JP2003065849A - 色変化表示体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 紫外線が強いことを視覚的に認識させる色変
化表示体を提供する。 【解決手段】 色変化表示体はその一部領域に有機フォ
トクロミック物質を含むフォトクロミック性粒状物が混
入されており、紫外線が強い環境下においたとき部分的
に変色し、変色しない部分との色の対比により紫外線が
強いことを視覚的に認識させる。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００1 】 【発明の属する技術分野】本発明は紫外線が強い環境化
下においたとき変色して紫外線が強いことを視覚的に認
識させる色変化表示体に関する。 【０００２】 【従来の技術】太陽光線に含まれる紫外線は皮膚に有害
であり特に３００ｎｍ以下の光は皮膚に特に有害である
ことは知られている。そのため日中は日傘を差して外出
したり、或いは安息香酸誘導体、ケイ皮酸誘導体、クマ
リン誘導体等を含む日焼け止めを皮膚に塗布したりして
いる。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】日常は太陽が輝ってい
て暑いということを体感しても、また紫外線が有害であ
ることは分かっていても常にそのことを認識して行動し
ているわけではない。そのため太陽が輝っているところ
を日傘を差さないで長時間歩いたり或いは日焼け止めを
皮膚に塗布しないで海水浴にいったりしてしまうことが
ある。 【０００４】本発明の目的は、紫外線が強いことを視覚
的に認識させる色変化表示体を提供することである。 【０００５】 【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、上記の課題を解決するもので、透明なプラスチック
成形品の一部領域に有機フォトクロミック物質が混入さ
れており、紫外線が強い環境下においたとき部分的に変
色し、変色しない部分との色の対比により紫外線が強い
ことを視覚的に認識させることを特徴とする色変化表示
体を要旨とする。 【０００６】本発明の色表示体を外出時に携帯し日光に
曝して色が変化するのを見て紫外線が強いことを視覚的
に認識して日傘を差すとか或いは幼児をうば車に乗せて
いるときは幌で覆いをする等の対策を取ることができ
る。 【０００７】 【発明の実施の形態】図１は本発明の色変化表示体の実
施態様を示す。この色変化表示体１は人が手足を広げた
形を模したプラスチック成形体２であって、該成形品２
の一部領域３に有機フォトクロミック物質を含むフォト
クロミック性粒状物４が混入されており、紫外線が強い
環境下においたとき部分的に変色し、変色しない部分と
の色の対比により紫外線が強いことを視覚的に認識させ
るものである。尚、図１において５はフォトクロミック
性粒状物４を含まない部分を示す。 【０００８】図２に示すように、色変化表示体１を日光
があたるところにおいたときフォトクロミック性粒状物
４を含む領域３は変色し、フォトクロミック性粒状物４
を含まない部分５は変色しないので変色した部分と変色
しない部分の色の対比により紫外線が強いことを視覚的
に認識することができる。尚、図１、図２においてフォ
トクロミック性粒状物４を見えるように書いているが実
際にはフォトクロミック性粒子は透明であり視認できな
い。 【０００９】本発明においてフォトクロミック性粒状物
は有機フォトクロミック物質並びに分子量２００以上の
アルコール及び／又は分子量３００以上のエステルを熱
硬化性樹脂と混合して粒状化し、得られる粒状物を親水
性高分子化合物で被覆してなるものである。このフォト
クロミック性粒状物を、ワックス中に実質的に均一に分
