JP2881249B2 - 熱変色性樹脂組成物 - Google Patents

熱変色性樹脂組成物

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【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は熱変色性樹脂組成物に関する。更に詳細に
は、電子の授受反応により発消色する可逆熱変色性組成
物を内包させた、平均粒子径0.01μm以上、且つ1μm
未満の微小カプセルが樹脂中に分散状態に固着されてな
る熱変色性樹脂組成物に関するものであり、消色時の透
明性を顕著に向上させた熱変色性樹脂組成物に関する。
従来の技術 電子供与性呈色性有機化合物と電子受容性化合物との
電子の授受による呈色反応を特定温度域において、可逆
的に生起させる作用をなす反応媒体である変色温度調整
剤を含む均質相溶体からなる可逆熱変色性組成物に関し
ては、本出願人によって幾つかの提案(特公昭51−4470
6、同51−44707、同51−44709、特公平1−11658、特開
昭60−264285等)がなされ、前記組成物内包の微小カプ
セルを適応する色材やその応用についても、幾つかの提
案(特公昭51−44708、特公昭52−30271号公報等)が開
示されている。
前記微小カプセルに熱変色性組成物を内包させた系
は、熱変色性組成物が個単位でカプセル膜壁に覆われて
いるため、反応性に富む物質との接触による、熱変色機
能の低下がない上、耐熱、耐光堅牢性等が付与されてお
り、塗料、印刷インキ等の色材として印刷、塗装分野へ
の適用や、熱可塑性重合体に溶融ブレンドされて、フイ
ルム状、フィラメント状、ブロック状、その他任意形状
の成形体となし、自体が熱変色性を示す材料として利用
されている。
発明が解決しようとする問題点 ところが、前記微小カプセルの分散系による熱変色性
層は、消色時において白濁化して不透明状となり、消色
状態で透明性が要求される材料や、内蔵物或いは下層の
像を隠顕させる隠蔽加工分野において、満足した性能を
与えていなかった。
本発明は、前記した従来の不具合を解消した、可逆熱
変色性組成物内包の微小カプセルが、樹脂中に分散状態
にある熱変色性樹脂組成物を提供しようとするものであ
る。
問題点を解決するための手段及び作用 本発明者らは、前記熱変色性微小カプセルにより彩色
される熱変色層の消色時の白濁現象、それに伴う不透明
化現象について追求し、該微小カプセルの粒子径が及ぼ
す影響が最大であり、特定値以下の平均粒子径のカプセ
ルの分散系において、前記従来の不具合を解消できるこ
とを見出し、本発明を完成させたのである。
本発明の熱変色性樹脂組成物は、電子供与性呈色性有
機化合物、電子受容性化合物、及び前記二者の呈色反応
の生起温度を決める変色温度調整剤を少なくとも含む均
質相溶体を内包させた、平均粒子径0.01μm以上、且つ
1μm未満(より好ましくは0.5μm未満0.01μm以
上)の微小カプセルが樹脂中に分散状態にある構成を要
件とするものである。
前記構成における、熱変色性樹脂層の具体的態様は、
微小カプセルが分散状態で結合樹脂に固着されて支持体
表面に固着された塗膜、或いは熱可塑性重合体や熱硬化
性樹脂中に微小カプセルが分散状態で練合されて成形さ
れた各種形態の成形物の形態を例示できる。
前記熱変色性樹脂層が塗装の形態の系は、熱変色性微
小カプセルを、結合樹脂を含むビヒクル中に分散させた
印刷インキ、塗料等の色材として対象の支持体表面に印
刷、塗布、吹きつけ或いは支持体を前記色材中に浸漬、
取り出した後、溶剤分を乾燥させて得られる。
この際、結合樹脂はポリアクリル酸エステル、アクリ
ル酸エステル−スチレン共重合体、ポリ酢酸ビニル、エ
チレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−塩化ビニル共
重合体、メタクリル酸−マレイン酸共重合体、α−オレ
フィン−マレイン酸共重合体、エチレン−メタクリル酸
共重合体、ポリウレタン樹脂、カルボキシメチルセルロ
ース、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロー
