JP2006312033A - 可逆熱変色性玩具セット - Google Patents

Abstract

【目的】 使用者が発熱部に直に触れることがないと共に、加熱時における変色過程を視認することができる、安全性及び視覚的効果の高い興趣に富んだ可逆熱変色性玩具セットを提供する。
【構成】 少なくとも一部に可逆熱変色部７１を有する熱変色性カード７と、該熱変色性カード７の可逆熱変色部７１を加熱する加熱装置２とからなる可逆熱変色性玩具セット１であって、前記加熱装置２が、電源と、本体３外面に配置される発熱部４と、該発熱部４外方に隙間部５を形成する透明表示部６とからなり、前記隙間部５に熱変色性カード７を挿入して可逆熱変色部７１を変色させる可逆熱変色性玩具セット１。
【選択図】 図１

Description

本発明は可逆熱変色性玩具セットに関する。更に詳細には、可逆熱変色部を有するカードと、該カードの可逆熱変色部を加熱する加熱装置とからなる可逆熱変色性玩具セットに関する。

従来より、可逆熱変色部を有する形象物やカードと、これらを加熱変色させるための加熱装置からなる玩具セットが幾つか提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。
前記提案において、前記文献１に記載の加熱装置はスタンプ形態を有し、該スタンプの印判部に発熱部を設けてなるものであり、該発熱部を直接可逆熱変色部に当接して変色させるものであるため、使用者が直に発熱部に触れる虞があると共に、加熱時に形象物の変色過程を視認することができないものであった。
また、前記文献２に記載の加熱装置は、加熱部を収容する箱型本体内に可逆熱変色性カードを挿入し、可逆熱変色部を変色させるものであるため、使用者が発熱部に触れることはないものの、加熱変色過程を視認することはできないものであった。
実開昭６２−２０１１７８号公報 実開平４−７７９９９号公報

本発明は、使用者が発熱部に直に触れることがないと共に、加熱時における変色過程を視認することができる、安全性及び視覚的効果の高い興趣に富んだ可逆熱変色性玩具セットを提供しようとするものである。

本発明は、少なくとも一部に可逆熱変色部を有する熱変色性カードと、該熱変色性カードの可逆熱変色部を加熱する加熱装置とからなる可逆熱変色性玩具セットであって、前記加熱装置が、電源と、本体外面に配置される発熱部と、該発熱部外方に隙間部を形成する透明表示部とからなり、前記隙間部に熱変色性カードを挿入して可逆熱変色部を変色させることを特徴とする可逆熱変色性玩具セットを要件とする。
更に、前記加熱装置が、発熱部の温度を制御する制御機構を内蔵すること、前記発熱部が、自己温度制御機能を備えた通電発熱体からなること、前記可逆変色部の変色開始温度が３４℃以上であること、前記透明表示部が、耐熱性透明樹脂部材からなること前記加熱装置が、磁着部又は嵌着部を備えてなることを要件とする。

本発明の請求項１により、使用者が発熱部に直に触れることがなくなると共に、加熱時の変色過程を視認できるので、安全性及び視覚的効果の高い興趣に富んだ可逆熱変色性玩具セットとなる。

請求項２により、加熱装置の温度管理を確実に行うことができるので、より安全性の高いものとなる。

請求項３により、一部材で発熱と温度制御が可能となるので、電力消費量と部品コストを抑制できる。

請求項４により、環境温度や把持状態で変色することなく、着色状態を維持できるので、ゲーム性の高いものとなる。

請求項５により、安全性及び成形性の高い表示体を安価に得られる。

請求項６により、加熱装置を複数台で使用する際や支持台を用いる際、各装置同士や前記支持台に対して確実に接続保持できるので、よりゲーム性の高い玩具となる。

本発明の可逆熱変色性玩具セットは、少なくとも一部に可逆熱変色部を有するカードと、該カードの可逆熱変色部を加熱変色させる加熱装置とからなるものであり、前記加熱装置は、電源と、本体外面に配置される発熱部と、該発熱部外方に隙間部を形成する透明表示部とから構成される。

