JP2019001085A - シート体 - Google Patents

Abstract

【課題】色が変化する機能をより確実に発揮することができ、かつ、色が変化した状態をより長時間維持できるシート体を提供する。
【解決手段】シート体１０は、温度によって視認される色が変化する可変色層１３と、少なくとも可変色層１３と重なる位置に配置され、力が加えられると熱を放出する蓄熱層１２とを備える。これにより、シート体１０に力を加えると、蓄熱層１２が熱を放出して、可変色層１３の色が変化して視認可能である。
【選択図】図１

Description

本発明は、色が変化する可変色部を備えたシート体に関するものである。

温度によって色が変化する示温インキ（サーモクロミックインキ）が従来から知られている（特許文献１参照）。
また、温度によって発光色が変化する蛍光体も開示されている（特許文献２参照）。

これら示温インキや蛍光体を利用する場合、色の変化をさせるためには、外部から熱を与える必要があった。例えば、指等で触れて人体の体温により該当物を温めることにより、温度変化させて色の変化をさせていた。
しかし、示温インキや蛍光体を備えたシート体は、熱を保持することができる時間が僅かであり、例えば、指を離した瞬間は色の変化を視認することができるが、直ぐに元の温度に戻ってしまい、使い勝手が悪かった。また、低温環境下では、人体の体温で温めることが難しい場合もあり、色が変化する機能を利用できないおそれがあった。

特許第３９６３２４０号公報 長谷川靖哉、″温度変化を感知 カメレオン発光体″、［online］、２０１３年５月１０日、北海道大学 PRESS RELEASE、［平成２７年５月３１日検索］、インターネット〈URL：http://www.hokudai.ac.jp/news/130510_pr_eng.pdf〉

本発明の課題は、色が変化する機能をより確実に発揮することができ、かつ、色が変化した状態をより長時間維持できるシート体を提供することである。

本発明は、以下のような解決手段により、前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために、本発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、これに限定されるものではない。

第１の発明は、温度によって視認される色が変化する可変色部（１３，２３，３３，４４ｃ，５４ｃ，６３，７３）と、少なくとも前記可変色部（１３，２３，３３，４４ｃ，５４ｃ，６３，７３）と重なる位置に配置され、力が加えられると熱を放出する蓄熱部（１２，２２，３２，４４ｂ，５４ｂ，６２，７２）と、を備えるシート体（１０，２０，３０，４０，５０，６０，７０）である。

第２の発明は、第１の発明に記載のシート体（１０，２０，３０，６０，７０）において、前記可変色部（１３，２３，３３，６３，７３）と前記蓄熱部（１２，２２，３２，６２，７２）とは、それぞれが別の層として構成されていること、を特徴とするシート体（１０，２０，３０，６０，７０）である。

第３の発明は、第２の発明に記載のシート体（７０）において、前記可変色部（７３）を含む層と、前記蓄熱部（７２）を含む層とは、部分的に重なって構成されていること、を特徴とするシート体（７０）である。

第４の発明は、第３の発明に記載のシート体（７０）において、前記可変色部（７３）を含む層と、前記蓄熱部（７２）を含む層との少なくとも一方は、シート面に対する法線方向から見たときに、文字、絵柄、パターンの少なくとも１つを形成していること、を特徴とするシート体（７０）である。

第５の発明は、第１の発明に記載のシート体（４０，５０）において、前記可変色部（４４ｃ，５４ｃ）と前記蓄熱部（４４ｂ，５４ｂ）とは、それぞれが同じ層内に混在していること、を特徴とするシート体（４０，５０）である。

第６の発明は、第１の発明から第５の発明までのいずれか１項に記載のシート体（６０）において、基材（６１）を備えており、前記基材（６１）は、少なくとも一部に凹凸形状が形成されていること、を特徴とするシート体（６０）である。

第７の発明は、第１の発明から第６の発明までのいずれか１項に記載のシート体（４０，５０，６０）において、前記蓄熱部（４４ｂ，５４ｂ）を含む層は、粉体状に形成された前記蓄熱部（４４ｂ，５４ｂ）を樹脂又はインキに混練したものを硬化して構成されたものであること、を特徴とするシート体（４０，５０）である。