ス、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ア
ルギン酸ナトリウム、ヒドロキシプロピルセルロース、
アラビアゴム、カゼイン、石油系樹脂、低分子量ポリエ
チレン、ポリスチレン、アルキッド樹脂、ポリ塩化ビニ
ール、塩化ビニール−酢酸ビニール共重合体、合成ゴ
ム、エポキシ樹脂、アミノ樹脂、熱反応型不飽和炭化水
素樹脂等が例示される。
熱変色性微小カプセルが練合されて成形された成形物
の系では、成形樹脂として以下の樹脂が例示できる。
高密度ポリエチレン、中低密度ポリエチレン、リニア
低密度ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−メタ
クリル酸共重合樹脂(アイオノマー樹脂)、エチレン−
酢酸ビニル−塩化ビニルグラフト共重合樹脂、塩素化ポ
リエチレン、塩素化ポリプロピレン、エチレン−α−オ
レフィン共重合樹脂、エチレン−プロピレン共重合樹
脂、メチルペンテンポリマー、エチレン−プロピレン−
ジエチレンエラストマー−アクリロニトリル共重合樹
脂、塩化ビニル−プロピレン共重合樹脂、ブタジエン樹
脂、ポリスチレン、ハイインパクトポリスチレン、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、塩化ビニル樹
脂、塩化ビニリデン樹脂、ポリ酢酸ビニル、塩化ビニル
−塩化ビニリデン共重合樹脂、ポリアセタール樹脂、ポ
リアミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエチレンテ
レフタレート樹脂、低軟化点ポリエステル樹脂、共重合
ナイロン、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、低分子量ポリエチレン、低分子量ポ
リプロピレン等が挙げられる。又、珪素樹脂、不飽和ポ
リエステル樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、メ
ラミン樹脂、ポリユリア樹脂、その他紫外線硬化樹脂等
が挙げられる。
前記熱変色性樹脂層が塗膜の形態にあっては、 前記熱変色性樹脂層中における微小カプセルの占有率
は5〜80重量%(好ましくは10〜60重量%)の範囲が熱
変色効果からみて有効である。即ち、5重量%未満では
発色濃度が低く、色変化を明瞭に視覚できず、一方、80
重量%を越えると明瞭な消色状態を視覚させ難い。又、
熱変色性樹脂層の厚みは、少なくとも0.3μm以上、好
ましくは1〜400μm、より好ましくは10〜200μmであ
り、前記範囲内で変色効果を満足できる。0.3μm未満
では色変化の鮮明性に欠け、一方、400μmを越える系
では外観上の美観が損なわれ好ましくない。
前記熱可塑性樹脂中に微小カプセルが溶融ブレンドさ
れた系或いは微小カプセルが熱硬化性樹脂中に練合され
た系では、微小カプセルは樹脂中に0.1〜40重量%(好
ましくは0.2〜25重量%)配合されることが熱変色効果
の面及び成形物の強度等の面よりみて有効である。
前記熱変色性微小カプセルは、公知の微小カプセル化
法、即ち、界面重合法、界面重縮合法、インサイチュー
重合法、液中硬化被覆法、水溶液からの相分離法、有機
溶液系からの相分離法、スプレードライング法等、或い
はこれらを組み合せて調製され、特に界面重合法、イン
サイチュー重合法が効果的である。
尚、微小カプセルに内包される熱変色性組成物は、従
来より公知の、電子供与性呈色性有機化合物、電子受容
性化合物、及び変色温度調整剤を必須成分として含む均
質相溶体が総て有効であり、例えば、特公昭51−4470
6、同51−44707、同51−44709、同51−44908、同60−15
667、同60−15668、同60−52189、特公平1−11658、特
開昭57−76072、同60−99695、同60−264285、同61−94
885号公報等に開示の熱変色性組成物が例示できる。
以下に本発明を完成するに至った、熱変色性微小カプ
セルの粒子径と、該カプセルの消色状態における透過率
との関係を第1図の実験データに基づくグラフについて
説明する。
前記グラフによれば、微小カプセルの平均粒子径が1.