前記加熱装置の本体外面に配置される発熱部としては、表面が平面状に形成された通電発熱体を直接配設したものや、金属等の熱伝導性の高い平面板の裏面に通電発熱体を配置したもの等が用いられる。
前記通電発熱体としては、抵抗体、セラミックス、面状ヒータ、サーミスタ等、通電により発熱するものであればどのようなものでも用いることができる。

特に、前記発熱部には、自己温度制御機能（特定温度に達すると抵抗値が急激に増加して温度上昇を抑制する機能）を備えた通電発熱体を用いることが好ましい。通電発熱体が自己温度制御機能を有することで、発熱時の温度設定が可能となり電力消費量を抑制できる。
前記通電発熱体としては、汎用のサーミスタ（ＰＴＣサーミスタ）や、酸化錫、酸化鉛及び塩化鉛を主成分とする発熱機能材等が用いられ、可逆熱変色部の変色温度に応じて適宜温度設定される。

前記発熱部の上方には、熱変色性カードを挿入可能な隙間部を形成する透明表示部が設けられ、挿入された熱変色性カードの可逆熱変色部の変色状態を視認できるものとなる。
前記発熱部がカードの面積より小さい場合、透明表示部は発熱部上方のみに設けられる構成であってもよいが、カード全面が視認できるように設けることが好ましい。
前記透明表示部としては、透明、半透明、着色透明性を有するガラス材や樹脂材等が用いられるが、加工性やコスト面から樹脂材が好適に用いられる。特に、より高い安全性を付与するために耐熱性透明樹脂部材を用いることが好ましい。

前記隙間部は、カードの厚さに応じて形成されるものであるが、前記カードを確実に発熱部に当接させて短時間で可逆熱変色部を変色させるために、カード押圧部を透明表示部に設けることもできる。

また、透明表示部を本体と一体に設ける場合、該透明表示部の下方に隙間部を形成する位置に別体の発熱部を設けることにより加熱装置とすることも可能である。
更に、前記本体には、複数の加熱装置を接続できる支持台や、他の加熱装置と接続できるように磁着部又は嵌着部を設けることもできる。

前記電源としては、本体内に電池等のバッテリを内蔵したものや、外部からＡＣアダプタを用いて電力を供給されるもの等が使用される。
前記電源と発熱部（通電発熱体）との間には、温度制御機構を設けることもできる。これにより、経時による発熱部の温度上昇を制御できるので、発熱部の温度を常に好適な温度範囲内で維持でき、より安全性の高いものとなる。
前記温度制御機構としては、コンパレータ等のマイコンやトランジスタ等、汎用のものが用いられる他、通電発熱体としても作用するサーミスタを用いることもできる。

前記加熱装置と共に可逆熱変色性玩具セットに用いられる熱変色性カードには、可逆熱変色部が形成されており、該可逆熱変色部を用いることで下層の隠蔽効果及び温度変化による様相変化を付与するものである。
前記可逆熱変色部は、カード状支持体の少なくとも表面全体又は部分的に可逆熱変色性材料を含有する可逆熱変色層を積層することや、可逆熱変色性材料を含有する樹脂材料を薄板状又はフィルム状に成形することで得られる。

前記可逆熱変色性材料としては、可逆熱変色性組成物を含むものが用いられ、前記組成物は電子供与性呈色性有機化合物と電子受容性化合物と呈色反応を可逆的に生起させる反応媒体の三成分を含む組成物が好適に用いられる。具体的には、特公昭５１−３５４１４号公報、特公昭５１−４４７０６号公報、特開平７−１８６５４０号公報に記載されている可逆熱変色性組成物が挙げられる。
また、本出願人が提案した特公平１−２９３９８号公報に記載した如き、温度変化による色濃度−温度曲線に関し、３℃以下のヒステリシス幅をもつ、高感度の可逆熱変色性組成物が挙げられる。
前記は所定の温度（変色点）を境としてその前後で変色し、変化前後の両状態のうち常温域では特定の一方の状態しか存在しえない。即ち、もう一方の状態は、その状態が発現するのに要する熱又は冷熱が適用されている間は維持されるが、前記熱又は冷熱の適用がなくなれば常温域で呈する状態に戻る、所謂、温度変化による温度−色濃度について小さいヒステリシス幅（ΔＨ）を示して変色するタイプである。
又、本出願人が提案した特公平４−１７１５４号公報に記載されている、大きなヒステリシス特性を示して変色する感温変色性色彩記憶性組成物、即ち、温度変化による着色濃度の変化をプロットした曲線の形状が、温度を変色温度域より低温側から温度を上昇させていく場合と逆に変色温度より高温側から下降させていく場合とで大きく異なる経路を辿って変色するタイプの変色材であり、低温側変色点と高温側変色点の間の常温域において、前記低温側変色点以下又は高温側変色点以上の温度で変化させた状態を記憶保持できる特徴を有する可逆熱変色性組成物も有効である。

