JP2531044B2

JP2531044B2 - 可逆変色タイル

Info

Publication number: JP2531044B2
Application number: JP3233134A
Authority: JP
Inventors: 晃木戸口; 和郎嶋村
Original assignee: Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Current assignee: Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Priority date: 1991-09-12
Filing date: 1991-09-12
Publication date: 1996-09-04
Anticipated expiration: 2011-09-04
Also published as: JPH0570269A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は可逆変色タイルに係り、
詳しくは、路面、床、壁等の被覆に用いる、温度変化に
より可逆的に変色する装飾機能を有するタイル材に関す
るものであり、特に屋外での長期間の使用に適したタイ
ル材に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】温度によって異なった呈色を示す熱変色
色素は、これまで主に示温テープや示温塗料などといっ
た産業上の用途に用いられてきた。これは、従来の熱変
色色素が無機物を主成分としており、変色温度域が比較
的高く、室温近傍で可逆的に変色できるものが少なかっ
たためである。

【０００３】しかしながら、近年、有機物を主成分と
し、室温近傍で可逆的に変色し、呈色も鮮やかな種々の
熱変色色素が開発されている。これら有機系の可逆性熱
変色色素は、温度による液晶の分子構造変化を用いたも
のと、温度による酸塩基平衡の変化にともなう呈色の変
化を用いたものの２つに大別されるが、そのどちらもマ
イクロカプセル中に色素を包含させてこれを保護してい
る。

【０００４】従来、これらの色素を用いた生活関連用品
も多数考案されている。例えば、特開昭６１−６３０３
号公報には可逆性熱変色色素で彩色したシートで熱可逆
変色性造花を製造する方法が、特開昭６１−１８１４８
１号公報には熱変色性顔料で彩色した布で縫いぐるみを
製造する方法が提案されている。また、特開昭６１−１
９６９８８号公報には熱変色性顔料で彩色した繊維で髪
の毛を構成した人形が、特開昭６１−２４９７８６号公
報、特開昭６１−２４９７８７号公報及び特開昭６１−
２８１２１５号公報には可逆性熱変色色素と普通インキ
印刷による可変画素部を組み合わせた画像表示体が提案
されている。更に、実開昭６２−５１１４９号公報には
可逆性熱変色色素で模様付をしたガラス器類が、実開平
１−１２１４７４号公報には可逆性熱変色色素で図柄付
けを施したコップが開示されている。

【０００５】一方、可逆性熱変色色素を用いた装飾機能
を有する建築材料もいくつか考案されている。例えば、
特開昭６０−２００２２６号公報は、温度変化によって
色が変化する液晶組成物を製品表面に被覆し、その外側
に透明もしくは半透明被覆剤を被覆してなる器具及び構
造物に関する発明を開示するものであるが、その中で一
例として熱変色性液晶を塗布したタイル材について述べ
てある。

【０００６】また、実開昭６２−１２０６３７号公報に
は、特に熱変色性を示すコレステリック液晶を塗布した
タイル材に関する考案が開示されている。更に、実開昭
５６−１７４６３５号公報には、熱変色性の液晶を塗布
したタイル表面に紫外線硬化樹脂を用いて保護皮膜を形
成した液晶変色タイルが開示されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、居住
環境のみならず、仕事、遊びの環境を含めた総合的な生
活環境の快適性が一層重要視されるようになった。その
一環として建築物の外装も機能のみではなく、利用者に
快い装飾性が求められている。可逆性熱変色色素を塗布
した建築材料を建築物の外装に用いれば、気候の変化に
応じてその外観を変化させることができ、視覚的に極め
てユニークな効果が得られる。特に、有機物を主成分と
する可逆性熱変色色素は、概ね一年間の気温の変動範囲
にその変色温度範囲を有しており、四季の変化に応じた
きめ細かい視覚的効果が得られるものと期待される。

【０００８】ところが、有機物を主成分とする可逆性熱
変色色素の耐候性は一般の塗料に比べ格段に劣ってい
る。その第一の理由は、これら有機物を主成分とする可
逆性熱変色色素が、紫外線及び一部の短波長可視光線の
照射に対し、極めて脆弱であり、太陽光中の紫外線など
を浴びると短期間で劣化することにある。また、第二に
は、雨水中の酸、アルカリ等によって色素又は色素を包
むマイクロカプセルが破壊されるためである。因みに、
市販されている有機材料を主たる成分とする可逆性熱変
色色素の殆どは、その取扱説明書の中で屋外で使用した
場合はその色調及び変色温度が変化することを警告して
いる。

【０００９】このため、前述の従来の技術で引用した生
活関連用品の多くは、主に室内で使用することを前提と
している。また、特開昭６０−２００２２６号公報、実
開昭５６−１７４６３５号公報、実開昭６２−１２０６
３７号公報のいずれの発明においても、特別な耐候性向
上策は講じられておらず、これらの発明品を屋外で使用
することは実用上困難と言わざるをえない。