散させてプラスチック用フォトクロミック性マスターバ
ッチを形成する。このマスターバッチを成形用プラスチ
ックと混合し、成形することによりフォトクロミック性
成形品を得ることができる。ここにおいて成形用プラス
チックとしては公知のものを適用することができ、例え
ば、スチレン樹脂、オレフィン樹脂、ポリ塩化ビニル、
ポリメタクリル酸メチル、ポリフェニレンオキシド、ポ
リアミド、ポリカーボネート、ポリアセタール、塩化ビ
ニリデン樹脂、ポリエチレンテレフタレート等の熱可塑
性樹脂等を挙げることができる。 【００１０】本発明において使用する有機フォトクロミ
ック物質としては、公知のものが使用でき、例えば
１′，３′，３′−トリメチルスピロ（２Ｈ− 1−ベン
ゾピラン−２，２′−インドリン）、１′，３′，３′
−トリメチルスピロ−８−ニトロ（ 2Ｈ− 1−ベンゾピ
ラン−２，２′−インドリン）、１′，３′，３′−ト
リメチル− 6−ヒドロキシスピロ−（２Ｈ−１−ベンゾ
ピラン−２，２′−インドリン）、１，３，３−トリメ
チルスピロ［インドリノ−２，３′−（３Ｈ）ナフト
（２，１−ｂ）（１，４）−オキサジン］、５−メトキ
シ−１，３，３−トリメチルスピロ［インドリノ−２，
３′−（３Ｈ）ナフト（２，１−ｂ）（１，４）−オキ
サジン］、５−クロル−１，３，３−トリメチルスピロ
［インドリノ−２，３′−（３Ｈ）ナフト（２，１−
ｂ）（１，４）−オキサジン］等のスピロピラン系化合
物及びスピロナフトオキサジン系化合物、アゾベンゼン
系化合物、チオインジゴ系化合物、フルギド系化合物、
トリフェニル系化合物、ビオロゲン系化合物、サリチリ
ジアニル系化合物等を挙げることができる。これらの中
でも、スピロピラン系化合物、スピロナフトオキサジン
系化合物、フルギド系化合物等が特に好ましい。 【００１１】これらの有機フォトクロミック物質は単独
で或いは２種以上を併用して使用することができる。そ
の配合量は広い範囲に亘ることができるが、通常有機フ
ォトクロミック物質と溶剤（アルコール及び／又はエス
テル）の合計量の１〜１５重量％程度、好ましくは３〜
１０重量％程度とすればよい。 【００１２】有機フォトクロミック物質の溶剤として、
分子量が２００以上、好ましくは２００〜４００程度の
アルコール及び／又は分子量が３００以上、好ましくは
３００〜９００程度のエステルを使用することにより、
有機フォトクロミックに、広い温度範囲に亘って安定し
た光応答性を付与することができる。 【００１３】アルコール類としては分子量が２００以上
であれば特に制限されず、例えば、ミリスチルアルコー
ル、セチルアルコール、ステアリルアルコール、イソス
テアリルアルコール、オレイルアルコール、ドコシルア
ルコール等の脂肪族アルコール類等を挙げることができ
る。アルコール類は、単独で或いは２種以上を併用し使
用できる。 【００１４】エステル類としても分子量が３００以上で
あれば特に制限されず、例えばデシルカプリレート、ミ
リスチルラウレート、デシルパルミテート、ジノニルフ
タレート等のモノ又はジカルボン酸エステル類、燐酸ト
リクレシル等の燐酸エステル類等を挙げることができ
る。エステル類は、単独で或いは２種以上を併用して使
用することができる。 【００１５】前記フォトクロミック性粒状物は、例えば
以下のようにして製造することができる。 【００１６】先ず有機フォトクロミック物質を分子量２
００以上のアルコール及び／又は分子量３００以上のエ
ステルに加熱溶解し油状物を得る。 【００１７】この油状物を、乳化剤を含む熱水中に投入
して攪拌乳化し油滴とし、Ｏ／Ｗエマルションを形成す
る。この際、油滴の粒径が１〜３０μｍ程度、好ましく
は４〜８μｍ程度となるように、攪拌速度を調整するの