5μm以上の系では透過率(%)は、いずれも10%以下
であるのに対し、平均粒子径が1.0μm、0.5μm、0.2
μm、0.1μmの各系では、白色光の透過率が約30%、5
0%、65%、70%にそれぞれ増大しており、このことは
平均粒子径が1.0μm未満、より効果的には0.5μm未満
の系で顕著に透明性が向上することを示しており、前記
知見に基づき、本発明を完成させたのである。(試料の
調製及び測定法は、実施例1を参照) 尚、従来より汎用されている熱変色性微小カプセルの
粒子径は、主として5〜30μmであり、平均粒子径1μ
m未満のものが実質的に実用化されていないことから
も、従来の熱変色性微小カプセルの分散系における消色
時の白濁化に伴う不透明現象を生起させたものと思われ
る。
実施例1 試料の調製 3−(2−エトキシ−4−ジエチルアミノフェニル)
−(1−エチル−2メチルインドール−3−イル)−4
−アザフタリドの1.5部、ビスフェノールAの3部、セ
チルアルコール15部、カプリン酸ステアリル15部からな
る熱変色性組成物とエポキシ樹脂(ビスフェノールA−
ジグリシジルエーテル系、エポキシ当量184〜194)6部
を加温下、均質に混合したものを70℃に加温されたアラ
ビアゴム水溶液60部中に、平均粒子径(μm)が20、1
0、5、2、1、0.5、0.2、0.1のそれぞれ微小滴になる
ようにホモミキサーで乳化させた。
得られた乳化液を撹拌しつつ、そこにエポキシ樹脂硬
化剤(脂肪族ポリアミン)2部を水30部中に溶解した水
溶液を1時間かけて微量づつ滴下する。次いで液温を80
℃に上げて3時間撹拌を続けた。生成した懸濁液から遠
心分離により、熱変色性組成物内包のエポキシ樹脂壁膜
からなる、熱変色性微小カプセルA(約20μm)、B
(約10μm)、C(約5μm)、D(約2μm)、E
(約1μm)、F(約0.5μm)、G(約0.2μm)、H
(約0.1μm)をそれぞれ得た。
前記各微小カプセルは、30℃に変色点をもち、30℃未
満で青色を呈し、30℃以上で無色に可逆的に変化する。
尚、( )内は平均粒子径を示す。又、組成中、部とあ
るは、重量部を示す(以下同様である)。
前記熱変色性微小カプセル1部、脂肪族系高沸点オイ
ル9部をよく撹拌し、ガラスセル(スペーサーの厚み0.
2mm)に入れ、36℃の消色状態において白色光の透過率
を分光光度計で測定した。
実施例2 実施例1で得られた熱変色性微小カプセルC、G、H
の各10部に対し、50%アクリルポリオール樹脂/キシレ
ン50部をそれぞれ混合、撹拌して3種の熱変色性スプレ
ーインキを得た。
前記各インキを厚さ1mmのポリカーボネート板上にス
プレー塗装して得られた、3種の熱変色’性ポリカーボ
ネート板(C′、G′、H′)を適宜の文字(4号活字
の大きさ)がタイプ印刷された紙片上にセットし、少し
づつ垂直上方に離してゆき、前記文字が判読可能な距離
を比較試験した結果、C′の系では、密接状態では前記
文字は判読可能であるが、5mm離すと判読不能であっ
た。G′の系では、50mm以下の距離内では鮮明に判読さ
れ、100mm近辺に離すと判読されるが次第に不鮮明にな
った。一方。H′の系では、100mm離した状態でも鮮明
に判読された。
実施例3 1、2−ベンツ−6−ジエチルアミノフルオラン1
部、1、1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−フェニ
ル)−シクロヘキサン2部、ステアリン酸ネオペンチル
25部からなる準可逆熱変色性組成物(特開昭60−264285
号公報に開示されている、温度変化に対して大きなヒス
テリシス特性を示して変色するタイプ)を実施例1の試
料調製方法に準じて微小カプセル化し、平均粒子径0.2
μm及び5μmの準可逆熱変色性微小カプセルI、Jを
得た。
前記微小カプセルI、Jの各20gをポリスチレン1000g
にそれぞれ添加してブレンドし、押出成形機にてシリン
ダー温度175℃、ノズル温度170℃で押出成形し、直径40
mm、厚み1mmの半球状の成形物I′、J′を得た。
前記成形物I′及びJ′は、15℃以下に冷却するとピ
ンク色に変化し、この色は17℃〜33℃の温度域で維持さ
れた。次に35℃以上に加温すると、前記I′は白色に変
化したのに対し、Jは透明状に変化し、同様に17〜33℃
の温度域で維持され、この状態で平面上に載置した10mm