【００１０】かかる可逆性熱変色色素の劣悪な耐候性は
室温近傍の温度変化でその構造が変わるという色素の特
性自体に起因しており、色素自体の耐候性が劇的に改善
されることは望みにくい。それゆえ、可逆性熱変色色素
を紫外線や一部の短波長可視光線や雨水から保護するた
めの機構を考案することが必要とされるのである。

【００１１】本発明は上記従来の実情に鑑みてなされた
ものであって、屋外での長期間の使用が可能な、耐候
性、耐久性に優れた可逆変色タイルを提供することを目
的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１の可逆変色タイ
ルは、少なくとも可視光の一部に対して透明な保護板
（以下単に「保護板」又は「透明保護板」と称する場合
がある。）との間に、一定の温度範囲で可逆的に変色す
る色素（以下「可逆性熱変色色素」と称する場合があ
る。）又は該色素を含んだ薄膜を介在させてなる可逆変
色タイルにおいて、該一定の温度範囲で可逆的に変色す
る色素又は該色素を含んだ薄膜と、前記保護板との間
に、該色素の劣化を生じさせない波長範囲の光のみを選
択的に透過させる薄膜（以下「保護薄膜」と称する場合
がある。）を設けたことを特徴とする。

【００１３】請求項２の可逆変色タイルは、請求項１の
可逆変色タイルにおいて、基板及び保護板の周辺部に、
両板が直接接着される接着しろを設けたことを特徴とす
る。

【００１４】請求項３の可逆変色タイルは、基板と、少
なくとも可視光の一部に対して透明な保護板との間に、
一定の温度範囲で可逆的に変色する色素又は該色素を含
んだ薄膜を介在させてなる可逆変色タイルにおいて、前
記保護板は、該一定の温度範囲で可逆的に変色する色素
の劣化を生じさせない波長範囲の光のみを選択的に透過
させる材料（以下「保護材料」と称する場合がある。）
を含むことを特徴とする。

【００１５】請求項４の可逆変色タイルは、請求項３の
可逆変色タイルにおいて、基板及び保護板の周辺部に、
両板が直接接着される接着しろを設けたことを特徴とす
る。

【００１６】以下に本発明を図面を参照して詳細に説明
する。

【００１７】第１図は、本発明の可逆変色タイルの一実
施例の斜視図であり、第２図は他の実施例を示す断面斜
視図である。第１図及び第２図において、同一機能を奏
する部材には同一符号を付してあり、１，１Ａは可逆変
色タイル、２は透明保護板、３は保護薄膜、４は可逆性
熱変色色素、５は基板、６は接着剤を示す。

【００１８】第１図に示す可逆変色タイル１は、基板
５、可逆性熱変色色素４、保護薄膜３及び透明保護板２
を順次積層することにより、保護薄膜３で、可逆性熱変
色色素４の光による劣化を防止したものである。第２図
に示す可逆変色タイル１Ａは、第１図の可逆変色タイル
１と同様の積層構造を有し、かつ、基板５の周辺部と透
明保護板２の周辺部とに接着しろを設け、接着剤６に
て、両板５，２を直接接着し、内部を完全に密閉して可
逆性熱変色色素４を外気から遮断することにより、可逆
性熱変色色素４の光による劣化を防止すると共に、空気
又は水分、その他の外的要因による劣化をも防止したも
のである。

【００１９】以下、本発明の可逆変色タイルの構成材料
について説明する。

【００２０】本発明の可逆変色タイルで使用される基板
としては、通常、タイル材の基板として用いられる如何
なる材料を用いても良い。一方、保護板は少なくとも可
視光の一部の波長域で透明でなければならないが、必ず
しも可視光全域で透明である必要はない。また、保護板
自体が紫外線を吸収又は反射する機能を有することは、
色素の保護効果の上で好ましいが、必須要件ではない。
保護板の例としては、各種無機ガラス板又はアクリル樹
脂、ポリスチレン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエ
ステル樹脂などの透明性高分子の厚板が挙げられるが、
必ずしもこれらに限定されるものではない。

【００２１】本発明の可逆変色タイルに用いられる可逆
性熱変色色素は、−２０℃から４０℃の範囲、より好ま
しくは０℃から３０℃の範囲に変色温度を有し、可逆的
に変色する色素であればその材質は問わないが、一般的
には有機物を主成分とする可逆性熱変色色素がこれに該
当する。このような可逆性熱変色色素は、多彩な変色温
度や色彩を有するものが一般に販売されており、本発明
品の製作にはこれらを用いることができる。可逆性熱変
色色素は保護薄膜側又は基板側のいずれに塗布してもよ
く、また、予め保護薄膜上に塗布されたものを透明保護
板と基板とで挟み込んでもよい。