又、加熱発色型の組成物として、消色状態からの加熱により発色する、本出願人の提案による、電子受容性化合物として、炭素数３乃至１８の直鎖又は側鎖アルキル基を有する特定のアルコキシフェノール化合物を適用した系（特開平１１−１２９６２３号公報、特開平１１−５９７３号公報）、或いは特定のヒドロキシ安息香酸エステルを適用した系（特開２００１−１０５７３２号公報）を挙げることができる。更には、没食子酸エステル等を適用した系（特開２００３−２５３１４９号公報）等を応用できる。

前記した可逆熱変色性組成物は、そのままの適用でも有効であるが、マイクロカプセルに内包して使用するのが好ましい。それは、種々の使用条件において可逆熱変色性組成物は同一の組成に保たれ、同一の作用効果を奏することができるからである。
前記マイクロカプセルに内包させることにより、化学的、物理的に安定なマイクロカプセル顔料を構成でき、粒子径０．１〜３０μｍ、好ましくは０．５〜１０μｍの範囲が実用性を満たす。
尚、マイクロカプセル化は、従来より公知の界面重合法、ｉｎ Ｓｉｔｕ重合法、液中硬化被覆法、水溶液からの相分離法、有機溶媒からの相分離法、融解分散冷却法、気中懸濁被覆法、スプレードライング法等があり、用途に応じて適宜選択される。更にマイクロカプセルの表面には、目的に応じて二次的な樹脂皮膜を設けて耐久性を付与させたり、表面特性を改質させて実用に供することもできる。

可逆熱変色層とする場合、前記熱変色性材料は、塗膜形成材料となるバインダーを含む媒体中に分散されて、インキ、塗料などの色材としてカード状支持体に直接積層したり、シール部材に積層して貼付することにより可逆熱変色層を形成できる。その際、前記色材中に非熱変色性着色剤を添加することも可能である。
前記における熱変色性材料は、バインダー中に０．５〜４０重量％、好ましくは１〜３０重量％含有させることができる。０．５重量％未満の配合量では鮮明な熱変色効果を視覚させ難いし、４０重量％を越えると、過剰であり、消色状態において残色を生じる。

前記バインダーとしては、透明状の膜形成樹脂が好適であり、従来より汎用の各種バインダーが適用できる。具体的には、アイオノマー樹脂、イソブチレン−無水マレイン酸共重合樹脂、アクリロニトリル−アクリリックスチレン共重合樹脂、アクリロニトリル−スチレン共重合樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合樹脂、アクリロニトリル塩素化ポリエチレン−スチレン共重合樹脂、エチレン−塩化ビニル共重合樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂、エチレン−酢酸ビニル−塩化ビニルグラフト共重合樹脂、塩化ビニリデン樹脂、塩化ビニル樹脂、塩素化塩化ビニル樹脂、塩化ビニル−塩化ビニリデン共重合樹脂、塩素化ポリエチレン樹脂、塩素化ポリプロピレン樹脂、ポリアミド樹脂、高密度ポリエチレン樹脂、中密度ポリエチレン樹脂、リニヤ低密度ポリエチレン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、ハイインパクトポリスチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリメチルスチレン樹脂、ポリアクリル酸エステル樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、エポキシアクリレート樹脂、アルキルフェノール樹脂、ロジン変性フェノール樹脂、ロジン変性アルキド樹脂、フェノール樹脂変性アルキド樹脂、エポキシ樹脂変性アルキド樹脂、スチレン変性アルキド樹脂、アクリル変性アルキド樹脂、アミノアルキド樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル樹脂、スチレン−ブタジエン樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、酢酸ビニル系エマルジョン樹脂、スチレン−ブタジエン系エマルジョン樹脂、アクリル酸エステル系エマルジョン樹脂、水溶性アルキド樹脂、水溶性メラミン樹脂、水溶性尿素樹脂、水溶性フェノール樹脂、水溶性エポキシ樹脂、水溶性ポリブタジエン樹脂、酢酸セルローズ、硝酸セルローズ、エチルセルローズ等を挙げることができる。