が好ましい。乳化剤としては公知のものが使用でき、例
えばアルキルスルフォン酸塩、アルキルナフタレンスル
フォン酸塩等の陰イオン界面活性剤、各種の陽イオン界
面活性剤、非イオン界面活性剤等が挙げられる。 【００１８】次に、このＯ／Ｗエマルションに熱硬化性
樹脂を混合する。混合は、酸性触媒の存在下又は存在し
ない状態下で、加熱及び攪拌下に行われる。加熱は８０
〜９０℃程度にて約１〜３時間行えばよい。ここにおい
て用いられる熱硬化性樹脂としては例えばポリウレタ
ン、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、フ
ラン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、エポキシフタレー
ト樹脂等が挙げられる。これらの熱硬化性樹脂の中で特
に好ましいものはエポキシ樹脂、メラミン樹脂、エポキ
シフタレート樹脂等である。熱硬化性樹脂の添加量は特
に制限されないが、通常油状物１００重量部に対して熱
硬化性樹脂を１０〜４０重量部程度、好ましくは１５〜
２５重量部程度配合すればよい。また酸触媒は例えば過
酸化物、有機酸又は金属塩等が挙げられる。 【００１９】前記のようにして得た粒状物の表面に、更
に親水性高分子化合物を被覆する。この被覆は例えば粒
状物を親水性高分子化合物の水溶液に加え、これに攪拌
しながらゲル剤を加えて行われる。ここにおいて、親水
性高分子化合物とは酸、アルカリ電解質、重金属、アル
デヒド類又は相対イオン性物質によって凝固するもので
あり、例えばアルギン酸塩、ピクチン等の天然高分子化
合物、カルボキシメチル繊維素、ポリマレイン酸共重合
物等を挙げることができる。親水性高分子化合物は、単
独で或いは２種以上を併用して使用することができる。
親水性高分子化合物の配合量は特に制限されずに広い範
囲から適宜選択できるが、前記した粒状物１００重量部
に対して通常５〜３０重量部程度、好ましくは１０〜２
０重量部程度とすればよい。また、ゲル化剤としては、
酸、アルカリ電解質、重金属、アルデヒド及び相対イオ
ン性物質を使用することができる。これにより、粒状物
表面に親水性高分子化合物の凝固皮膜が形成されフォト
クロミック性粒状物が得られる。 【００２０】上記のようにして得たフォトクロミック性
粒状物を溶融したワックス中に分散させ得られた溶融混
合物をペレット化することによりマスターバッチを得る
ことができる。ここにおいて用いられるワックスに関し
ては特に制限はないが、融点が通常５０〜１８０℃程
度、好ましくは７０〜１５０℃程度であり、溶融粘度が
通常１００〜５００００ｃｐｓ程度、好ましくは５００
〜２００００ｃｐｓ程度であり且つプラスチックとの相
溶性に優れるものが好ましく、例えばパラフィンワック
ス、マイクロクリスタリンワックス、ポリスチレンワッ
クス、モンタンワックス、ポリエチレンワックス、ポリ
プロピレンワックス等を挙げることができる。好適なワ
ックスは、得られるマスターバッチを混練して成形する
プラスチック（以下成形用プラスチックという）との親
和性を考慮して樹脂毎に適宜選択される。ワックスは単
独で或いは２種以上を併用して使用することができる。
ワックスの配合量は特に制限はないが、通常フォトクロ
ミック材料１００重量部に対して１００〜５００重量部
程度、好ましくは２００〜４００重量部程度とすればよ
い。 【００２１】フォトクロミック性粒状物をワックス中に
分散させる際にワックスと共に熱可塑性樹脂を併用して
もよい。熱可塑性樹脂としては成形用プラスチックと親
和性を有するものが用いられる。例えば成形用プラスチ
ックがスチレン系樹脂の場合には、ワックスと併用され