第８の発明は、第１の発明から第５の発明までのいずれか１項に記載のシート体（５０）において、基材（５４）を備えており、前記可変色部（５４ｃ）及び前記蓄熱部（５４ｂ）は、前記基材（５４）に含まれていること、を特徴とするシート体（５０）である。

第９の発明は、第１の発明から第８の発明のいずれかに記載のシート体（１０，２０，３０，４０，５０，６０，７０）を備えるカードである。

本発明によれば、色が変化する機能をより確実に発揮することができ、かつ、色が変化した状態をより長時間維持できるシート体を提供することができる。

第１実施形態のシート体１０の断面を示す図である。 第２実施形態のシート体２０の断面を示す図である。 第３実施形態のシート体３０の断面を示す図である。 第４実施形態のシート体４０の断面を示す図である。 第５実施形態のシート体５０の断面を示す図である。 第６実施形態のシート体６０の断面を示す図である。 第７実施形態におけるシート体７０をシート面の法線方向から見た図である。

以下、本発明を実施するための最良の形態について図面等を参照して説明する。

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態のシート体１０の断面を示す図である。
なお、図１を含め、以下に示す各図は、模式的に示した図であり、各部の大きさ、形状は、理解を容易にするために、適宜誇張して示している。
また、以下の説明では、具体的な数値、形状、材料等を示して説明を行うが、これらは、適宜変更することができる。
本明細書において、シートとの言葉を使用しているが、これは、一般的な使い方として、厚さの厚い順に、板、シート、フィルムの順で使用されており、本明細書中でもそれに倣って使用している。しかし、このような使い分けには、技術的な意味は無いので、これらの文言は、適宜置き換えることができるものとする。
本明細書中において、シート面とは、各シートにおいて、そのシート全体として見たときにおける、シートの平面方向となる面を示すものであるとする。なお、板面、フィルム面に関しても同様であるとする。

シート体１０は、基材１１と、蓄熱層１２と、可変色層１３とを備えている。第１実施形態のシート体１０は、図１中の上方から視認することを想定したものである。シート体１０は、例えば、伝票、チケット、紙幣、金券等に利用することができる。なお、上記例示した以外の用途にシート体１０を用いてもよい。例えば、シート体１０を備えるカードとして構成してもよい。すなわち、カードは、シート体１０を積層して構成したり、カードを形成する樹脂層にシート体１０を埋め込んで構成したりすることができる。このカードは、例えば、ＩＤカードやパスポートとして利用するものであってもよい。なお、シート体１０に限らず、以下の各実施形態において説明するシート体（１０，２０，３０，４０，５０，６０，７０）についても同様である。

第１実施形態の基材１１は、上質紙であってもよいし、樹脂シートであってもよい。また、基材１１は、透明であるか不透明であるかを問わない。

蓄熱層１２は、基材１１の上に積層配置されている層であり、力が加えられると熱を放出する蓄熱部としての機能を備えている。具体的には、蓄熱層１２は、力が加えられると熱が放出される蓄熱セラミックス等を含んだ樹脂又はインキが硬化して構成されている。したがって、蓄熱層１２の形成には、印刷が利用可能である。
蓄熱セラミックスは、熱を与えると蓄熱することができ、所定以上の圧力を与えると放熱を行うことができる材料である。この蓄熱と放熱は、繰り返し行うことができる。なお、本実施形態のようなシート体１０では、蓄熱層１２の形成前に予め蓄熱しておくことが望ましい。
蓄熱セラミックスは、粉体状に形成されていることから、容易に樹脂又はインキに含めることが可能である。
蓄熱セラミックスについては、例えば、下記公知技術を適用することができる。
公知技術：大越慎一、外５名、″永続的に熱エネルギーを保存でき、弱い圧力で放熱できる “蓄熱セラミックス” を発見″、［online］、２０１５年５月１２日、東京大学大学院理学系研究科・理学部 プレスリリース、［平成２７年５月３１日検索］、インターネット〈URL：http://www.hokudai.ac.jp/news/130510_pr_eng.pdf〉