前記可逆熱変色層は、従来より公知の方法、例えば、スクリーン印刷、オフセット印刷、グラビヤ印刷、コーター、タンポ印刷、転写等の印刷手段、刷毛塗り、スプレー塗装、静電塗装、電着塗装、流し塗り、ローラー塗り、浸漬塗装等の手段により形成することができる。

更に、前記可逆熱変色層を保護することや、下層に対する隠蔽性を向上させることを目的として、透明性樹脂層や金属光沢層を設けることができる。
前記透明性樹脂層は、従来より汎用の各種樹脂フィルムを貼付したり、樹脂を含有する液状組成物を塗布することで積層される。
また、前記金属光沢層としては、天然雲母、合成雲母、偏平ガラス片、酸化珪素、又は薄片状酸化アルミニウムから選ばれる材料を芯物質とし、金属酸化物で被覆した金属光沢顔料或いはコレステリック液晶型光輝性顔料をバインダー樹脂に分散状態に固着させた層が用いられる。
前記透明性樹脂層や金属光沢層は、厚み等を適宜調整して用いることができる。

また、前記した各層或いは外層に光安定剤層を適宜設けることができる。具体的には、前記光安定剤層は紫外線吸収剤、酸化防止剤、老化防止剤、一重項酸素消光剤、スーパーオキシドアニオン消光剤、オゾン消色剤、可視光線吸収剤、赤外線吸収剤から選ばれる光安定剤を分散状態に固着した層であり、前記透明性樹脂層を光安定剤層とすることもできる。
更に、着色剤、金属粉、老化防止剤、帯電防止剤、極性付与剤、揺変性付与剤、消泡剤等を必要に応じて、各層に添加して機能を向上させることもできる。

本発明の実施例を以下の図面に従って説明する。また、可逆熱変色層を構成する組成中の部は重量部を表す。尚、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。

実施例１
図１は本発明の可逆熱変色性玩具セット１の斜視図である。
可逆熱変色性玩具セット１は、加熱装置２と熱変色性カード７とから構成されており、前記加熱装置２の本体３内には、電源となる乾電池と、該電源に接続される発熱抵抗体と、該発熱抵抗体へ供給される電力量を制御する制御機構とからなる回路が内蔵されている。また、外部よりＡＣアダプタを用いて電力を供給するための端子を備え、電源回路に接続されている。
前記制御機構はトランジスタからなり、発熱抵抗体が一定温度以上になると通電が解除されるものである。

本体３の上面には、スイッチ３１及び平面状発熱部４が配置され、該発熱部４上方には、熱変色性カード７を１枚挿入できる幅の隙間部５を形成するように透明表示部６が設けられている。また、側面には、磁石を内蔵する凸状及び凹状の磁着部３２がそれぞれ一箇所ずつ設けられている。

前記発熱部４は、アルミニウム板により形成され、裏面には前記発熱抵抗体が設置されているので、熱伝導性が高い発熱部４として機能するものとなる。

前記発熱部４の上方に設けられる透明表示部６は、カード挿入方向を波状に成形した、厚さ２ｍｍのスチレン−ブタジエン共重合樹脂から形成されており、幅１ｍｍの隙間部５を形成するように配置される。また、前記隙間部５の閉鎖側両端部には、カードを一定の位置まで挿入した状態で係止するための係止部３３が設けられている。