径のサイコロを中心に位置させて前記I′及びJ′をそ
れぞれ用いて覆ったところ、I′の系ではサイコロの表
示を判読できたのに対し、J′の系ではサイコロ自体も
判別不可能であった。
実施例4 透明ハイインパクトスチロール樹脂製ボンネット部
に、樹脂成形エンジン部材(銀色)を内蔵させた模型自
動車の、ボンネット部に下記組成の塗布液をスプレーガ
ンにて吹きつけ、室温下で数分乾燥し、エンジン部を隠
顕可能な模型自動車玩具を得た。
塗布液の調製 3−(4−ジエチルアミノ−2−エトキシフェニル)
−3−(1−エチル−2−メチルインドール−3−イ
ル)−4−アザフタリド1部、ビスフェノールA2部、ミ
リスチルアルコール15部、カプリン酸ステアリル10部か
らなる熱変色性組成物をエポキシ樹脂/アミン硬化剤に
よる界面重合法で内包させた平均粒子径約0.3μmの熱
変色性微小カプセル8部、アクリル樹脂50部(キシレン
/酢酸ブチル系溶媒、固形分約50%)、希釈溶媒(キシ
レン30部、トルエン20部)を均一に混合させて得た。
前記の模型自動車玩具は、25℃以下ではボンネット部
分が青色に着色しており、内部を隠蔽してエンジン部が
不可視状態であるが、25℃以上の温度では青色は消色
し、エンジン部が鮮明に可視状態となり、内部構造を判
別できた。前記様相は温度変化により繰り返し再現でき
た。
実施例5 魚玩具において、骨形状部材(蛍光ピンク色に彩色さ
れている)を熱変色性ポリプロピレン樹脂〔平均粒子径
0.4μmの微小カプセル(3−ジエチルアミノ−6−メ
チル−7−アニリノフルオラン1部、4、4−メチレン
ジフェノール2部、1−パルミト−2,3−ジ(12−ヒド
ロキシステアリン)25部からなる均質相溶体の30部と、
ポリプロピレン樹脂1000部を溶融ブレンドした材料〕し
て魚形状の熱変色性外殻をもつ魚玩具を構成した。前記
玩具は、42℃以下では黒色外観を呈し、内部を隠蔽して
いるが、42℃以上では、無色透明状の外観に変化し、内
部の骨形状及びその色彩を鮮明に視覚判別させた。
発明の効果 本発明による熱変色性樹脂組成物は、前記実施例で実
証される如く、従来の熱変色性微小カプセルを適用した
系に較べ、消色時の透明性が顕著に向上した性能を与え
る。
したがって、透明性樹脂中に熱変色性微小カプセルを
練合させて得られる、フイルム状、フィラメント状、ブ
ロック状、粒状、その他目的に応じて成形される多様な
形状の成形物にあって、消色時の白濁化による不透明化
現象がみられない、透明性の熱変色性成形体を供給でき
る。このことは、前記成形物により、物品の一部乃至全
部を被覆したり、内蔵させる構成となして、温度変化に
より内部を隠顕させる用途に好適に用いられる。
又、支持体表面に塗膜として固着された系にあって
は、消色時にあって塗膜は、白濁化せず、透明状に保持
される。このことは、下地の隠蔽印刷において、消色時
に白濁化した塗膜の像が視覚されない上、透明性である
から下地層の像が鮮明に視覚され、隠顕効果を満足させ
る。
本発明の熱変色性樹脂組成物は、前記した性能、効果
を有しているので、印刷、塗装、プラスチック成形分野
等に適応し、絵本、広告媒体、玩具、包装材、装飾材等
に適用性を有する。
【図面の簡単な説明】
第1図は熱変色性組成物内包の微小カプセルの平均粒子
径と透過率の関係を示す、実験データのグラフである。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平1−174591(JP,A) 特開 昭57−65772(JP,A) 特公 昭60−15668(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C08L 1/00 - 101/14 C09K 9/00 - 9/02

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】電子供与性呈色性有機化合物、電子受容性
    化合物、及び前記二者の呈色反応の生起温度を決める変
    色温度調整剤を必須成分とする均質相溶体を内包させ
    た、平均粒子径0.01μm以上、且つ1μm未満の微小カ
    プセルが樹脂中に分散状態に固着されてなる熱変色性樹
    脂組成物。
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