可変色層１３は、蓄熱層１２の上に積層配置されている層であり、温度によって視認される色が変化する可変色部としての機能を備えている。可変色層１３は、例えば、示温インキ（サーモクロミックインキ）を用いて構成してもよいし、特許文献２に開示されているような温度で色が変る蛍光体を用いて構成してもよい。いずれの材料を用いた場合であっても、可変色層１３の形成には、印刷が利用可能である。

上述の基材１１と、蓄熱層１２と、可変色層１３との層厚は、適宜設定が可能であるが、例えば、基材１１の層厚＝１０〜１００００μｍ、蓄熱層１２の層厚＝０．５〜２０００μｍ、可変色層１３の層厚＝０．５〜２０００μｍ程度に構成するとよい。

次に、本実施形態のシート体１０の利用方法について説明する。
蓄熱層１２は、力が加えられると熱を放出するので、その上に配置された可変色層１３に熱が伝わり、可変色層１３の温度が上昇する。この温度上昇により、可変色層１３は、その色、又は、その発光色が変化して視認される。この変色を利用して、例えば、偽造防止のための構成としてもよいし、特有の意匠表現としてもよい。
ここで、シート体１０への力の加え方は、例えば、手や器具を使って叩いてもよいし、圧力をかけながらこすってもよい。また、力をかけるための専用の器具を用意してもよい。

以上説明したように、第１実施形態によれば、蓄熱層１２と可変色層１３とを重ねて構成したので、蓄熱層１２に力を加えることにより、熱を放出させて可変色層１３の色を変化させることができる。この熱の放出及び色の変化は、蓄熱層１２が蓄えている熱により行われるので、従来よりも確実に色の変化を生じさせることができる。また、蓄熱層１２からの熱の放出は、長時間にわたって行われるので、色の変化を長時間維持することができる。

（第２実施形態）
図２は、第２実施形態のシート体２０の断面を示す図である。
第２実施形態のシート体２０は、主に各層の配置が異なる点が第１実施形態のシート体１０と異なっている。よって、前述した第１実施形態と同様の機能を果たす部分には、末尾に同一の符号を付して、重複する説明を適宜省略する。
第２実施形態のシート体２０は、基材２１と、蓄熱層２２と、可変色層２３とを備えている。第２実施形態のシート体２０は、図２中の上方から視認することを想定したものである。

第２実施形態の基材２１は、第１実施形態の基材１１とは異なり、透明又は半透明であることが必要である。基材２１を透して可変色層２３を視認可能とするためである。したがって、基材２１は、透明又は半透明な樹脂シートにより構成されている。

可変色層２３は、基材２１の下側（観察される面とは反対側）に積層配置されている層であり、温度によって視認される色が変化する可変色部としての機能を備えている。可変色層２３は、その位置の他は、第１実施形態の可変色層１３と同様である。

蓄熱層２２は、可変色層２３の下側（観察される面とは反対側）に積層配置されている層であり、力が加えられると熱を放出する蓄熱部としての機能を備えている。蓄熱層２２は、その位置の他は、第１実施形態の蓄熱層１２と同様である。

第２実施形態のシート体２０は、第１実施形態のシート体１０と同様な手法により、熱の放出及び色の変化を生じさせることができる。また、第２実施形態のシート体２０は、視認される側が基材２１となっているので、例えば、その表面をこすられるような使用形態の場合に、耐久性を高めることが可能である。

（第３実施形態）
図３は、第３実施形態のシート体３０の断面を示す図である。
第３実施形態のシート体３０は、主に各層の配置が異なる点が第１実施形態のシート体１０と異なっている。よって、前述した第１実施形態と同様の機能を果たす部分には、末尾に同一の符号を付して、重複する説明を適宜省略する。
第３実施形態のシート体３０は、基材３１と、蓄熱層３２と、可変色層３３とを備えている。第３実施形態のシート体３０は、図３中の上方から視認することを想定したものである。

第３実施形態では、基材３１を蓄熱層３２と可変色層３３とにより挟み込む形態で積層している。したがって、基材３１は、蓄熱層３２が放出する熱を伝達しやすい、すなわち、熱伝導率が高い材料を用いることが機能面では望ましい。その観点からは、アルミニウム等の金属シートとしてもよい。しかし、金属シートでは、使い勝手がよくないことから、力を加えてから色が変化するまでの時間が多少長くなるが、上質紙や樹脂シート等を用いてもよい。蓄熱層３２に用いられる蓄熱セラミックスは、若干濃い色がついているので、本実施形態の構成とすれば、その色の影響を受けることなく、可変色層３３の色を視認可能とすることができる。なお、蓄熱層３２の色を見えなくするという観点からは、基材３１は、不透明とすることが望ましい。