前記熱変色性カード７は、両面に種々の像や文字（印刷部７２）が印刷された合成紙からなり、カード７の表面には、前記像を隠蔽するように可逆熱変色層７１が部分的に積層されている。
前記可逆熱変色層は、３５℃以上で無色、３０℃以下で黒色を呈する可逆熱変色性マイクロカプセル顔料４０部、エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂エマルジョン５７部、増粘剤２部、及び消泡剤１部を均一に攪拌分散させて得られた可逆熱変色性インキをスクリーン印刷した後、前記可逆熱変色性インキ上に、金属光沢顔料（商品名：ルミナレッド、エンゲルハード社製）２０部、エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂エマルジョン７７部、増粘剤２部、及び消泡剤１部を均一に攪拌分散させて得た金属光沢インキを用いて、スクリーン印刷により金属光沢層を設け、更に金属光沢層の表面に厚さ２０μｍの透明ＰＰフィルムをラミネート処理することで得られる。

前記加熱装置２のスイッチ３１を入れて発熱部４を加温した後、前記熱変色性カード７を隙間部５に挿入することで、可逆熱変色性玩具セット１は使用される（図２）。
その際、前記可逆熱変色層７１は、室温（２５℃）ではメタリック調の黒色を呈していたものが、加熱装置２により３５℃以上に加温されると透明化して隠蔽されていた下層の像が視認できるものとなった。また、加熱装置２から取り外すと、３０℃未満で再びメタリック調の黒色を呈し、像は隠蔽された。前記変色挙動は繰り返し再現することができ、玩具としての興趣に富んだものとなる。

また、前記加熱装置２（内蔵するトランジスタを５５℃以上で通電解除されるように設定した場合）は、市販のアルカリ乾電池６本を用いた際の連続使用（発熱）時間が３０分であった。

実施例２
実施例１の加熱装置２に内蔵される回路のうち、発熱抵抗体と該発熱抵抗体へ供給される電力量を制御する制御機構（トランジスタ）を、ＰＴＣサーミスタに取り替えた以外は同様の構造及び構成で可逆熱変色性玩具セット１を得た。

前記加熱装置２のスイッチ３１を入れて発熱部４を加温した後、前記熱変色性カード７を隙間部５に挿入することで、カード７の可逆熱変色層７１は、室温（２５℃）ではメタリック調の黒色を呈していたものが、加熱装置２により３５℃以上に加温されると透明化して隠蔽されていた下層の像が視認できるものとなった。また、加熱装置２から取り外すと、３０℃未満で再びメタリック調の黒色を呈し、像は隠蔽された。前記変色挙動は繰り返し再現することができ、玩具としての興趣に富んだものとなる。
特に、前記加熱装置２のスイッチ３１を入れて、発熱部４を一定温度まで上昇させるために要する時間が、実施例１の構成よりも短縮された。

また、前記加熱装置２（内蔵するＰＴＣサーミスタを５５℃に設定した場合）は、市販のアルカリ乾電池６本を用いた際の連続使用（発熱）時間が９０分であった。

本発明の可逆熱変色性玩具セットの実施例を示す斜視図である。 図１の使用状態を示す斜視図である。

符号の説明

１ 可逆熱変色性玩具セット
２ 加熱装置
３ 本体
３１ スイッチ
３２ 磁着部
３３ 係止部
４ 発熱部
５ 隙間部
６ 透明表示部
７ 熱変色性カード
７１ 可逆熱変色層
７２ 印刷部

Claims (6)

1. 少なくとも一部に可逆熱変色部を有する熱変色性カードと、該熱変色性カードの可逆熱変色部を加熱する加熱装置とからなる可逆熱変色性玩具セットであって、前記加熱装置が、電源と、本体外面に配置される発熱部と、該発熱部外方に隙間部を形成する透明表示部とからなり、前記隙間部に熱変色性カードを挿入して可逆熱変色部を変色させることを特徴とする可逆熱変色性玩具セット。
2. 前記加熱装置が、発熱部の温度を制御する制御機構を内蔵することを特徴とする請求項１記載の可逆熱変色性玩具セット。
3. 前記発熱部が、自己温度制御機能を備えた通電発熱体からなることを特徴とする請求項１又は２に記載の可逆熱変色性玩具セット。
4. 前記可逆変色部の変色開始温度が３４℃以上であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の可逆熱変色性玩具セット。
5. 前記透明表示部が、耐熱性透明樹脂部材からなることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の可逆熱変色性玩具セット。
6. 前記加熱装置が、磁着部又は嵌着部を備えてなることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の可逆熱変色性玩具セット。

Images