る熱可塑性樹脂は、ポリスチレン、アクリロニトリル・
スチレン共重合樹脂、ブタジエン・スチレン共重合樹脂
等のスチレン系樹脂であり、また成形用プラスチックが
オレフィン樹脂である場合には、ポリエチレン、ポリプ
ロピレン、ポリブテン、ポリメチルペンチル等のオレフ
ィン系樹脂であるのが望ましい。その中でも、メルトフ
ローレート値が３g/１０分以上のものが好ましく、１０
０g/１０分以上のものが特に好ましい。ワックスと併用
する熱可塑性樹脂の配合量は特に制限されないが、通常
フォトクロミック材料１００重量部に対して８００重量
部を超えない程度、好ましくは４００重量部を超えない
程度とすればよい。 【００２２】尚、フォトクロミック性粒状物中及びマス
ターバッチ中には紫外線吸収剤、光安定剤、酸化防止
剤、帯電防止剤、界面活性剤等を配合することもでき
る。また、マスターバッチの配合量は、通常成形用プラ
スチック１００重量部に対して１〜５０重量部程度、好
ましくは５〜３０重量部程度とすればよい。 【００２３】図３は図１に示す色変化表示体の製造過程
を示す。先ず図３（ａ）に示すように、フォトクロミッ
ク性成形部分６を上記マスターバッチを含む成形用プラ
スチックを用いて射出成形により形成する。次いで図３
（ｂ）に示すように、得られたフォトクロミック性成形
部分６を色変化表示体の成形用金型７の中に入れてマス
ターバッチを含まない成形用プラスチックを用いて残り
の部分を射出成形により形成し、フォトクロミック性成
形部分６と成形用プラスチックを成形してなる部分８が
一体化した成形品を得る。 【００２４】図４は本発明の第２の実施態様を示す。こ
の実施態様の色変化表示体１１は透明なオレフィン系樹
脂フィルム上にフォトクロミック性粒状物を含むワック
ス型インキを用いてスクリーン印刷法等により印刷を行
ってフォトクロミック性部分を形成し、且つ通常の印刷
インキを用いてその他の部分に絵柄を印刷してなるフィ
ルムを射出成形型内に挿入し前記フィルム上に透明な成
形用プラスチックを射出して所謂インサート成形を行っ
てなるもので、図において１２はフォトクロミック性粒
状物を含む領域を示し、また１３はフォトクロミック性
粒状物を含まない部分を示し、後者には印刷絵柄１４が
形成されている。 【００２５】図５に示すように、色変化表示体１１を日
光があたるところにおいたときフォトクロミック性粒状
物を含む領域１２は変色し、フォトクロミック性粒状物
を含まない部分１３は変色しないので変色した部分と変
色しない部分の色の対比により紫外線が強いことを視覚
的に認識することができる。 【００２６】図６は図４に示す色変化表示体１１の製造
過程を示す。先ず図６（ａ）に示すように透明なオレフ
ィン系樹脂フィルム１５を用意する。そして図６（ｂ）
に示すように、オレフィン系樹脂フィルム１５上にフォ
トクロミック性粒状物を含むワックス型インキを用いて
スクリーン印刷法等により印刷を行ってフォトクロミッ
ク性粒状物を含む印刷皮膜１６を形成し、且つ通常の印
刷インキを用いてその他の部分に絵柄１４を印刷してな
るフィルム１７を得る。次いでこのフィルム１７を射出
成形型１８内に挿入し前記フィルム１７上に透明な成形
用プラスチックを射出して所謂インサート成形を行うこ
とにより色変化表示体１１を得る。 【００２７】本発明の色変化表示体はプレミアム、キー
ホルダー、ワッペン、乳母車等に取り付ける幼児用玩具
の形態で利用することができる。また紫外線の強度に比
例した濃度の濃度スケールを付けてもよい。 【００２８】以下に実施例を挙げて本発明につき説明す
る。以下の実施例において、「部」とあるのは、「重量
部」を意味する。 【００２９】（実施例１）２，５−ジメチルフリル−ト
リメチル−フルギド１０部をジフェニルフタレート１１