【００２２】透明保護板と可逆性熱変色色素との間に設
けられる、該色素の劣化を生じさせない波長範囲の光の
みを選択的に透過させる保護薄膜は、本発明を構成する
重要な要素である。保護薄膜は無機、有機いずれの材料
を用いても作成することができる。例えば、無機材料で
は、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化チタン（ＴｉＯ₂ ）、炭
化珪素（ＳｉＣ）、硫化カドミウム（ＣｄＳ）、四酸化
三鉄（Ｆｅ₃ Ｏ₄ ）などがあり、これらの微粒子を有機
又は無機のバインダーに分散させた液を保護板の表面に
塗布し、厚さ０．１〜１０μｍ、好ましくは１〜５μｍ
程度の保護薄膜とすることができる。この厚みであれば
保護薄膜は実用上十分な透明性を有するが、特に、透明
性が要求される場合は、保護板とともに５００〜７００
℃に熱処理すればよい。また、前記無機材料の保護薄膜
は一般にゾル−ゲル法と呼ばれる方法でも作成すること
ができる。この場合も、熱処理を施すことによって保護
薄膜の透明度を向上させることができる。熱処理が必要
とされる場合は保護板には無機ガラス板を用いる必要が
あるが、熱処理を行なわず、塗布するだけの場合は必ず
しも無機ガラス板でなくてもよい。一方、保護薄膜に適
した有機材料の例としては、パラアミノ安息香酸、パラ
アミノ安息香酸エチル、パラアミノ安息香酸イソブチ
ル、サリチル酸フェニルなどの有機系紫外線吸収材があ
る。これらはいずれも高分子材料の耐候性を向上させる
ための添加材として広く用いられているものである。こ
れらの有機系紫外線吸収材を透明な高分子材料、例えば
アクリル樹脂などに混入し、保護板の表面に塗布するか
又は該樹脂を薄膜に成形し保護板と色素との間に挿入す
ることによって保護薄膜層を形成することができる。或
いは、保護板がアクリル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリ
カーボネート樹脂、ポリエステル樹脂などの透明性高分
子材料で作成されている場合は、保護板の材料となる樹
脂に前記有機系紫外線吸収材を直接混入し保護板自体に
保護薄膜の機能を与え、別途保護薄膜を設けなくてもよ
い。

【００２３】基板及び保護板の周辺部に接着しろを設
け、両板を強固に接着する際用いられる接着剤として
は、強固な接着性を有しかつ密閉性の高い接着剤、例え
ばエポキシ系接着剤などが好ましい。

【００２４】

【作用】本発明の可逆変色タイルにおいて、基板はタイ
ル材に必要な機械的強度を与え、可逆性熱変色色素が色
彩の効果を与え、保護板が可逆性熱変色色素を機械的に
保護する。そして、保護薄膜又は保護材料が色素を化学
的に保護する。特に、保護薄膜又は保護材料を用いるこ
とにより可逆性熱変色色素の機能低下をもたらす紫外線
及び一部の短波長可視光線を完全に遮断することができ
る。

【００２５】なお、保護薄膜が遮断する光の波長範囲は
薄膜の材料によって任意に設定できる。例えば、ＺｎＯ
は３８０ｎｍ以下の紫外線のみをカットし、可視光の殆
どを透過させるので、色素の色彩を損なうことなくこれ
を保護することができる。ＣｄＳは青色光の一部を吸収
するため、やや黄色を呈するが、色素が青色光によって
も劣化する場合の保護薄膜に適している。

【００２６】また、保護板及び基板の周辺部に接着しろ
を設け、保護板と基板とを強固に接着し、可逆性熱変色
色素を密閉し外気から完全に遮断することによって、可
逆性熱変色色素が空気、水、例えば雨水及び雨水に含ま
れる酸、アルカリ及びその他の化学的活性種から完全に
保護される。即ち、これらの酸、アルカリ及びその他の
化学的活性種は、色素又は色素を抱むマイクロカプセル
を破壊し色素の色彩や変色特性を損なう。さらにマイク
ロカプセルは一般的に有機溶剤にも脆弱であるが、密閉
化することにより有機溶剤による害も避けることができ
る。

【００２７】

【実施例】以下に実施例を挙げて本発明の効果をより具
体的に説明する。実施例１第１図に示す可逆変色タイルを作成した。即ち、厚さ１
ｍｍのガラス製保護板に、酸化亜鉛微粒子を有機バイン
ダーに分散させた溶液を塗布、乾燥させて、厚さ２μｍ
の保護薄膜を作成した。表１に示す、市販の２種類の可
逆性熱変色色素を塗布した薄膜を素焼タイルの基板と保
護膜層付き保護板で挟み、それぞれサンプルＡ，Ｂを作
成した。比較のため保護薄膜を付けない保護板でも同様
のサンプルＣ，Ｄを作成し、サンプルＡ〜Ｄにピーク波
長３６５ｎｍの紫外線を照射した。紫外線の強度はサン
プル表面で１２ｍＷ／ｃｍ² であった。この強度は真
夏、正午の太陽光中に含まれる同波長の紫外線の強度の
約５倍に相当する。