（第４実施形態）
図４は、第４実施形態のシート体４０の断面を示す図である。
第４実施形態のシート体４０は、蓄熱部の機能と、可変色部の機能とを、１つの層にまとめて構成した点が、上記第１実施形態から第３実施形態と異なっている。
第４実施形態のシート体４０は、基材４１と、蓄熱可変色層４４とを備えている。第４実施形態のシート体４０は、図４中の上方から視認することを想定したものである。

基材４１は、上質紙であってもよいし、樹脂シートであってもよい。また、基材４１は、透明であるか不透明であるかを問わない。

蓄熱可変色層４４は、基材４１上に積層されている層である。蓄熱可変色層４４は、バインダー樹脂４４ａと、蓄熱部４４ｂと、可変色部４４ｃとを備えている。

バインダー樹脂４４ａは、透明な樹脂であれば、特にその種類を問わないが、印刷形成が可能な樹脂を用いることが望ましい。

蓄熱部４４ｂは、第１実施形態の蓄熱層１２に含めた蓄熱セラミックスと同等のものであって、粉体状に形成されており、バインダー樹脂４４ａに混練されている。

可変色部４４ｃは、第１実施形態の可変色層１３に用いられる示温インキ（サーモクロミックインキ）を用いて構成してもよいし、特許文献２に開示されているような温度で色が変る蛍光体を用いて構成してもよい。可変色部４４ｃは、例えば図４に示すように粒体状に構成してバインダー樹脂４４ａに混練されている。

第４実施形態のシート体４０は、蓄熱部の機能と、可変色部の機能とを、１つの蓄熱可変色層４４にまとめて構成したので、製造工程を簡素化できる。

（第５実施形態）
図５は、第５実施形態のシート体５０の断面を示す図である。
第５実施形態のシート体５０は、第４実施形態の基材４１と蓄熱可変色層４４とを１つの層にまとめた点が、第４実施形態と異なっている。
第５実施形態のシート体５０は、第４実施形態の蓄熱可変色層４４について基材としての十分な強度を確保できるように、厚さを増して構成したものである。そして、第４実施形態の基材４１と蓄熱可変色層４４とを１つの基材５４にまとめて、蓄熱可変色層としての機能も持たせたものである。基材５４は、第４実施形態と同様に、バインダー樹脂５４ａと、蓄熱部５４ｂと、可変色部５４ｃとを備えている。

第５実施形態のシート体５０は、蓄熱可変色層としての機能を１つの基材５４にまとめた構成としたので、製造工程をさらに簡素化できる。

（第６実施形態）
図６は、第６実施形態のシート体６０の断面を示す図である。
第６実施形態のシート体６０は、基材６１の形態が異なる点が第１実施形態のシート体１０と異なっている。よって、前述した第１実施形態と同様の機能を果たす部分には、末尾に同一の符号を付して、重複する説明を適宜省略する。
第６実施形態のシート体６０は、基材６１と、蓄熱層６２と、可変色層６３とを備えている。第６実施形態のシート体６０は、図６中の上方から視認することを想定したものである。

第６実施形態の蓄熱層６２及び可変色層６３は、第１実施形態の蓄熱層１２及び可変色層１３と同様な層である。
第６実施形態の基材６１は、その素材自体は、第１実施形態の基材１１と同様であるが、蓄熱層６２及び可変色層６３と積層される領域に凹凸形状が賦型されている点が、第１実施形態の基材１１と異なっている。基材６１に設けた凹凸形状は、シート体６０に力を加えたときに、凹凸形状の凸部における圧力がより高くなることを目的として設けている。よって、蓄熱層６２及び可変色層６３の構成が第１実施形態と同じであっても、第６実施形態のシート体６０では、より小さな力で、蓄熱層６２から放熱をさせることが可能である。