０部に溶解した溶液を、デモールＮ［乳化剤、花王
（株）製］８部を含む９０℃の熱水中に投入攪拌し、攪
拌速度を調節して平均粒径５μｍの乳化物（油滴）を得
た。乳化状態が安定した時点で、攪拌下に５０％メチロ
ールメラミン水溶液３０部を加え、次いで１０％塩化ア
ンモン（酸触媒）４部を加え９０℃で１時間攪拌し、粒
状物を得た。これを取り出し、電気熱風乾燥機にて１２
０℃で２時間熱処理して完全に固化させた。得られた粒
状物を３％ポリビニールアルコール水溶液４００部中に
分散し、これに１０％カルボキシメチルセルロース水溶
液２４０部を加え、強攪拌下１０％塩化カルシウム水溶
液２５部を加え、強攪拌下１０％塩化カルシウム水溶液
２５部を徐々に滴下した。このようにして、外層をカル
ボキシメチルセルロースで被覆されたフォトクロミック
材料（Ｉ）を得た。 【００３０】上記のようにして得られたフォトクロミッ
ク材料（Ｉ）１５部、ハイマー−ＳＴ−９５［ポリスチ
レンワックス、三洋化成（株）製］４０部、ノバテック
スＥＴ−００８［ポリプロピレン樹脂、三菱化成工業
（株）製］４５部をＶ型タンブラーにて混合した後、水
中カット方式のペレット製造装置にてペレット化し、マ
スターバッチを製造した。 【００３１】得られたマスターバッチ２０部及びノバテ
ックスＥＴ−００８［ポリプロピレン樹脂、三菱化成工
業（株）製］８０部を、タンブルミキサーにて混合後、
射出成形機にて成形温度２３０℃、金型温度７０℃、射
出圧力１２００ｋｇ／ｃｍ²の条件下に成形し、図３
（ａ）に示すような色変化表示体の一部を構成する成形
品を得た。 【００３２】この成形品を色変化表示体の金型内に挿入
し、ノバテックスＥＴ−００８［ポリプロピレン樹脂、
三菱化成工業（株）製］を射出成形機にて成形温度２３
０℃、金型温度７０℃、射出圧力１２００ｋｇ／ｃｍ²
の条件下に金型内に射出してフォトクロミック性成形部
分と成形用プラスチックを成形してなる部分が一体化し
た複合成形品を得た。 【００３３】上記のようにして得た複合成形品を日光が
あたるところにおいたときフォトクロミック性粒状物を
含む領域は赤紫色に変色し、フォトクロミック性粒状物
を含まない部分は変色せず透明なままであるので、変色
した部分と変色しない部分の色の対比により紫外線が強
いことを視覚的に認識することができた。 【００３４】（実施例２）２，５−ジメチルフリル−ト
リメチル−フルギド１０部をジフェニルフタレート１１
０部に溶解した溶液を、デモールＮ［乳化剤、花王
（株）製］８部を含む９０℃の熱水中に投入攪拌し、攪
拌速度を調節して平均粒径５μｍの乳化物（油滴）を得
た。乳化状態が安定した時点で、攪拌下に５０％メチロ
ールメラミン水溶液３０部を加え、次いで１０％塩化ア
ンモン（酸触媒）４部を加え９０℃で１時間攪拌し、粒
状物を得た。これを取り出し、電気熱風乾燥機にて１２
０℃で２時間熱処理して完全に固化させた。得られた粒
状物を３％ポリビニールアルコール水溶液４００部中に
分散し、これに１０％カルボキシメチルセルロース水溶
液２４０部を加え、強攪拌下１０％塩化カルシウム水溶
液２５部を加え、強攪拌下１０％塩化カルシウム水溶液
２５部を徐々に滴下した。このようにして、外層をカル
ボキシメチルセルロースで被覆されたフォトクロミック
材料（Ｉ）を得た。 【００３５】次いで上記のようにして得たフォトクロミ
ック材料（Ｉ）を含むワックス型インキを調整した。そ
してポリプロピレンフィルム上に図６（ｃ）に示すよう
にポリプロピレンフィルムの中央に人の顔を通常の印刷
インキを用いてスクリーン印刷により印刷し、更にその
周囲に上記のフォトクロミック材料（Ｉ）を含むワック
ス型インキを用いてスクリーン印刷法により印刷を行っ
