の向上が図られる本発明の作用効果は、上記の事実か
らも明かな通り、化学発光体と蓄光材との単なる相加的
な作用効果ではない。このことは、次に説明する蓄光材
の使用量と発光輝度との関係からも明らかである。

【００２２】本発明において、蓄光材の使用量は、使用
する化学発光体の構成物質および蓄光材の種類によって
異なるため、一律には規定し得ない。例えば、オキサレ
ート含有蛍光液と過酸化水素含有酸化液から成る公知の
化学発光体に蓄光材（ＳｒＡｌ₂Ｏ₄：Ｅｕ²⁺，Ｄｙ³⁺）
を組み合わせた本発明の化学発光体の一例の場合は、後
記の実施例に示す通り、蓄光材の使用量が多くなるに従
って発光輝度が低下する。

【００２３】従って、本発明において、蓄光材の使用量
は、予備実験により、発光輝度の改良効果が奏せられる
範囲を求め、そして、斯かる範囲から最適値を選択する
ことにより決定される。上記の化学発光体の場合は、蛍
光液と酸化液の合計量に対して約２０重量％までの使用
量において、発光輝度の改良効果が発現される。そし
て、上記の使用量の範囲においては使用量が少ない程に
改良効果が大きくなり、例えば約５重量％の使用量で
は、蓄光材未使用の場合に比し、約３．１倍（発光開始
１０分後の値）の改良効果が得られる。なお、蓄光材の
使用量の下限は、通常１重量％程度である。

【００２４】

【実施例】以下、本発明を実施例により更に詳細に説明
するが、本発明は、その要旨を超えない限り、以下の実
施例に限定されるものではない。

【００２５】以下の実施例においては、公知の化学発光
体として、オムニグロー化学発光体株式会社製の商品
「サイリュームケミカルライト」の分解により回収した
オキサレート含有蛍光液と過酸化水素含有酸化液を使用
した。蛍光液と酸化液の回収は、「サイリュームケミカ
ルライト」を遮光袋に保管し、温度２５°、湿度５０％
の恒温恒湿室に７２時間以上放置した後に取り出して行
った。

【００２６】また、蓄光材としては、根本特殊化学株式
の商品「Ｎ夜光」（ＳｒＡｌ₂Ｏ₄：Ｅｕ²⁺，Ｄｙ³⁺）を
使用した。そして、上記の蓄光材は、計量した後、乾燥
剤を入れたデシケータ中で保管し、暗室に７２時間以上
放置し、蓄光エネルギーが残存しない状態で使用した。

【００２７】実施例１ 試験管（内径１６．５ｍｍ、長さ１０５ｍｍ）に酸化液
４．９ｃｃを注入した後、予め分量を計った蓄光材を添
加して攪拌した。次いで、蛍光液４．９ｃｃを注入して
十分に攪拌した。蓄光材の添加量は、２ｇ、１．５ｇ、
１ｇ、０．５ｇ、０．２ｇ、０．１５ｇ、０．１ｇ、
０．０５ｇに変更した。そして、次の方法により、発光
輝度および発光スペクトルを測定した。

【００２８】＜発光輝度および発光スペクトルの測定方
法＞試験管が垂直に保持でき且つ側面に窓部が設けられ
た暗箱と当該暗箱の前記窓部に向けて配置された輝度計
および分光放射計から成る測定システムを恒温恒湿室
（温度２５°、湿度５０％）の暗室にセットし、発光輝
度は、３０秒間隔、発光スペクトルは１５分間隔で測定
した。輝度計には、ミノルタ（株）製のスポットタイプ
一眼レフ方式デジタル「ＬＳ−１１０」を使用し、分光
放射度計には、トプコン（株）製の「ＳＲ−１」を使用
した。

【００２９】表１に蓄光材無添加の化学発光体の発光輝
度を１とした場合の発光輝度の経時変化を、表２に発光
輝度のピーク値の比較を、表３に発光スペクトルの色度
の比較を示す。また、図１に、本発明の化学発光体と従
来の化学発光体との輝度特性の比較を示す。図１中の
（ａ）は、本発明の化学発光体（上記の実施例において
蓄光材添加量が０．０５ｇの場合の化学発光体）の輝度
特性、（ｂ）は、従来の化学発光体（上記の実施例にお
いて使用した「サイリュームケミカルライト」）の輝度
特性である。

【００３０】

【表１】

【００３１】

【表２】

【００３２】

【表３】

【００３３】上記の結果から明らかな通り、従来の化学
発光体に蓄光材を組み合わせることにより、寿命および
発光色が殆ど変わらない状態において発光輝度が向上す
る。すなわち、蓄光材は化学発光体の発光現象を促進す
る効果を有する。

【００３４】

【発明の効果】以上説明した本発明によれば、発光寿命
を短縮せずに発光輝度の向上を図った新規な化学発光体
が提供され、本発明の化学発光体分野への寄与は大き
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の化学発光体（ａ）と従来の化学発光体
（ｂ）との輝度特性の比較を示すグラフ

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 各別に用意され且つ使用の際の混合時に
   化学発光現象を生じる少なくとも２種の液と、これらの
   液の少なくとも１種に混合されているか、または、別途
   に用意され且つ使用の際に上記の各液と混合される蓄光
   材との組み合わせから成ることを特徴とする化学発光
   体。
2. 【請求項２】 可撓性透明容器の内部に少なくとも１個
   の破割性容器が挿入され、各容器には、それぞれ、使用
   の際の混合時に化学発光現象を生じる少なくとも２種の
   液が充填され、これらの液の少なくとも１種には蓄光材
   が混合されている請求項１に記載の化学発光体。
3. 【請求項３】 可撓性透明容器の内部に少なくとも２個
   の破割性容器が挿入され、各容器には、使用の際の混合
   時に化学発光現象を生じる少なくとも２種の液と蓄光材
   とが充填されている請求項１に記載の化学発光体。
4. 【請求項４】 化学発光現象を生じる少なくとも２種の
   液のうち、１種の液（Ａ液）は蛍光液であり、他の１種
   の液（Ｂ液）は酸化液である請求項１〜３の何れかに記
   載の化学発光体。
5. 【請求項５】 蛍光液が少なくともオキサレートと蛍光
   物質とを含有し、酸化液が少なくとも過酸水素を含有す
   る請求項４に記載の化学発光体。
6. 【請求項６】 蛍光液が少なくともオキサレートと蛍光
   物質とフタル酸ジブチルとを含有し、酸化液が少なくと
   も過酸水素とフタル酸ジメチルとを含有する請求項４に
   記載の化学発光体。
7. 【請求項７】 蓄光材が希土類元素で賦活されたストロ
   ンチウムアルミネートである請求項１〜６の何れかに記
   載の化学発光体。
8. 【請求項８】 蓄光材がヨーロピウム（Ｅｕ）とデスプ
   ロシウム（Ｄｙ）で賦活されたストロンチウムアルミネ
   ート（ＳｒＡｌ₂Ｏ₄：Ｅｕ²⁺，Ｄｙ³⁺）である請求項７
   に記載の化学発光体。