（第７実施形態）
図７は、第７実施形態におけるシート体７０をシート面の法線方向から見た図である。なお、図７では、可変色層７３の下側（図７における紙面奥側）に配置された蓄熱層７２を破線で示している。
先に説明した第１実施形態のシート体１０から第６実施形態のシート体６０では、蓄熱層と可変色層とを同一面積で重ねた例を挙げて説明した。これに対して、第７実施形態では、図７に示すように、基材７１の上に蓄熱層７２を可変色層７３よりも小さな領域に形成し、○印の図形パターンを形成した。よって、第７実施形態のシート体７０は、シート面の法線方向から見たとき蓄熱層７２と可変色層７３との形成領域が第１実施形態のシート体１０とは異なるが、それ以外の構成は、第１の実施形態のシート体１０と同様の構成となっている。このような構成により、第７実施形態のシート体７０では、力を加えることにより、○印の図形パターンに対応した領域の色が変化して視認される。これにより、真贋判定に用いる場合等に、より的確な真贋判定を行うことができる。
なお、図２又は図３のような層構成でもあっても、本実施形態と同様に、蓄熱層を可変色層よりも小さな領域に形成し、○印等の図形パターンを形成することができ、同様の効果が得られる。

（変形形態）
以上説明した実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の範囲内である。

（１）各実施形態において、層構成は上述した構成に限らず、様々に変化させてもよい。例えば、最小面に保護層を設けてもよいし、可変色層を複数種類重ねて積層してもよい。

（２）第７実施形態において、蓄熱層７２を可変色層７３よりも小さな領域に形成して図形パターンを形成した例を挙げて説明した。これに限らず、例えば、可変色層により図形パターンを形成してもよい。また、図形パターンに限らず、文字や絵柄等、他の形状を形成してもよい。

なお、第１実施形態〜第７実施形態及び変形形態は、適宜組み合わせて用いることもできるが、詳細な説明は省略する。また、本発明は以上説明した各実施形態によって限定されることはない。

１０ シート体
１１ 基材
１２ 蓄熱層
１３ 可変色層
２０ シート体
２１ 基材
２２ 蓄熱層
２３ 可変色層
３０ シート体
３１ 基材
３２ 蓄熱層
３３ 可変色層
４０ シート体
４１ 基材
４４ 蓄熱可変色層
４４ａ バインダー樹脂
４４ｂ 蓄熱部
４４ｃ 可変色部
５０ シート体
５４ 基材
５４ａ バインダー樹脂
５４ｂ 蓄熱部
５４ｃ 可変色部
６０ シート体
６１ 基材
６２ 蓄熱層
６３ 可変色層
７０ シート体
７２ 蓄熱層
７３ 可変色層

Claims (9)

1. 温度によって視認される色が変化する可変色部と、
   少なくとも前記可変色部と重なる位置に配置され、力が加えられると熱を放出する蓄熱部と、
   を備えるシート体。
2. 請求項１に記載のシート体において、
   前記可変色部と前記蓄熱部とは、それぞれが別の層として構成されていること、
   を特徴とするシート体。
3. 請求項２に記載のシート体において、
   前記可変色部を含む層と、前記蓄熱部を含む層とは、部分的に重なって構成されていること、
   を特徴とするシート体。
4. 請求項３に記載のシート体において、
   前記可変色部を含む層と、前記蓄熱部を含む層との少なくとも一方は、シート面に対する法線方向から見たときに、文字、絵柄、パターンの少なくとも１つを形成していること、
   を特徴とするシート体。
5. 請求項１に記載のシート体において、
   前記可変色部と前記蓄熱部とは、それぞれが同じ層内に混在していること、
   を特徴とするシート体。
6. 請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載のシート体において、
   基材を備えており、
   前記基材は、少なくとも一部に凹凸形状が形成されていること、
   を特徴とするシート体。
7. 請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載のシート体において、
   前記蓄熱部を含む層は、粉体状に形成された前記蓄熱部を樹脂又はインキに混練したものを硬化して構成されたものであること、
   を特徴とするシート体。
8. 請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載のシート体において、
   基材を備えており、
   前記可変色部及び前記蓄熱部は、前記基材に含まれていること、
   を特徴とするシート体。
9. 請求項１から請求項８のいずれかに記載のシート体を備えるカード。

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