てフォトクロミック性粒状物を含む印刷皮膜を形成し、
フォトクロミック性粒状物を含む印刷皮膜付きフィルム
を得た。 【００３６】次いでこのフォトクロミック性粒状物を含
む印刷皮膜付きフィルムを金型内に挿入しこのフィルム
の上にノバテックスＥＴ−００８［ポリプロピレン樹
脂、三菱化成工業（株）製］を射出成形機にて成形温度
２３０℃、金型温度７０℃、射出圧力１２００ｋｇ／ｃ
ｍ² の条件下に金型内に射出して所謂インサート成形を
行うことにより色変化表示体を得た。 【００３７】上記のようにして得た複合成形品を日光が
あたるところにおいたときフォトクロミック性粒状物を
含む領域は赤紫色に変色し、フォトクロミック性粒状物
を含まない部分は変色せず透明なままであるので、変色
した部分と変色しない部分の色の対比により紫外線が強
いことを視覚的に認識することができた。 【００３８】 【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明の色変
化表示体はプラスチック成形品の一部領域に有機フォト
クロミック物質を含むフォトクロミック性粒状物が混入
されており、紫外線が強い環境下においたとき部分的に
変色し、変色しない部分との色の対比により紫外線が強
いことを視覚的に認識させるものであるので、この色表
示体は日光があたるところにおいたときフォトクロミッ
ク性粒状物を含む領域は変色し、フォトクロミック性粒
状物を含まない部分は変色しないので変色した部分と変
色しない部分の色の対比により紫外線が強いことを視覚
的に認識することができる。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の色変化表示体の平面図である。 【図２】図１に示す色変化表示体を日光があたるところ
においたときに一部変色した状態を示す平面図である。 【図３】図１の色変化表示体の製造過程を示し、（ａ）
はフォトクロミック性成形部分の平面図、（ｂ）はフォ
トクロミック性成形部分を金型内に入れて色変化表示体
を成形する過程を示す平面図である。 【図４】本発明の色変化表示体の別の実施態様の平面図
である。 【図５】図４に示す色変化表示体を日光があたるところ
においたときに一部変色した状態を示す平面図である。 【図６】図４の色変化表示体の製造過程を示し、（ａ）
はポリプロピレンフィルムの平面図、（ｂ）はフォトク
ロミック性成形部分の平面図、（ｂ）はフォトクロミッ
ク性粒状物を含む印刷皮膜付きフィルムの平面図、
（ｃ）は金型内にフォトクロミック性粒状物を含む印刷
皮膜付きフィルムをいれてインサート成形をしている状
態を示す平面図である。 【符号の説明】 １、１１ 色変化表示体 ２ プラスチック成形体 ３ プラスチック成形品２の一部領域 ４ 有機フォトクロミック物質を含むフォトクロミッ
ク性粒状物 ５ フォトクロミック性粒状物４を含まない部分 ６ フォトクロミック性成形部分 ７、１８ 金型 ８ フォトクロミック性粒状物４を含まない成形用プ
ラスチックを成形してなる部分 １２ フォトクロミック性粒状物を含む領域 １３ フォトクロミック性粒状物を含まない部分 １４ 印刷絵柄 １５ ポリプロピレンフィルム １６ フォトクロミック性粒状物を含む印刷皮膜 １７ フォトクロミック性粒状物を含む印刷皮膜付き
フィルム

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 プラスチック成形品の一部領域に有機フ
   ォトクロミック物質を含むフォトクロミック性粒状物が
   混入されており、紫外線が強い環境下においたとき部分
   的に変色し、変色しない部分との色の対比により紫外線
   が強いことを視覚的に認識させることを特徴とする色変
   化表示体。