【００２８】可逆性熱変色色素の色彩の経時変化を色彩
色度計で測定した結果を表１に示す。表１より明らかな
ように、保護薄膜を付けていないサンプルＣ，Ｄの色素
は、２００時間強で完全に退色したが、保護薄膜を付け
たサンプルＡ，Ｂの色素は２０００時間後でも殆ど変化
しなかった。

【００２９】

【表１】

【００３０】実施例２第２図に示す可逆変色タイルを作成した。

【００３１】厚さ１ｍｍのガラス製保護板に、酸化チタ
ン微粒子（アナターゼ）を有機バインダーに分散させた
溶液を塗布、乾燥させて、厚さ２μｍの保護薄膜を作成
した。表２に示す市販の２種類の可逆性熱変色色素を塗
布した薄膜を素焼タイルの基板と保護膜層付き保護板で
挟み、周囲をエポキシ樹脂で接着、密閉してサンプル
Ｅ，Ｆを作成した。参考のため、全く同じ材料で周囲を
接着しないサンプルＧ，Ｈを作成し、サンプルＥ〜Ｈを
屋外にて南向き仰角４５度で固定した。実験は４月に開
始し、７月末まで行った。

【００３２】可逆性熱変色色素の色彩の経時変化を色彩
色度計で測定した結果を表２に示す。表２より明らかな
ように、周囲を密閉していないサンプルＧ，Ｈの色素は
６月末で退色が生じたが、密閉したサンプルＥ，Ｆの色
素は実験終了時まで殆ど変化しなかった。

【００３３】

【表２】

【００３４】

【発明の効果】以上詳述した通り、本発明の可逆変色タ
イルは、可逆性熱変色色素を用いることにより気温の変
化に応じてその色彩、意匠が自ずと変化する機能を有す
る。このようなタイル材を構造物の壁面等の装飾に用い
れば、気候の変化、四季の移り変わりに応じてその外観
を変化させることによって利用者に常に新鮮な印象と季
節感を与え、その構造物の周辺環境を向上させることが
できる。

【００３５】しかして、本発明の可逆変色タイルによれ
ば、特に紫外線及び一部の短波長可視光線を選択的に吸
収する保護薄膜又は保護材料を用いることによって、可
逆性熱変色色素の太陽光による劣化を防ぎ、屋外での長
期にわたる使用が可能になった。

【００３６】特に請求項２の可逆変色タイルによれば、
可逆性熱変色色素を密閉し外気から完全に遮断すること
によって、耐候性がより一層向上した。

【００３７】本発明のタイル材は各層に異なった機能を
分担させた積層構造を有し、各々の機能に最適な材料を
市販の材料から選択し組み合わせることができ、優れた
機械的強度、色彩効果、耐久性、耐候性をもった製品を
安価に製作することが可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１図は本発明の可逆変色タイルの一実施例を
示す斜視図である。

【図２】第２図は本発明の可逆変色タイルの他の実施例
を示す断面斜視図である。

【符号の説明】

１，１Ａ可逆変色タイル２透明保護板３保護薄膜４可逆性熱変色色素５基板６接着剤

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】基板と、少なくとも可視光の一部に対し
て透明な保護板との間に、一定の温度範囲で可逆的に変
色する色素又は該色素を含んだ薄膜を介在させてなる可
逆変色タイルにおいて、該一定の温度範囲で可逆的に変色する色素又は該色素を
含んだ薄膜と、前記保護板との間に、該色素の劣化を生
じさせない波長範囲の光のみを選択的に透過させる薄膜
を設けたことを特徴とする可逆変色タイル。
【請求項２】基板及び保護板の周辺部に、両板が直接
接着される接着しろを設けたことを特徴とする請求項１
に記載の可逆変色タイル。
【請求項３】基板と、少なくとも可視光の一部に対し
て透明な保護板との間に、一定の温度範囲で可逆的に変
色する色素又は該色素を含んだ薄膜を介在させてなる可
逆変色タイルにおいて、前記保護板は、該一定の温度範囲で可逆的に変色する色
素の劣化を生じさせない波長範囲の光のみを選択的に透
過させる材料を含むことを特徴とする可逆変色タイル。
【請求項４】基板及び保護板の周辺部に、両板が直接
接着される接着しろを設けたことを特徴とする請求項２
に記載の可逆変色タイル。